Pico/sound/sound.c

   1 // This is part of Pico Library\r
   2 \r
   3 // (c) Copyright 2004 Dave, All rights reserved.\r
   4 // (c) Copyright 2006 notaz, All rights reserved.\r
   5 // Free for non-commercial use.\r
   6 \r
   7 // For commercial use, separate licencing terms must be obtained.\r
   8 \r
   9 \r
  10 #include <string.h>\r
  11 #include "sound.h"\r
  12 #include "ym2612.h"\r
  13 #include "sn76496.h"\r
  14 \r
  15 #ifndef __GNUC__\r
  16 #pragma warning (disable:4244)\r
  17 #endif\r
  18 \r
  19 #if defined(_USE_MZ80)\r
  20 #include "../../cpu/mz80/mz80.h"\r
  21 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
  22 #include "../../cpu/DrZ80/drz80.h"\r
  23 #endif\r
  24 \r
  25 #include "../PicoInt.h"\r
  26 #include "../cd/pcm.h"\r
  27 #include "mix.h"\r
  28 \r
  29 // master int buffer to mix to\r
  30 static int PsndBuffer[2*44100/50];\r
  31 \r
  32 //int z80CycleAim = 0;\r
  33 \r
  34 // dac\r
  35 short *dac_out;\r
  36 unsigned short dac_info[312]; // pppppppp ppppllll, p - pos in buff, l - length to write for this sample\r
  37 \r
  38 // for Pico\r
  39 int PsndRate=0;\r
  40 int PsndLen=0; // number of mono samples, multiply by 2 for stereo\r
  41 short *PsndOut=NULL; // PCM data buffer\r
  42 \r
  43 // from ym2612.c\r
  44 extern int   *ym2612_dacen;\r
  45 extern INT32 *ym2612_dacout;\r
  46 void YM2612TimerHandler(int c,int cnt);\r
  47 \r
  48 // sn76496\r
  49 extern int *sn76496_regs;\r
  50 \r
  51 \r
  52 static void dac_recalculate()\r
  53 {\r
  54   int i, dac_cnt, pos, len, lines = Pico.m.pal ? 312 : 262, mid = Pico.m.pal ? 68 : 93;\r
  55 \r
  56   if(PsndLen <= lines) {\r
  57     // shrinking algo\r
  58     dac_cnt = 0;//lines - PsndLen;\r
  59     len=1; pos=0;\r
  60     dac_info[225] = 1;\r
  61 \r
  62     for(i=226; i != 225; i++) {\r
  63       if (i >= lines) i = 0;\r
  64       len = 0;\r
  65       if(dac_cnt < 0) {\r
  66         len=1;\r
  67         pos++;\r
  68         dac_cnt += lines;\r
  69       }\r
  70       dac_cnt -= PsndLen;\r
  71       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  72     }\r
  73   } else {\r
  74     // stretching\r
  75     dac_cnt = PsndLen/2;\r
  76     pos=0;\r
  77     for(i = 225; i != 224; i++) {\r
  78       if (i >= lines) i = 0;\r
  79       len=0;\r
  80       while(dac_cnt >= 0) {\r
  81         dac_cnt -= lines;\r
  82         len++;\r
  83       }\r
  84       if (i == mid) // midpoint\r
  85         while(pos+len < PsndLen/2) {\r
  86           dac_cnt -= lines;\r
  87           len++;\r
  88         }\r
  89       dac_cnt += PsndLen;\r
  90       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  91       pos+=len;\r
  92     }\r
  93     // last sample\r
  94     for(len = 0, i = pos; i < PsndLen; i++) len++;\r
  95     dac_info[224] = (pos<<4)|len;\r
  96   }\r
  97 //  dprintf("rate is %i, len %i", PsndRate, PsndLen);\r
  98 //  for(i=0; i < lines; i++)\r
  99 //    dprintf("%03i : %03i : %i", i, dac_info[i]>>4, dac_info[i]&0xf);\r
 100 //exit(8);\r
 101 }\r
 102 \r
 103 \r
 104 void sound_reset()\r
 105 {\r
 106   extern int z80stopCycle;\r
 107   void *ym2612_regs;\r
 108 \r
 109   // init even if we are not going to use them, just in case we ever enable it\r
 110   YM2612Init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/7 : OSC_NTSC/7, PsndRate);\r
 111   // also clear the internal registers+addr line\r
 112   ym2612_regs = YM2612GetRegs();\r
 113   memset(ym2612_regs, 0, 0x200+4);\r
 114 \r
 115   SN76496_init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/15 : OSC_NTSC/15, PsndRate);\r
 116 \r
 117   // calculate PsndLen\r
 118   PsndLen=PsndRate/(Pico.m.pal ? 50 : 60);\r
 119 \r
 120   // recalculate dac info\r
 121   dac_recalculate();\r
 122   z80stopCycle = 0;\r
 123 }\r
 124 \r
 125 \r
 126 // to be called after changing sound rate or chips\r
 127 void sound_rerate()\r
 128 {\r
 129   unsigned int state[28];\r
 130 \r
 131   // not all rates are supported in MCD mode due to mp3 decoder\r
 132   if (PicoMCD & 1) {\r
 133     if (PsndRate != 11025 && PsndRate != 22050 && PsndRate != 44100) PsndRate = 22050;\r
 134     if (!(PicoOpt & 8)) PicoOpt |= 8;\r
 135   }\r
 136 \r
 137   if ((PicoMCD & 1) && Pico_mcd->m.audio_track) Pico_mcd->m.audio_offset = mp3_get_offset();\r
 138   YM2612Init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/7 : OSC_NTSC/7, PsndRate);\r
 139   // feed it back it's own registers, just like after loading state\r
 140   YM2612PicoStateLoad();\r
 141   if ((PicoMCD & 1) && Pico_mcd->m.audio_track)\r
 142     mp3_start_play(Pico_mcd->TOC.Tracks[Pico_mcd->m.audio_track].F, Pico_mcd->m.audio_offset);\r
 143 \r
 144   memcpy(state, sn76496_regs, 28*4); // remember old state\r
 145   SN76496_init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/15 : OSC_NTSC/15, PsndRate);\r
 146   memcpy(sn76496_regs, state, 28*4); // restore old state\r
 147 \r
 148   // calculate PsndLen\r
 149   PsndLen=PsndRate/(Pico.m.pal ? 50 : 60);\r
 150 \r
 151   // recalculate dac info\r
 152   dac_recalculate();\r
 153 \r
 154   if (PicoMCD & 1)\r
 155     pcm_set_rate(PsndRate);\r
 156 }\r
 157 \r
 158 \r
 159 // This is called once per raster (aka line), but not necessarily for every line\r
 160 void sound_timers_and_dac(int raster)\r
 161 {\r
 162   int pos, len;\r
 163   int do_dac = PsndOut && (PicoOpt&1) && *ym2612_dacen;\r
 164 //  int do_pcm = PsndOut && (PicoMCD&1) && (PicoOpt&0x400);\r
 165 \r
 166   // Our raster lasts 63.61323/64.102564 microseconds (NTSC/PAL)\r
 167   YM2612PicoTick(1);\r
 168 \r
 169   if (!do_dac /*&& !do_pcm*/) return;\r
 170 \r
 171   pos=dac_info[raster], len=pos&0xf;\r
 172   if (!len) return;\r
 173 \r
 174   pos>>=4;\r
 175 \r
 176   if (do_dac) {\r
 177     short *d = PsndOut + pos*2;\r
 178     int dout = *ym2612_dacout;\r
 179     if(PicoOpt&8) {\r
 180       // some manual loop unrolling here :)\r
 181       d[0] = dout;\r
 182       if (len > 1) {\r
 183         d[2] = dout;\r
 184         if (len > 2) {\r
 185           d[4] = dout;\r
 186           if (len > 3)\r
 187             d[6] = dout;\r
 188         }\r
 189       }\r
 190     } else {\r
 191       short *d = PsndOut + pos;\r
 192       d[0] = dout;\r
 193       if (len > 1) {\r
 194         d[1] = dout;\r
 195         if (len > 2) {\r
 196           d[2] = dout;\r
 197           if (len > 3)\r
 198             d[3] = dout;\r
 199         }\r
 200       }\r
 201     }\r
 202   }\r
 203 \r
 204 #if 0\r
 205   if (do_pcm) {\r
 206     int *d = PsndBuffer;\r
 207     d += (PicoOpt&8) ? pos*2 : pos;\r
 208     pcm_update(d, len, 1);\r
 209   }\r
 210 #endif\r
 211 }\r
 212 \r
 213 \r
 214 void sound_clear(void)\r
 215 {\r
 216   if (PicoOpt & 8) memset32((int *) PsndOut, 0, PsndLen);\r
 217   else memset(PsndOut, 0, PsndLen<<1);\r
 218 //  memset(PsndBuffer, 0, (PicoOpt & 8) ? (PsndLen<<3) : (PsndLen<<2));\r
 219 }\r
 220 \r
 221 \r
 222 int sound_render(int offset, int length)\r
 223 {\r
 224   int *buf32 = PsndBuffer+offset;\r
 225   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 226   // emulating CD && PCM option enabled && PCM chip on && have enabled channels\r
 227   int do_pcm = (PicoMCD&1) && (PicoOpt&0x400) && (Pico_mcd->pcm.control & 0x80) && Pico_mcd->pcm.enabled;\r
 228   offset <<= stereo;\r
 229 \r
 230   // PSG\r
 231   if (PicoOpt & 2)\r
 232     SN76496Update(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 233 \r
 234   // Add in the stereo FM buffer\r
 235   if (PicoOpt & 1)\r
 236     YM2612UpdateOne(buf32, length, stereo, 1);\r
 237 \r
 238   if (do_pcm)\r
 239     pcm_update(buf32, length, stereo);\r
 240 \r
 241   // CDDA audio\r
 242 //  if ((PicoMCD & 1) && (PicoOpt & 0x800))\r
 243 //    mp3_update(PsndBuffer+offset, length, stereo);\r
 244 \r
 245   // convert + limit to normal 16bit output\r
 246   if (stereo)\r
 247        mix_32_to_16l_stereo(PsndOut+offset, buf32, length);\r
 248   else mix_32_to_16_mono   (PsndOut+offset, buf32, length);\r
 249 \r
 250   return 0;\r
 251 }\r
 252 \r
 253 \r
 254 \r
 255 #if defined(_USE_MZ80)\r
 256 \r
 257 // memhandlers for mz80 core\r
 258 unsigned char mz80_read(UINT32 a,  struct MemoryReadByte *w)  { return z80_read(a); }\r
 259 void mz80_write(UINT32 a, UINT8 d, struct MemoryWriteByte *w) { z80_write(d, a); }\r
 260 \r
 261 // structures for mz80 core\r
 262 static struct MemoryReadByte mz80_mem_read[]=\r
 263 {\r
 264   {0x0000,0xffff,mz80_read},\r
 265   {(UINT32) -1,(UINT32) -1,NULL}\r
 266 };\r
 267 static struct MemoryWriteByte mz80_mem_write[]=\r
 268 {\r
 269   {0x0000,0xffff,mz80_write},\r
 270   {(UINT32) -1,(UINT32) -1,NULL}\r
 271 };\r
 272 static struct z80PortRead mz80_io_read[] ={\r
 273   {(UINT16) -1,(UINT16) -1,NULL}\r
 274 };\r
 275 static struct z80PortWrite mz80_io_write[]={\r
 276   {(UINT16) -1,(UINT16) -1,NULL}\r
 277 };\r
 278 \r
 279 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 280 \r
 281 static struct DrZ80 drZ80;\r
 282 \r
 283 static unsigned int DrZ80_rebasePC(unsigned short a)\r
 284 {\r
 285   drZ80.Z80PC_BASE = (unsigned int) Pico.zram;\r
 286   return drZ80.Z80PC_BASE + a;\r
 287 }\r
 288 \r
 289 static unsigned int DrZ80_rebaseSP(unsigned short a)\r
 290 {\r
 291   drZ80.Z80SP_BASE = (unsigned int) Pico.zram;\r
 292   return drZ80.Z80SP_BASE + a;\r
 293 }\r
 294 \r
 295 static unsigned char DrZ80_in(unsigned short p)\r
 296 {\r
 297   return 0xff;\r
 298 }\r
 299 \r
 300 static void DrZ80_out(unsigned short p,unsigned char d)\r
 301 {\r
 302 }\r
 303 \r
 304 static void DrZ80_irq_callback()\r
 305 {\r
 306   drZ80.Z80_IRQ = 0; // lower irq when accepted\r
 307 }\r
 308 \r
 309 #endif\r
 310 \r
 311 // z80 functionality wrappers\r
 312 void z80_init()\r
 313 {\r
 314 #if defined(_USE_MZ80)\r
 315   struct mz80context z80;\r
 316 \r
 317   // z80\r
 318   mz80init();\r
 319   // Modify the default context\r
 320   mz80GetContext(&z80);\r
 321 \r
 322   // point mz80 stuff\r
 323   z80.z80Base=Pico.zram;\r
 324   z80.z80MemRead=mz80_mem_read;\r
 325   z80.z80MemWrite=mz80_mem_write;\r
 326   z80.z80IoRead=mz80_io_read;\r
 327   z80.z80IoWrite=mz80_io_write;\r
 328 \r
 329   mz80SetContext(&z80);\r
 330 \r
 331 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 332 \r
 333   memset(&drZ80, 0, sizeof(struct DrZ80));\r
 334   drZ80.z80_rebasePC=DrZ80_rebasePC;\r
 335   drZ80.z80_rebaseSP=DrZ80_rebaseSP;\r
 336   drZ80.z80_read8   =z80_read;\r
 337   drZ80.z80_read16  =z80_read16;\r
 338   drZ80.z80_write8  =z80_write;\r
 339   drZ80.z80_write16 =z80_write16;\r
 340   drZ80.z80_in      =DrZ80_in;\r
 341   drZ80.z80_out     =DrZ80_out;\r
 342   drZ80.z80_irq_callback=DrZ80_irq_callback;\r
 343 #endif\r
 344 }\r
 345 \r
 346 void z80_reset()\r
 347 {\r
 348 #if defined(_USE_MZ80)\r
 349   mz80reset();\r
 350 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 351   memset(&drZ80, 0, 0x54);\r
 352   drZ80.Z80F  = (1<<2);  // set ZFlag\r
 353   drZ80.Z80F2 = (1<<2);  // set ZFlag\r
 354   drZ80.Z80IX = 0xFFFF << 16;\r
 355   drZ80.Z80IY = 0xFFFF << 16;\r
 356   drZ80.Z80IM = 0; // 1?\r
 357   drZ80.Z80PC = drZ80.z80_rebasePC(0);\r
 358   drZ80.Z80SP = drZ80.z80_rebaseSP(0x2000); // 0xf000 ?\r
 359 #endif\r
 360   Pico.m.z80_fakeval = 0; // for faking when Z80 is disabled\r
 361 }\r
 362 \r
 363 void z80_resetCycles()\r
 364 {\r
 365 #if defined(_USE_MZ80)\r
 366   mz80GetElapsedTicks(1);\r
 367 #endif\r
 368 }\r
 369 \r
 370 void z80_int()\r
 371 {\r
 372 #if defined(_USE_MZ80)\r
 373   mz80int(0);\r
 374 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 375   drZ80.z80irqvector = 0xFF; // default IRQ vector RST opcode\r
 376   drZ80.Z80_IRQ = 1;\r
 377 #endif\r
 378 }\r
 379 \r
 380 // returns number of cycles actually executed\r
 381 int z80_run(int cycles)\r
 382 {\r
 383 #if defined(_USE_MZ80)\r
 384   int ticks_pre = mz80GetElapsedTicks(0);\r
 385   mz80exec(cycles);\r
 386   return mz80GetElapsedTicks(0) - ticks_pre;\r
 387 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 388   return cycles - DrZ80Run(&drZ80, cycles);\r
 389 #else\r
 390   return cycles;\r
 391 #endif\r
 392 }\r
 393 \r
 394 void z80_pack(unsigned char *data)\r
 395 {\r
 396 #if defined(_USE_MZ80)\r
 397   struct mz80context mz80;\r
 398   *(int *)data = 0x00005A6D; // "mZ"\r
 399   mz80GetContext(&mz80);\r
 400   memcpy(data+4, &mz80.z80clockticks, sizeof(mz80)-5*4); // don't save base&memhandlers\r
 401 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 402   *(int *)data = 0x015A7244; // "DrZ" v1\r
 403   drZ80.Z80PC = drZ80.z80_rebasePC(drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE);\r
 404   drZ80.Z80SP = drZ80.z80_rebaseSP(drZ80.Z80SP-drZ80.Z80SP_BASE);\r
 405   memcpy(data+4, &drZ80, 0x54);\r
 406 #endif\r
 407 }\r
 408 \r
 409 void z80_unpack(unsigned char *data)\r
 410 {\r
 411 #if defined(_USE_MZ80)\r
 412   if(*(int *)data == 0x00005A6D) { // "mZ" save?\r
 413     struct mz80context mz80;\r
 414     mz80GetContext(&mz80);\r
 415     memcpy(&mz80.z80clockticks, data+4, sizeof(mz80)-5*4);\r
 416     mz80SetContext(&mz80);\r
 417   } else {\r
 418     z80_reset();\r
 419     z80_int();\r
 420   }\r
 421 #elif defined(_USE_DRZ80)\r
 422   if(*(int *)data == 0x015A7244) { // "DrZ" v1 save?\r
 423     memcpy(&drZ80, data+4, 0x54);\r
 424     // update bases\r
 425     drZ80.Z80PC = drZ80.z80_rebasePC(drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE);\r
 426     drZ80.Z80SP = drZ80.z80_rebaseSP(drZ80.Z80SP-drZ80.Z80SP_BASE);\r
 427   } else {\r
 428     z80_reset();\r
 429     drZ80.Z80IM = 1;\r
 430     z80_int(); // try to goto int handler, maybe we won't execute trash there?\r
 431   }\r
 432 #endif\r
 433 }\r
 434 \r
 435 void z80_exit()\r
 436 {\r
 437 #if defined(_USE_MZ80)\r
 438   mz80shutdown();\r
 439 #endif\r
 440 }\r
 441 \r
 442 #if defined(__DEBUG_PRINT) || defined(WIN32)\r
 443 void z80_debug(char *dstr)\r
 444 {\r
 445 #if defined(_USE_DRZ80)\r
 446   sprintf(dstr, "%sZ80 state: PC: %04x SP: %04x\n", dstr, drZ80.Z80PC-drZ80.Z80PC_BASE, drZ80.Z80SP-drZ80.Z80SP_BASE);\r
 447 #endif\r
 448 }\r
 449 #endif\r