pico/sound/sound.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 <string.h>\r
  11 #include "ym2612.h"\r
  12 #include "sn76496.h"\r
  13 #include "../pico_int.h"\r
  14 #include "../cd/cue.h"\r
  15 #include "mix.h"\r
  16 \r
  17 #define SIMPLE_WRITE_SOUND 0\r
  18 \r
  19 void (*PsndMix_32_to_16l)(short *dest, int *src, int count) = mix_32_to_16l_stereo;\r
  20 \r
  21 // master int buffer to mix to\r
  22 static int PsndBuffer[2*(44100+100)/50];\r
  23 \r
  24 // dac\r
  25 static unsigned short dac_info[312+4]; // pppppppp ppppllll, p - pos in buff, l - length to write for this sample\r
  26 \r
  27 // cdda output buffer\r
  28 short cdda_out_buffer[2*1152];\r
  29 \r
  30 // for Pico\r
  31 int PsndRate=0;\r
  32 int PsndLen=0; // number of mono samples, multiply by 2 for stereo\r
  33 int PsndLen_exc_add=0; // this is for non-integer sample counts per line, eg. 22050/60\r
  34 int PsndLen_exc_cnt=0;\r
  35 int PsndDacLine=0;\r
  36 short *PsndOut=NULL; // PCM data buffer\r
  37 \r
  38 // timers\r
  39 int timer_a_next_oflow, timer_a_step; // in z80 cycles\r
  40 int timer_b_next_oflow, timer_b_step;\r
  41 \r
  42 // sn76496\r
  43 extern int *sn76496_regs;\r
  44 \r
  45 \r
  46 static void dac_recalculate(void)\r
  47 {\r
  48   int i, dac_cnt, pos, len, lines = Pico.m.pal ? 312 : 262, mid = Pico.m.pal ? 68 : 93;\r
  49 \r
  50   if (PsndLen <= lines)\r
  51   {\r
  52     // shrinking algo\r
  53     dac_cnt = -PsndLen;\r
  54     len=1; pos=0;\r
  55     dac_info[225] = 1;\r
  56 \r
  57     for(i=226; i != 225; i++)\r
  58     {\r
  59       if (i >= lines) i = 0;\r
  60       len = 0;\r
  61       if(dac_cnt < 0) {\r
  62         len=1;\r
  63         pos++;\r
  64         dac_cnt += lines;\r
  65       }\r
  66       dac_cnt -= PsndLen;\r
  67       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  68     }\r
  69   }\r
  70   else\r
  71   {\r
  72     // stretching\r
  73     dac_cnt = PsndLen;\r
  74     pos=0;\r
  75     for(i = 225; i != 224; i++)\r
  76     {\r
  77       if (i >= lines) i = 0;\r
  78       len=0;\r
  79       while(dac_cnt >= 0) {\r
  80         dac_cnt -= lines;\r
  81         len++;\r
  82       }\r
  83       if (i == mid) // midpoint\r
  84         while(pos+len < PsndLen/2) {\r
  85           dac_cnt -= lines;\r
  86           len++;\r
  87         }\r
  88       dac_cnt += PsndLen;\r
  89       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  90       pos+=len;\r
  91     }\r
  92     // last sample\r
  93     for(len = 0, i = pos; i < PsndLen; i++) len++;\r
  94     if (PsndLen_exc_add) len++;\r
  95     dac_info[224] = (pos<<4)|len;\r
  96   }\r
  97   mid = (dac_info[lines-1] & 0xfff0) + ((dac_info[lines-1] & 0xf) << 4);\r
  98   for (i = lines; i < sizeof(dac_info) / sizeof(dac_info[0]); i++)\r
  99     dac_info[i] = mid;\r
 100   //for(i=len=0; i < lines; i++) {\r
 101   //  printf("%03i : %03i : %i\n", i, dac_info[i]>>4, dac_info[i]&0xf);\r
 102   //  len+=dac_info[i]&0xf;\r
 103   //}\r
 104   //printf("rate is %i, len %f\n", PsndRate, (double)PsndRate/(Pico.m.pal ? 50.0 : 60.0));\r
 105   //printf("len total: %i, last pos: %i\n", len, pos);\r
 106   //exit(8);\r
 107 }\r
 108 \r
 109 \r
 110 PICO_INTERNAL void PsndReset(void)\r
 111 {\r
 112   // PsndRerate calls YM2612Init, which also resets\r
 113   PsndRerate(0);\r
 114   timers_reset();\r
 115 }\r
 116 \r
 117 \r
 118 // to be called after changing sound rate or chips\r
 119 void PsndRerate(int preserve_state)\r
 120 {\r
 121   void *state = NULL;\r
 122   int target_fps = Pico.m.pal ? 50 : 60;\r
 123 \r
 124   if (preserve_state) {\r
 125     state = malloc(0x204);\r
 126     if (state == NULL) return;\r
 127     ym2612_pack_state();\r
 128     memcpy(state, YM2612GetRegs(), 0x204);\r
 129   }\r
 130   YM2612Init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/7 : OSC_NTSC/7, PsndRate);\r
 131   if (preserve_state) {\r
 132     // feed it back it's own registers, just like after loading state\r
 133     memcpy(YM2612GetRegs(), state, 0x204);\r
 134     ym2612_unpack_state();\r
 135   }\r
 136 \r
 137   if (preserve_state) memcpy(state, sn76496_regs, 28*4); // remember old state\r
 138   SN76496_init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/15 : OSC_NTSC/15, PsndRate);\r
 139   if (preserve_state) memcpy(sn76496_regs, state, 28*4); // restore old state\r
 140 \r
 141   if (state)\r
 142     free(state);\r
 143 \r
 144   // calculate PsndLen\r
 145   PsndLen=PsndRate / target_fps;\r
 146   PsndLen_exc_add=((PsndRate - PsndLen*target_fps)<<16) / target_fps;\r
 147   PsndLen_exc_cnt=0;\r
 148 \r
 149   // recalculate dac info\r
 150   dac_recalculate();\r
 151 \r
 152   // clear all buffers\r
 153   memset32(PsndBuffer, 0, sizeof(PsndBuffer)/4);\r
 154   memset(cdda_out_buffer, 0, sizeof(cdda_out_buffer));\r
 155   if (PsndOut)\r
 156     PsndClear();\r
 157 \r
 158   // set mixer\r
 159   PsndMix_32_to_16l = (PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? mix_32_to_16l_stereo : mix_32_to_16_mono;\r
 160 \r
 161   if (PicoAHW & PAHW_PICO)\r
 162     PicoReratePico();\r
 163 }\r
 164 \r
 165 \r
 166 PICO_INTERNAL void PsndDoDAC(int line_to)\r
 167 {\r
 168   int pos, pos1, len;\r
 169   int dout = ym2612.dacout;\r
 170   int line_from = PsndDacLine;\r
 171 \r
 172   if (line_to >= 312)\r
 173     line_to = 311;\r
 174 \r
 175   PsndDacLine = line_to + 1;\r
 176 \r
 177   pos =dac_info[line_from]>>4;\r
 178   pos1=dac_info[line_to];\r
 179   len = ((pos1>>4)-pos) + (pos1&0xf);\r
 180   if (!len) return;\r
 181 \r
 182   if (PicoOpt & POPT_EN_STEREO) {\r
 183     short *d = PsndOut + pos*2;\r
 184     for (; len > 0; len--, d+=2) *d = dout;\r
 185   } else {\r
 186     short *d = PsndOut + pos;\r
 187     for (; len > 0; len--, d++)  *d = dout;\r
 188   }\r
 189 }\r
 190 \r
 191 // cdda\r
 192 static void cdda_raw_update(int *buffer, int length)\r
 193 {\r
 194   int ret, cdda_bytes, mult = 1;\r
 195 \r
 196   cdda_bytes = length*4;\r
 197   if (PsndRate <= 22050 + 100) mult = 2;\r
 198   if (PsndRate <  22050 - 100) mult = 4;\r
 199   cdda_bytes *= mult;\r
 200 \r
 201   ret = pm_read(cdda_out_buffer, cdda_bytes, Pico_mcd->cdda_stream);\r
 202   if (ret < cdda_bytes) {\r
 203     memset((char *)cdda_out_buffer + ret, 0, cdda_bytes - ret);\r
 204     Pico_mcd->cdda_stream = NULL;\r
 205     return;\r
 206   }\r
 207 \r
 208   // now mix\r
 209   switch (mult) {\r
 210     case 1: mix_16h_to_32(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 211     case 2: mix_16h_to_32_s1(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 212     case 4: mix_16h_to_32_s2(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 213   }\r
 214 }\r
 215 \r
 216 void cdda_start_play(int lba_base, int lba_offset, int lb_len)\r
 217 {\r
 218   if (Pico_mcd->cdda_type == CT_MP3)\r
 219   {\r
 220     int pos1024 = 0;\r
 221 \r
 222     if (lba_offset)\r
 223       pos1024 = lba_offset * 1024 / lb_len;\r
 224 \r
 225     mp3_start_play(Pico_mcd->cdda_stream, pos1024);\r
 226     return;\r
 227   }\r
 228 \r
 229   pm_seek(Pico_mcd->cdda_stream, (lba_base + lba_offset) * 2352, SEEK_SET);\r
 230   if (Pico_mcd->cdda_type == CT_WAV)\r
 231   {\r
 232     // skip headers, assume it's 44kHz stereo uncompressed\r
 233     pm_seek(Pico_mcd->cdda_stream, 44, SEEK_CUR);\r
 234   }\r
 235 }\r
 236 \r
 237 \r
 238 PICO_INTERNAL void PsndClear(void)\r
 239 {\r
 240   int len = PsndLen;\r
 241   if (PsndLen_exc_add) len++;\r
 242   if (PicoOpt & POPT_EN_STEREO)\r
 243     memset32((int *) PsndOut, 0, len); // assume PsndOut to be aligned\r
 244   else {\r
 245     short *out = PsndOut;\r
 246     if ((long)out & 2) { *out++ = 0; len--; }\r
 247     memset32((int *) out, 0, len/2);\r
 248     if (len & 1) out[len-1] = 0;\r
 249   }\r
 250 }\r
 251 \r
 252 \r
 253 static int PsndRender(int offset, int length)\r
 254 {\r
 255   int  buf32_updated = 0;\r
 256   int *buf32 = PsndBuffer+offset;\r
 257   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 258 \r
 259   offset <<= stereo;\r
 260 \r
 261   pprof_start(sound);\r
 262 \r
 263 #if !SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 264   if (offset == 0) { // should happen once per frame\r
 265     // compensate for float part of PsndLen\r
 266     PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 267     if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 268       PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 269       length++;\r
 270     }\r
 271   }\r
 272 #endif\r
 273 \r
 274   // PSG\r
 275   if (PicoOpt & POPT_EN_PSG)\r
 276     SN76496Update(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 277 \r
 278   if (PicoAHW & PAHW_PICO) {\r
 279     PicoPicoPCMUpdate(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 280     return length;\r
 281   }\r
 282 \r
 283   // Add in the stereo FM buffer\r
 284   if (PicoOpt & POPT_EN_FM) {\r
 285     buf32_updated = YM2612UpdateOne(buf32, length, stereo, 1);\r
 286   } else\r
 287     memset32(buf32, 0, length<<stereo);\r
 288 \r
 289 //printf("active_chs: %02x\n", buf32_updated);\r
 290   (void)buf32_updated;\r
 291 \r
 292   // CD: PCM sound\r
 293   if (PicoAHW & PAHW_MCD) {\r
 294     pcd_pcm_update(buf32, length, stereo);\r
 295     //buf32_updated = 1;\r
 296   }\r
 297 \r
 298   // CD: CDDA audio\r
 299   // CD mode, cdda enabled, not data track, CDC is reading\r
 300   if ((PicoAHW & PAHW_MCD) && (PicoOpt & POPT_EN_MCD_CDDA)\r
 301       && Pico_mcd->cdda_stream != NULL\r
 302       && !(Pico_mcd->s68k_regs[0x36] & 1))\r
 303   {\r
 304     // note: only 44, 22 and 11 kHz supported, with forced stereo\r
 305     if (Pico_mcd->cdda_type == CT_MP3)\r
 306       mp3_update(buf32, length, stereo);\r
 307     else\r
 308       cdda_raw_update(buf32, length);\r
 309   }\r
 310 \r
 311   if ((PicoAHW & PAHW_32X) && (PicoOpt & POPT_EN_PWM))\r
 312     p32x_pwm_update(buf32, length, stereo);\r
 313 \r
 314   // convert + limit to normal 16bit output\r
 315   PsndMix_32_to_16l(PsndOut+offset, buf32, length);\r
 316 \r
 317   pprof_end(sound);\r
 318 \r
 319   return length;\r
 320 }\r
 321 \r
 322 // to be called on 224 or line_sample scanlines only\r
 323 PICO_INTERNAL void PsndGetSamples(int y)\r
 324 {\r
 325 #if SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 326   if (y != 224) return;\r
 327   PsndRender(0, PsndLen);\r
 328   if (PicoWriteSound)\r
 329     PicoWriteSound(PsndLen * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 330   PsndClear();\r
 331 #else\r
 332   static int curr_pos = 0;\r
 333 \r
 334   if (y == 224)\r
 335   {\r
 336     if (emustatus & 2)\r
 337          curr_pos += PsndRender(curr_pos, PsndLen-PsndLen/2);\r
 338     else curr_pos  = PsndRender(0, PsndLen);\r
 339     if (emustatus & 1)\r
 340          emustatus |=  2;\r
 341     else emustatus &= ~2;\r
 342     if (PicoWriteSound)\r
 343       PicoWriteSound(curr_pos * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 344     // clear sound buffer\r
 345     PsndClear();\r
 346   }\r
 347   else if (emustatus & 3) {\r
 348     emustatus|= 2;\r
 349     emustatus&=~1;\r
 350     curr_pos = PsndRender(0, PsndLen/2);\r
 351   }\r
 352 #endif\r
 353 }\r
 354 \r
 355 PICO_INTERNAL void PsndGetSamplesMS(void)\r
 356 {\r
 357   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 358   int length = PsndLen;\r
 359 \r
 360 #if !SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 361   // compensate for float part of PsndLen\r
 362   PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 363   if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 364     PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 365     length++;\r
 366   }\r
 367 #endif\r
 368 \r
 369   // PSG\r
 370   if (PicoOpt & POPT_EN_PSG)\r
 371     SN76496Update(PsndOut, length, stereo);\r
 372 \r
 373   // upmix to "stereo" if needed\r
 374   if (stereo) {\r
 375     int i, *p;\r
 376     for (i = length, p = (void *)PsndOut; i > 0; i--, p++)\r
 377       *p |= *p << 16;\r
 378   }\r
 379 \r
 380   if (PicoWriteSound != NULL)\r
 381     PicoWriteSound(length * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 382   PsndClear();\r
 383 }\r
 384 \r