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