pico/sek.c

   1 /*\r
   2  * PicoDrive\r
   3  * (c) Copyright Dave, 2004\r
   4  * (C) notaz, 2006-2009\r
   5  *\r
   6  * This work is licensed under the terms of MAME license.\r
   7  * See COPYING file in the top-level directory.\r
   8  */\r
   9 \r
  10 #include "pico_int.h"\r
  11 #include "memory.h"\r
  12 \r
  13 \r
  14 int SekCycleCnt=0; // cycles done in this frame\r
  15 int SekCycleAim=0; // cycle aim\r
  16 unsigned int SekCycleCntT=0;\r
  17 \r
  18 \r
  19 /* context */\r
  20 // Cyclone 68000\r
  21 #ifdef EMU_C68K\r
  22 struct Cyclone PicoCpuCM68k;\r
  23 #endif\r
  24 // MUSASHI 68000\r
  25 #ifdef EMU_M68K\r
  26 m68ki_cpu_core PicoCpuMM68k;\r
  27 #endif\r
  28 // FAME 68000\r
  29 #ifdef EMU_F68K\r
  30 M68K_CONTEXT PicoCpuFM68k;\r
  31 #endif\r
  32 \r
  33 \r
  34 /* callbacks */\r
  35 #ifdef EMU_C68K\r
  36 // interrupt acknowledgment\r
  37 static int SekIntAck(int level)\r
  38 {\r
  39   // try to emulate VDP's reaction to 68000 int ack\r
  40   if     (level == 4) { Pico.video.pending_ints  =  0;    elprintf(EL_INTS, "hack: @ %06x [%i]", SekPc, SekCycleCnt); }\r
  41   else if(level == 6) { Pico.video.pending_ints &= ~0x20; elprintf(EL_INTS, "vack: @ %06x [%i]", SekPc, SekCycleCnt); }\r
  42   PicoCpuCM68k.irq = 0;\r
  43   return CYCLONE_INT_ACK_AUTOVECTOR;\r
  44 }\r
  45 \r
  46 static void SekResetAck(void)\r
  47 {\r
  48   elprintf(EL_ANOMALY, "Reset encountered @ %06x", SekPc);\r
  49 }\r
  50 \r
  51 static int SekUnrecognizedOpcode()\r
  52 {\r
  53   unsigned int pc;\r
  54   pc = SekPc;\r
  55   elprintf(EL_ANOMALY, "Unrecognized Opcode @ %06x", pc);\r
  56   // see if we are still in a mapped region\r
  57   pc &= 0x00ffffff;\r
  58   if (map_flag_set(m68k_read16_map[pc >> M68K_MEM_SHIFT])) {\r
  59     elprintf(EL_STATUS|EL_ANOMALY, "m68k crash @%06x", pc);\r
  60     PicoCpuCM68k.cycles = 0;\r
  61     PicoCpuCM68k.state_flags |= 1;\r
  62     return 1;\r
  63   }\r
  64 #ifdef EMU_M68K // debugging cyclone\r
  65   {\r
  66     extern int have_illegal;\r
  67     have_illegal = 1;\r
  68   }\r
  69 #endif\r
  70   return 0;\r
  71 }\r
  72 #endif\r
  73 \r
  74 \r
  75 #ifdef EMU_M68K\r
  76 static int SekIntAckM68K(int level)\r
  77 {\r
  78   if     (level == 4) { Pico.video.pending_ints  =  0;    elprintf(EL_INTS, "hack: @ %06x [%i]", SekPc, SekCycleCnt); }\r
  79   else if(level == 6) { Pico.video.pending_ints &= ~0x20; elprintf(EL_INTS, "vack: @ %06x [%i]", SekPc, SekCycleCnt); }\r
  80   CPU_INT_LEVEL = 0;\r
  81   return M68K_INT_ACK_AUTOVECTOR;\r
  82 }\r
  83 \r
  84 static int SekTasCallback(void)\r
  85 {\r
  86   return 0; // no writeback\r
  87 }\r
  88 #endif\r
  89 \r
  90 \r
  91 #ifdef EMU_F68K\r
  92 static void SekIntAckF68K(unsigned level)\r
  93 {\r
  94   if     (level == 4) { Pico.video.pending_ints  =  0;    elprintf(EL_INTS, "hack: @ %06x [%i]", SekPc, SekCycleCnt); }\r
  95   else if(level == 6) { Pico.video.pending_ints &= ~0x20; elprintf(EL_INTS, "vack: @ %06x [%i]", SekPc, SekCycleCnt); }\r
  96   PicoCpuFM68k.interrupts[0] = 0;\r
  97 }\r
  98 #endif\r
  99 \r
 100 \r
 101 PICO_INTERNAL void SekInit(void)\r
 102 {\r
 103 #ifdef EMU_C68K\r
 104   CycloneInit();\r
 105   memset(&PicoCpuCM68k,0,sizeof(PicoCpuCM68k));\r
 106   PicoCpuCM68k.IrqCallback=SekIntAck;\r
 107   PicoCpuCM68k.ResetCallback=SekResetAck;\r
 108   PicoCpuCM68k.UnrecognizedCallback=SekUnrecognizedOpcode;\r
 109   PicoCpuCM68k.flags=4;   // Z set\r
 110 #endif\r
 111 #ifdef EMU_M68K\r
 112   {\r
 113     void *oldcontext = m68ki_cpu_p;\r
 114     m68k_set_context(&PicoCpuMM68k);\r
 115     m68k_set_cpu_type(M68K_CPU_TYPE_68000);\r
 116     m68k_init();\r
 117     m68k_set_int_ack_callback(SekIntAckM68K);\r
 118     m68k_set_tas_instr_callback(SekTasCallback);\r
 119     //m68k_pulse_reset();\r
 120     m68k_set_context(oldcontext);\r
 121   }\r
 122 #endif\r
 123 #ifdef EMU_F68K\r
 124   {\r
 125     void *oldcontext = g_m68kcontext;\r
 126     g_m68kcontext = &PicoCpuFM68k;\r
 127     memset(&PicoCpuFM68k, 0, sizeof(PicoCpuFM68k));\r
 128     fm68k_init();\r
 129     PicoCpuFM68k.iack_handler = SekIntAckF68K;\r
 130     PicoCpuFM68k.sr = 0x2704; // Z flag\r
 131     g_m68kcontext = oldcontext;\r
 132   }\r
 133 #endif\r
 134 }\r
 135 \r
 136 \r
 137 // Reset the 68000:\r
 138 PICO_INTERNAL int SekReset(void)\r
 139 {\r
 140   if (Pico.rom==NULL) return 1;\r
 141 \r
 142 #ifdef EMU_C68K\r
 143   CycloneReset(&PicoCpuCM68k);\r
 144 #endif\r
 145 #ifdef EMU_M68K\r
 146   m68k_set_context(&PicoCpuMM68k); // if we ever reset m68k, we always need it's context to be set\r
 147   m68ki_cpu.sp[0]=0;\r
 148   m68k_set_irq(0);\r
 149   m68k_pulse_reset();\r
 150   REG_USP = 0; // ?\r
 151 #endif\r
 152 #ifdef EMU_F68K\r
 153   {\r
 154     g_m68kcontext = &PicoCpuFM68k;\r
 155     fm68k_reset();\r
 156   }\r
 157 #endif\r
 158 \r
 159   return 0;\r
 160 }\r
 161 \r
 162 void SekStepM68k(void)\r
 163 {\r
 164   SekCycleAim=SekCycleCnt+1;\r
 165 #if defined(EMU_CORE_DEBUG)\r
 166   SekCycleCnt+=CM_compareRun(1, 0);\r
 167 #elif defined(EMU_C68K)\r
 168   PicoCpuCM68k.cycles=1;\r
 169   CycloneRun(&PicoCpuCM68k);\r
 170   SekCycleCnt+=1-PicoCpuCM68k.cycles;\r
 171 #elif defined(EMU_M68K)\r
 172   SekCycleCnt+=m68k_execute(1);\r
 173 #elif defined(EMU_F68K)\r
 174   SekCycleCnt+=fm68k_emulate(1, 0, 0);\r
 175 #endif\r
 176 }\r
 177 \r
 178 PICO_INTERNAL void SekSetRealTAS(int use_real)\r
 179 {\r
 180 #ifdef EMU_C68K\r
 181   CycloneSetRealTAS(use_real);\r
 182 #endif\r
 183 #ifdef EMU_F68K\r
 184   // TODO\r
 185 #endif\r
 186 }\r
 187 \r
 188 // Pack the cpu into a common format:\r
 189 // XXX: rename\r
 190 PICO_INTERNAL void SekPackCpu(unsigned char *cpu, int is_sub)\r
 191 {\r
 192   unsigned int pc=0;\r
 193 \r
 194 #if defined(EMU_C68K)\r
 195   struct Cyclone *context = is_sub ? &PicoCpuCS68k : &PicoCpuCM68k;\r
 196   memcpy(cpu,context->d,0x40);\r
 197   pc=context->pc-context->membase;\r
 198   *(unsigned int *)(cpu+0x44)=CycloneGetSr(context);\r
 199   *(unsigned int *)(cpu+0x48)=context->osp;\r
 200   cpu[0x4c] = context->irq;\r
 201   cpu[0x4d] = context->state_flags & 1;\r
 202 #elif defined(EMU_M68K)\r
 203   void *oldcontext = m68ki_cpu_p;\r
 204   m68k_set_context(is_sub ? &PicoCpuMS68k : &PicoCpuMM68k);\r
 205   memcpy(cpu,m68ki_cpu_p->dar,0x40);\r
 206   pc=m68ki_cpu_p->pc;\r
 207   *(unsigned int  *)(cpu+0x44)=m68k_get_reg(NULL, M68K_REG_SR);\r
 208   *(unsigned int  *)(cpu+0x48)=m68ki_cpu_p->sp[m68ki_cpu_p->s_flag^SFLAG_SET];\r
 209   cpu[0x4c] = CPU_INT_LEVEL>>8;\r
 210   cpu[0x4d] = CPU_STOPPED;\r
 211   m68k_set_context(oldcontext);\r
 212 #elif defined(EMU_F68K)\r
 213   M68K_CONTEXT *context = is_sub ? &PicoCpuFS68k : &PicoCpuFM68k;\r
 214   memcpy(cpu,context->dreg,0x40);\r
 215   pc=context->pc;\r
 216   *(unsigned int  *)(cpu+0x44)=context->sr;\r
 217   *(unsigned int  *)(cpu+0x48)=context->asp;\r
 218   cpu[0x4c] = context->interrupts[0];\r
 219   cpu[0x4d] = (context->execinfo & FM68K_HALTED) ? 1 : 0;\r
 220 #endif\r
 221 \r
 222   *(unsigned int *)(cpu+0x40) = pc;\r
 223   *(unsigned int *)(cpu+0x50) = SekCycleCntT;\r
 224 }\r
 225 \r
 226 PICO_INTERNAL void SekUnpackCpu(const unsigned char *cpu, int is_sub)\r
 227 {\r
 228 #if defined(EMU_C68K)\r
 229   struct Cyclone *context = is_sub ? &PicoCpuCS68k : &PicoCpuCM68k;\r
 230   CycloneSetSr(context, *(unsigned int *)(cpu+0x44));\r
 231   context->osp=*(unsigned int *)(cpu+0x48);\r
 232   memcpy(context->d,cpu,0x40);\r
 233   context->membase = 0;\r
 234   context->pc = *(unsigned int *)(cpu+0x40);\r
 235   CycloneUnpack(context, NULL); // rebase PC\r
 236   context->irq = cpu[0x4c];\r
 237   context->state_flags = 0;\r
 238   if (cpu[0x4d])\r
 239     context->state_flags |= 1;\r
 240 #elif defined(EMU_M68K)\r
 241   void *oldcontext = m68ki_cpu_p;\r
 242   m68k_set_context(is_sub ? &PicoCpuMS68k : &PicoCpuMM68k);\r
 243   m68k_set_reg(M68K_REG_SR, *(unsigned int *)(cpu+0x44));\r
 244   memcpy(m68ki_cpu_p->dar,cpu,0x40);\r
 245   m68ki_cpu_p->pc=*(unsigned int *)(cpu+0x40);\r
 246   m68ki_cpu_p->sp[m68ki_cpu_p->s_flag^SFLAG_SET]=*(unsigned int *)(cpu+0x48);\r
 247   CPU_INT_LEVEL = cpu[0x4c] << 8;\r
 248   CPU_STOPPED = cpu[0x4d];\r
 249   m68k_set_context(oldcontext);\r
 250 #elif defined(EMU_F68K)\r
 251   M68K_CONTEXT *context = is_sub ? &PicoCpuFS68k : &PicoCpuFM68k;\r
 252   memcpy(context->dreg,cpu,0x40);\r
 253   context->pc =*(unsigned int *)(cpu+0x40);\r
 254   context->sr =*(unsigned int *)(cpu+0x44);\r
 255   context->asp=*(unsigned int *)(cpu+0x48);\r
 256   context->interrupts[0] = cpu[0x4c];\r
 257   context->execinfo &= ~FM68K_HALTED;\r
 258   if (cpu[0x4d]&1) context->execinfo |= FM68K_HALTED;\r
 259 #endif\r
 260   SekCycleCntT = *(unsigned int *)(cpu+0x50);\r
 261 }\r
 262 \r
 263 \r
 264 /* idle loop detection, not to be used in CD mode */\r
 265 #ifdef EMU_C68K\r
 266 #include "cpu/cyclone/tools/idle.h"\r
 267 #endif\r
 268 \r
 269 static unsigned short **idledet_ptrs = NULL;\r
 270 static int idledet_count = 0, idledet_bads = 0;\r
 271 int idledet_start_frame = 0;\r
 272 \r
 273 #if 0\r
 274 #define IDLE_STATS 1\r
 275 unsigned int idlehit_addrs[128], idlehit_counts[128];\r
 276 \r
 277 void SekRegisterIdleHit(unsigned int pc)\r
 278 {\r
 279   int i;\r
 280   for (i = 0; i < 127 && idlehit_addrs[i]; i++) {\r
 281     if (idlehit_addrs[i] == pc) {\r
 282       idlehit_counts[i]++;\r
 283       return;\r
 284     }\r
 285   }\r
 286   idlehit_addrs[i] = pc;\r
 287   idlehit_counts[i] = 1;\r
 288   idlehit_addrs[i+1] = 0;\r
 289 }\r
 290 #endif\r
 291 \r
 292 void SekInitIdleDet(void)\r
 293 {\r
 294   unsigned short **tmp = realloc(idledet_ptrs, 0x200*4);\r
 295   if (tmp == NULL) {\r
 296     free(idledet_ptrs);\r
 297     idledet_ptrs = NULL;\r
 298   }\r
 299   else\r
 300     idledet_ptrs = tmp;\r
 301   idledet_count = idledet_bads = 0;\r
 302   idledet_start_frame = Pico.m.frame_count + 360;\r
 303 #ifdef IDLE_STATS\r
 304   idlehit_addrs[0] = 0;\r
 305 #endif\r
 306 \r
 307 #ifdef EMU_C68K\r
 308   CycloneInitIdle();\r
 309 #endif\r
 310 #ifdef EMU_F68K\r
 311   fm68k_emulate(0, 0, 1);\r
 312 #endif\r
 313 }\r
 314 \r
 315 int SekIsIdleCode(unsigned short *dst, int bytes)\r
 316 {\r
 317   // printf("SekIsIdleCode %04x %i\n", *dst, bytes);\r
 318   switch (bytes)\r
 319   {\r
 320     case 2:\r
 321       if ((*dst & 0xf000) != 0x6000)     // not another branch\r
 322         return 1;\r
 323       break;\r
 324     case 4:\r
 325       if (  (*dst & 0xfff8) == 0x4a10 || // tst.b ($aX)      // there should be no need to wait\r
 326             (*dst & 0xfff8) == 0x4a28 || // tst.b ($xxxx,a0) // for byte change anywhere\r
 327             (*dst & 0xff3f) == 0x4a38 || // tst.x ($xxxx.w); tas ($xxxx.w)\r
 328             (*dst & 0xc1ff) == 0x0038 || // move.x ($xxxx.w), dX\r
 329             (*dst & 0xf13f) == 0xb038)   // cmp.x ($xxxx.w), dX\r
 330         return 1;\r
 331       break;\r
 332     case 6:\r
 333       if ( ((dst[1] & 0xe0) == 0xe0 && ( // RAM and\r
 334             *dst == 0x4a39 ||            //   tst.b ($xxxxxxxx)\r
 335             *dst == 0x4a79 ||            //   tst.w ($xxxxxxxx)\r
 336             *dst == 0x4ab9 ||            //   tst.l ($xxxxxxxx)\r
 337             (*dst & 0xc1ff) == 0x0039 || //   move.x ($xxxxxxxx), dX\r
 338             (*dst & 0xf13f) == 0xb039))||//   cmp.x ($xxxxxxxx), dX\r
 339             *dst == 0x0838 ||            // btst $X, ($xxxx.w) [6 byte op]\r
 340             (*dst & 0xffbf) == 0x0c38)   // cmpi.{b,w} $X, ($xxxx.w)\r
 341         return 1;\r
 342       break;\r
 343     case 8:\r
 344       if ( ((dst[2] & 0xe0) == 0xe0 && ( // RAM and\r
 345             *dst == 0x0839 ||            //   btst $X, ($xxxxxxxx.w) [8 byte op]\r
 346             (*dst & 0xffbf) == 0x0c39))||//   cmpi.{b,w} $X, ($xxxxxxxx)\r
 347             *dst == 0x0cb8)              // cmpi.l $X, ($xxxx.w)\r
 348         return 1;\r
 349       break;\r
 350     case 12:\r
 351        if ((*dst & 0xf1f8) == 0x3010 && // move.w (aX), dX\r
 352             (dst[1]&0xf100) == 0x0000 && // arithmetic\r
 353             (dst[3]&0xf100) == 0x0000)   // arithmetic\r
 354         return 1;\r
 355       break;\r
 356   }\r
 357 \r
 358   return 0;\r
 359 }\r
 360 \r
 361 int SekRegisterIdlePatch(unsigned int pc, int oldop, int newop, void *ctx)\r
 362 {\r
 363   int is_main68k = 1;\r
 364   u16 *target;\r
 365   uptr v;\r
 366 \r
 367 #if   defined(EMU_C68K)\r
 368   struct Cyclone *cyc = ctx;\r
 369   is_main68k = cyc == &PicoCpuCM68k;\r
 370   pc -= cyc->membase;\r
 371 #elif defined(EMU_F68K)\r
 372   is_main68k = ctx == &PicoCpuFM68k;\r
 373 #endif\r
 374   pc &= ~0xff000000;\r
 375   elprintf(EL_IDLE, "idle: patch %06x %04x %04x %c %c #%i", pc, oldop, newop,\r
 376     (newop&0x200)?'n':'y', is_main68k?'m':'s', idledet_count);\r
 377 \r
 378   // XXX: probably shouldn't patch RAM too\r
 379   v = m68k_read16_map[pc >> M68K_MEM_SHIFT];\r
 380   if (!(v & 0x80000000))\r
 381     target = (u16 *)((v << 1) + pc);\r
 382   else {\r
 383     if (++idledet_bads > 128)\r
 384       return 2; // remove detector\r
 385     return 1; // don't patch\r
 386   }\r
 387 \r
 388   if (idledet_count >= 0x200 && (idledet_count & 0x1ff) == 0) {\r
 389     unsigned short **tmp = realloc(idledet_ptrs, (idledet_count+0x200)*4);\r
 390     if (tmp == NULL)\r
 391       return 1;\r
 392     idledet_ptrs = tmp;\r
 393   }\r
 394 \r
 395   idledet_ptrs[idledet_count++] = target;\r
 396 \r
 397   return 0;\r
 398 }\r
 399 \r
 400 void SekFinishIdleDet(void)\r
 401 {\r
 402 #ifdef EMU_C68K\r
 403   CycloneFinishIdle();\r
 404 #endif\r
 405 #ifdef EMU_F68K\r
 406   fm68k_emulate(0, 0, 2);\r
 407 #endif\r
 408   while (idledet_count > 0)\r
 409   {\r
 410     unsigned short *op = idledet_ptrs[--idledet_count];\r
 411     if      ((*op & 0xfd00) == 0x7100)\r
 412       *op &= 0xff, *op |= 0x6600;\r
 413     else if ((*op & 0xfd00) == 0x7500)\r
 414       *op &= 0xff, *op |= 0x6700;\r
 415     else if ((*op & 0xfd00) == 0x7d00)\r
 416       *op &= 0xff, *op |= 0x6000;\r
 417     else\r
 418       elprintf(EL_STATUS|EL_IDLE, "idle: don't know how to restore %04x", *op);\r
 419   }\r
 420 }\r
 421 \r
 422 \r
 423 #if defined(EMU_M68K) && M68K_INSTRUCTION_HOOK == OPT_SPECIFY_HANDLER\r
 424 static unsigned char op_flags[0x400000/2] = { 0, };\r
 425 static int atexit_set = 0;\r
 426 \r
 427 static void make_idc(void)\r
 428 {\r
 429   FILE *f = fopen("idc.idc", "w");\r
 430   int i;\r
 431   if (!f) return;\r
 432   fprintf(f, "#include <idc.idc>\nstatic main() {\n");\r
 433   for (i = 0; i < 0x400000/2; i++)\r
 434     if (op_flags[i] != 0)\r
 435       fprintf(f, "  MakeCode(0x%06x);\n", i*2);\r
 436   fprintf(f, "}\n");\r
 437   fclose(f);\r
 438 }\r
 439 \r
 440 void instruction_hook(void)\r
 441 {\r
 442   if (!atexit_set) {\r
 443     atexit(make_idc);\r
 444     atexit_set = 1;\r
 445   }\r
 446   if (REG_PC < 0x400000)\r
 447     op_flags[REG_PC/2] = 1;\r
 448 }\r
 449 #endif\r