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 }\r
 224 \r
 225 PICO_INTERNAL void SekUnpackCpu(const unsigned char *cpu, int is_sub)\r
 226 {\r
 227 #if defined(EMU_C68K)\r
 228   struct Cyclone *context = is_sub ? &PicoCpuCS68k : &PicoCpuCM68k;\r
 229   CycloneSetSr(context, *(unsigned int *)(cpu+0x44));\r
 230   context->osp=*(unsigned int *)(cpu+0x48);\r
 231   memcpy(context->d,cpu,0x40);\r
 232   context->membase = 0;\r
 233   context->pc = *(unsigned int *)(cpu+0x40);\r
 234   CycloneUnpack(context, NULL); // rebase PC\r
 235   context->irq = cpu[0x4c];\r
 236   context->state_flags = 0;\r
 237   if (cpu[0x4d])\r
 238     context->state_flags |= 1;\r
 239 #elif defined(EMU_M68K)\r
 240   void *oldcontext = m68ki_cpu_p;\r
 241   m68k_set_context(is_sub ? &PicoCpuMS68k : &PicoCpuMM68k);\r
 242   m68k_set_reg(M68K_REG_SR, *(unsigned int *)(cpu+0x44));\r
 243   memcpy(m68ki_cpu_p->dar,cpu,0x40);\r
 244   m68ki_cpu_p->pc=*(unsigned int *)(cpu+0x40);\r
 245   m68ki_cpu_p->sp[m68ki_cpu_p->s_flag^SFLAG_SET]=*(unsigned int *)(cpu+0x48);\r
 246   CPU_INT_LEVEL = cpu[0x4c] << 8;\r
 247   CPU_STOPPED = cpu[0x4d];\r
 248   m68k_set_context(oldcontext);\r
 249 #elif defined(EMU_F68K)\r
 250   M68K_CONTEXT *context = is_sub ? &PicoCpuFS68k : &PicoCpuFM68k;\r
 251   memcpy(context->dreg,cpu,0x40);\r
 252   context->pc =*(unsigned int *)(cpu+0x40);\r
 253   context->sr =*(unsigned int *)(cpu+0x44);\r
 254   context->asp=*(unsigned int *)(cpu+0x48);\r
 255   context->interrupts[0] = cpu[0x4c];\r
 256   context->execinfo &= ~FM68K_HALTED;\r
 257   if (cpu[0x4d]&1) context->execinfo |= FM68K_HALTED;\r
 258 #endif\r
 259 }\r
 260 \r
 261 \r
 262 /* idle loop detection, not to be used in CD mode */\r
 263 #ifdef EMU_C68K\r
 264 #include "cpu/Cyclone/tools/idle.h"\r
 265 #endif\r
 266 \r
 267 static unsigned short **idledet_ptrs = NULL;\r
 268 static int idledet_count = 0, idledet_bads = 0;\r
 269 int idledet_start_frame = 0;\r
 270 \r
 271 #if 0\r
 272 #define IDLE_STATS 1\r
 273 unsigned int idlehit_addrs[128], idlehit_counts[128];\r
 274 \r
 275 void SekRegisterIdleHit(unsigned int pc)\r
 276 {\r
 277   int i;\r
 278   for (i = 0; i < 127 && idlehit_addrs[i]; i++) {\r
 279     if (idlehit_addrs[i] == pc) {\r
 280       idlehit_counts[i]++;\r
 281       return;\r
 282     }\r
 283   }\r
 284   idlehit_addrs[i] = pc;\r
 285   idlehit_counts[i] = 1;\r
 286   idlehit_addrs[i+1] = 0;\r
 287 }\r
 288 #endif\r
 289 \r
 290 void SekInitIdleDet(void)\r
 291 {\r
 292   unsigned short **tmp = realloc(idledet_ptrs, 0x200*4);\r
 293   if (tmp == NULL) {\r
 294     free(idledet_ptrs);\r
 295     idledet_ptrs = NULL;\r
 296   }\r
 297   else\r
 298     idledet_ptrs = tmp;\r
 299   idledet_count = idledet_bads = 0;\r
 300   idledet_start_frame = Pico.m.frame_count + 360;\r
 301 #ifdef IDLE_STATS\r
 302   idlehit_addrs[0] = 0;\r
 303 #endif\r
 304 \r
 305 #ifdef EMU_C68K\r
 306   CycloneInitIdle();\r
 307 #endif\r
 308 #ifdef EMU_F68K\r
 309   fm68k_emulate(0, 0, 1);\r
 310 #endif\r
 311 }\r
 312 \r
 313 int SekIsIdleCode(unsigned short *dst, int bytes)\r
 314 {\r
 315   // printf("SekIsIdleCode %04x %i\n", *dst, bytes);\r
 316   switch (bytes)\r
 317   {\r
 318     case 2:\r
 319       if ((*dst & 0xf000) != 0x6000)     // not another branch\r
 320         return 1;\r
 321       break;\r
 322     case 4:\r
 323       if (  (*dst & 0xfff8) == 0x4a10 || // tst.b ($aX)      // there should be no need to wait\r
 324             (*dst & 0xfff8) == 0x4a28 || // tst.b ($xxxx,a0) // for byte change anywhere\r
 325             (*dst & 0xff3f) == 0x4a38 || // tst.x ($xxxx.w); tas ($xxxx.w)\r
 326             (*dst & 0xc1ff) == 0x0038 || // move.x ($xxxx.w), dX\r
 327             (*dst & 0xf13f) == 0xb038)   // cmp.x ($xxxx.w), dX\r
 328         return 1;\r
 329       break;\r
 330     case 6:\r
 331       if ( ((dst[1] & 0xe0) == 0xe0 && ( // RAM and\r
 332             *dst == 0x4a39 ||            //   tst.b ($xxxxxxxx)\r
 333             *dst == 0x4a79 ||            //   tst.w ($xxxxxxxx)\r
 334             *dst == 0x4ab9 ||            //   tst.l ($xxxxxxxx)\r
 335             (*dst & 0xc1ff) == 0x0039 || //   move.x ($xxxxxxxx), dX\r
 336             (*dst & 0xf13f) == 0xb039))||//   cmp.x ($xxxxxxxx), dX\r
 337             *dst == 0x0838 ||            // btst $X, ($xxxx.w) [6 byte op]\r
 338             (*dst & 0xffbf) == 0x0c38)   // cmpi.{b,w} $X, ($xxxx.w)\r
 339         return 1;\r
 340       break;\r
 341     case 8:\r
 342       if ( ((dst[2] & 0xe0) == 0xe0 && ( // RAM and\r
 343             *dst == 0x0839 ||            //   btst $X, ($xxxxxxxx.w) [8 byte op]\r
 344             (*dst & 0xffbf) == 0x0c39))||//   cmpi.{b,w} $X, ($xxxxxxxx)\r
 345             *dst == 0x0cb8)              // cmpi.l $X, ($xxxx.w)\r
 346         return 1;\r
 347       break;\r
 348     case 12:\r
 349        if ((*dst & 0xf1f8) == 0x3010 && // move.w (aX), dX\r
 350             (dst[1]&0xf100) == 0x0000 && // arithmetic\r
 351             (dst[3]&0xf100) == 0x0000)   // arithmetic\r
 352         return 1;\r
 353       break;\r
 354   }\r
 355 \r
 356   return 0;\r
 357 }\r
 358 \r
 359 int SekRegisterIdlePatch(unsigned int pc, int oldop, int newop, void *ctx)\r
 360 {\r
 361   int is_main68k = 1;\r
 362   u16 *target;\r
 363   uptr v;\r
 364 \r
 365 #if   defined(EMU_C68K)\r
 366   struct Cyclone *cyc = ctx;\r
 367   is_main68k = cyc == &PicoCpuCM68k;\r
 368   pc -= cyc->membase;\r
 369 #elif defined(EMU_F68K)\r
 370   is_main68k = ctx == &PicoCpuFM68k;\r
 371 #endif\r
 372   pc &= ~0xff000000;\r
 373   elprintf(EL_IDLE, "idle: patch %06x %04x %04x %c %c #%i", pc, oldop, newop,\r
 374     (newop&0x200)?'n':'y', is_main68k?'m':'s', idledet_count);\r
 375 \r
 376   // XXX: probably shouldn't patch RAM too\r
 377   v = m68k_read16_map[pc >> M68K_MEM_SHIFT];\r
 378   if (!(v & 0x80000000))\r
 379     target = (u16 *)((v << 1) + pc);\r
 380   else {\r
 381     if (++idledet_bads > 128)\r
 382       return 2; // remove detector\r
 383     return 1; // don't patch\r
 384   }\r
 385 \r
 386   if (idledet_count >= 0x200 && (idledet_count & 0x1ff) == 0) {\r
 387     unsigned short **tmp = realloc(idledet_ptrs, (idledet_count+0x200)*4);\r
 388     if (tmp == NULL)\r
 389       return 1;\r
 390     idledet_ptrs = tmp;\r
 391   }\r
 392 \r
 393   idledet_ptrs[idledet_count++] = target;\r
 394 \r
 395   return 0;\r
 396 }\r
 397 \r
 398 void SekFinishIdleDet(void)\r
 399 {\r
 400 #ifdef EMU_C68K\r
 401   CycloneFinishIdle();\r
 402 #endif\r
 403 #ifdef EMU_F68K\r
 404   fm68k_emulate(0, 0, 2);\r
 405 #endif\r
 406   while (idledet_count > 0)\r
 407   {\r
 408     unsigned short *op = idledet_ptrs[--idledet_count];\r
 409     if      ((*op & 0xfd00) == 0x7100)\r
 410       *op &= 0xff, *op |= 0x6600;\r
 411     else if ((*op & 0xfd00) == 0x7500)\r
 412       *op &= 0xff, *op |= 0x6700;\r
 413     else if ((*op & 0xfd00) == 0x7d00)\r
 414       *op &= 0xff, *op |= 0x6000;\r
 415     else\r
 416       elprintf(EL_STATUS|EL_IDLE, "idle: don't know how to restore %04x", *op);\r
 417   }\r
 418 }\r
 419 \r
 420 \r
 421 #if defined(EMU_M68K) && M68K_INSTRUCTION_HOOK == OPT_SPECIFY_HANDLER\r
 422 static unsigned char op_flags[0x400000/2] = { 0, };\r
 423 static int atexit_set = 0;\r
 424 \r
 425 static void make_idc(void)\r
 426 {\r
 427   FILE *f = fopen("idc.idc", "w");\r
 428   int i;\r
 429   if (!f) return;\r
 430   fprintf(f, "#include <idc.idc>\nstatic main() {\n");\r
 431   for (i = 0; i < 0x400000/2; i++)\r
 432     if (op_flags[i] != 0)\r
 433       fprintf(f, "  MakeCode(0x%06x);\n", i*2);\r
 434   fprintf(f, "}\n");\r
 435   fclose(f);\r
 436 }\r
 437 \r
 438 void instruction_hook(void)\r
 439 {\r
 440   if (!atexit_set) {\r
 441     atexit(make_idc);\r
 442     atexit_set = 1;\r
 443   }\r
 444   if (REG_PC < 0x400000)\r
 445     op_flags[REG_PC/2] = 1;\r
 446 }\r
 447 #endif\r