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   // not all rates are supported in MCD mode due to mp3 decoder limitations\r
 125   if (PicoAHW & PAHW_MCD) {\r
 126     if (!(11025-100 <= PsndRate && PsndRate <= 11025+100) &&\r
 127         !(22050-100 <= PsndRate && PsndRate <= 22050+100) &&\r
 128         !(44100-100 <= PsndRate && PsndRate <= 44100+100))\r
 129       PsndRate = 22050;\r
 130     PicoOpt |= POPT_EN_STEREO; // force stereo\r
 131   }\r
 132 \r
 133   if (preserve_state) {\r
 134     state = malloc(0x204);\r
 135     if (state == NULL) return;\r
 136     ym2612_pack_state();\r
 137     memcpy(state, YM2612GetRegs(), 0x204);\r
 138   }\r
 139   YM2612Init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/7 : OSC_NTSC/7, PsndRate);\r
 140   if (preserve_state) {\r
 141     // feed it back it's own registers, just like after loading state\r
 142     memcpy(YM2612GetRegs(), state, 0x204);\r
 143     ym2612_unpack_state();\r
 144     if ((PicoAHW & PAHW_MCD) && !(Pico_mcd->s68k_regs[0x36] & 1) && (Pico_mcd->scd.Status_CDC & 1))\r
 145       cdda_start_play();\r
 146   }\r
 147 \r
 148   if (preserve_state) memcpy(state, sn76496_regs, 28*4); // remember old state\r
 149   SN76496_init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/15 : OSC_NTSC/15, PsndRate);\r
 150   if (preserve_state) memcpy(sn76496_regs, state, 28*4); // restore old state\r
 151 \r
 152   if (state)\r
 153     free(state);\r
 154 \r
 155   // calculate PsndLen\r
 156   PsndLen=PsndRate / target_fps;\r
 157   PsndLen_exc_add=((PsndRate - PsndLen*target_fps)<<16) / target_fps;\r
 158   PsndLen_exc_cnt=0;\r
 159 \r
 160   // recalculate dac info\r
 161   dac_recalculate();\r
 162 \r
 163   // clear all buffers\r
 164   memset32(PsndBuffer, 0, sizeof(PsndBuffer)/4);\r
 165   memset(cdda_out_buffer, 0, sizeof(cdda_out_buffer));\r
 166   if (PsndOut)\r
 167     PsndClear();\r
 168 \r
 169   // set mixer\r
 170   PsndMix_32_to_16l = (PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? mix_32_to_16l_stereo : mix_32_to_16_mono;\r
 171 \r
 172   if (PicoAHW & PAHW_PICO)\r
 173     PicoReratePico();\r
 174 }\r
 175 \r
 176 \r
 177 PICO_INTERNAL void PsndDoDAC(int line_to)\r
 178 {\r
 179   int pos, pos1, len;\r
 180   int dout = ym2612.dacout;\r
 181   int line_from = PsndDacLine;\r
 182 \r
 183   if (line_to >= 312)\r
 184     line_to = 311;\r
 185 \r
 186   PsndDacLine = line_to + 1;\r
 187 \r
 188   pos =dac_info[line_from]>>4;\r
 189   pos1=dac_info[line_to];\r
 190   len = ((pos1>>4)-pos) + (pos1&0xf);\r
 191   if (!len) return;\r
 192 \r
 193   if (PicoOpt & POPT_EN_STEREO) {\r
 194     short *d = PsndOut + pos*2;\r
 195     for (; len > 0; len--, d+=2) *d = dout;\r
 196   } else {\r
 197     short *d = PsndOut + pos;\r
 198     for (; len > 0; len--, d++)  *d = dout;\r
 199   }\r
 200 }\r
 201 \r
 202 // cdda\r
 203 static pm_file *cdda_stream = NULL;\r
 204 \r
 205 static void cdda_raw_update(int *buffer, int length)\r
 206 {\r
 207   int ret, cdda_bytes, mult = 1;\r
 208   if (cdda_stream == NULL)\r
 209     return;\r
 210 \r
 211   cdda_bytes = length*4;\r
 212   if (PsndRate <= 22050 + 100) mult = 2;\r
 213   if (PsndRate <  22050 - 100) mult = 4;\r
 214   cdda_bytes *= mult;\r
 215 \r
 216   ret = pm_read(cdda_out_buffer, cdda_bytes, cdda_stream);\r
 217   if (ret < cdda_bytes) {\r
 218     memset((char *)cdda_out_buffer + ret, 0, cdda_bytes - ret);\r
 219     cdda_stream = NULL;\r
 220     return;\r
 221   }\r
 222 \r
 223   // now mix\r
 224   switch (mult) {\r
 225     case 1: mix_16h_to_32(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 226     case 2: mix_16h_to_32_s1(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 227     case 4: mix_16h_to_32_s2(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 228   }\r
 229 }\r
 230 \r
 231 PICO_INTERNAL void cdda_start_play(void)\r
 232 {\r
 233   int lba_offset, index, lba_length, i;\r
 234 \r
 235   elprintf(EL_STATUS, "cdda play track #%i", Pico_mcd->scd.Cur_Track);\r
 236 \r
 237   index = Pico_mcd->scd.Cur_Track - 1;\r
 238 \r
 239   lba_offset = Pico_mcd->scd.Cur_LBA - Track_to_LBA(index + 1);\r
 240   if (lba_offset < 0) lba_offset = 0;\r
 241   lba_offset += Pico_mcd->TOC.Tracks[index].Offset;\r
 242 \r
 243   // find the actual file for this track\r
 244   for (i = index; i > 0; i--)\r
 245     if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F != NULL) break;\r
 246 \r
 247   if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F == NULL) {\r
 248     elprintf(EL_STATUS|EL_ANOMALY, "no track?!");\r
 249     return;\r
 250   }\r
 251 \r
 252   if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].ftype == CT_MP3)\r
 253   {\r
 254     int pos1024 = 0;\r
 255 \r
 256     lba_length = Pico_mcd->TOC.Tracks[i].Length;\r
 257     for (i++; i < Pico_mcd->TOC.Last_Track; i++) {\r
 258       if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F != NULL) break;\r
 259       lba_length += Pico_mcd->TOC.Tracks[i].Length;\r
 260     }\r
 261 \r
 262     if (lba_offset)\r
 263       pos1024 = lba_offset * 1024 / lba_length;\r
 264 \r
 265     mp3_start_play(Pico_mcd->TOC.Tracks[index].F, pos1024);\r
 266     return;\r
 267   }\r
 268 \r
 269   cdda_stream = Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F;\r
 270   PicoCDBufferFlush(); // buffering relies on fp not being touched\r
 271   pm_seek(cdda_stream, lba_offset * 2352, SEEK_SET);\r
 272   if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].ftype == CT_WAV)\r
 273   {\r
 274     // skip headers, assume it's 44kHz stereo uncompressed\r
 275     pm_seek(cdda_stream, 44, SEEK_CUR);\r
 276   }\r
 277 }\r
 278 \r
 279 \r
 280 PICO_INTERNAL void PsndClear(void)\r
 281 {\r
 282   int len = PsndLen;\r
 283   if (PsndLen_exc_add) len++;\r
 284   if (PicoOpt & POPT_EN_STEREO)\r
 285     memset32((int *) PsndOut, 0, len); // assume PsndOut to be aligned\r
 286   else {\r
 287     short *out = PsndOut;\r
 288     if ((long)out & 2) { *out++ = 0; len--; }\r
 289     memset32((int *) out, 0, len/2);\r
 290     if (len & 1) out[len-1] = 0;\r
 291   }\r
 292 }\r
 293 \r
 294 \r
 295 static int PsndRender(int offset, int length)\r
 296 {\r
 297   int  buf32_updated = 0;\r
 298   int *buf32 = PsndBuffer+offset;\r
 299   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 300 \r
 301   offset <<= stereo;\r
 302 \r
 303   pprof_start(sound);\r
 304 \r
 305 #if !SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 306   if (offset == 0) { // should happen once per frame\r
 307     // compensate for float part of PsndLen\r
 308     PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 309     if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 310       PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 311       length++;\r
 312     }\r
 313   }\r
 314 #endif\r
 315 \r
 316   // PSG\r
 317   if (PicoOpt & POPT_EN_PSG)\r
 318     SN76496Update(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 319 \r
 320   if (PicoAHW & PAHW_PICO) {\r
 321     PicoPicoPCMUpdate(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 322     return length;\r
 323   }\r
 324 \r
 325   // Add in the stereo FM buffer\r
 326   if (PicoOpt & POPT_EN_FM) {\r
 327     buf32_updated = YM2612UpdateOne(buf32, length, stereo, 1);\r
 328   } else\r
 329     memset32(buf32, 0, length<<stereo);\r
 330 \r
 331 //printf("active_chs: %02x\n", buf32_updated);\r
 332   (void)buf32_updated;\r
 333 \r
 334   // CD: PCM sound\r
 335   if (PicoAHW & PAHW_MCD) {\r
 336     pcd_pcm_update(buf32, length, stereo);\r
 337     //buf32_updated = 1;\r
 338   }\r
 339 \r
 340   // CD: CDDA audio\r
 341   // CD mode, cdda enabled, not data track, CDC is reading\r
 342   if ((PicoAHW & PAHW_MCD) && (PicoOpt & POPT_EN_MCD_CDDA) &&\r
 343                 !(Pico_mcd->s68k_regs[0x36] & 1) && (Pico_mcd->scd.Status_CDC & 1))\r
 344   {\r
 345     // note: only 44, 22 and 11 kHz supported, with forced stereo\r
 346     int index = Pico_mcd->scd.Cur_Track - 1;\r
 347 \r
 348     if (Pico_mcd->TOC.Tracks[index].ftype == CT_MP3)\r
 349       mp3_update(buf32, length, stereo);\r
 350     else\r
 351       cdda_raw_update(buf32, length);\r
 352   }\r
 353 \r
 354   if ((PicoAHW & PAHW_32X) && (PicoOpt & POPT_EN_PWM))\r
 355     p32x_pwm_update(buf32, length, stereo);\r
 356 \r
 357   // convert + limit to normal 16bit output\r
 358   PsndMix_32_to_16l(PsndOut+offset, buf32, length);\r
 359 \r
 360   pprof_end(sound);\r
 361 \r
 362   return length;\r
 363 }\r
 364 \r
 365 // to be called on 224 or line_sample scanlines only\r
 366 PICO_INTERNAL void PsndGetSamples(int y)\r
 367 {\r
 368 #if SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 369   if (y != 224) return;\r
 370   PsndRender(0, PsndLen);\r
 371   if (PicoWriteSound)\r
 372     PicoWriteSound(PsndLen * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 373   PsndClear();\r
 374 #else\r
 375   static int curr_pos = 0;\r
 376 \r
 377   if (y == 224)\r
 378   {\r
 379     if (emustatus & 2)\r
 380          curr_pos += PsndRender(curr_pos, PsndLen-PsndLen/2);\r
 381     else curr_pos  = PsndRender(0, PsndLen);\r
 382     if (emustatus & 1)\r
 383          emustatus |=  2;\r
 384     else emustatus &= ~2;\r
 385     if (PicoWriteSound)\r
 386       PicoWriteSound(curr_pos * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 387     // clear sound buffer\r
 388     PsndClear();\r
 389   }\r
 390   else if (emustatus & 3) {\r
 391     emustatus|= 2;\r
 392     emustatus&=~1;\r
 393     curr_pos = PsndRender(0, PsndLen/2);\r
 394   }\r
 395 #endif\r
 396 }\r
 397 \r
 398 PICO_INTERNAL void PsndGetSamplesMS(void)\r
 399 {\r
 400   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 401   int length = PsndLen;\r
 402 \r
 403 #if !SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 404   // compensate for float part of PsndLen\r
 405   PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 406   if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 407     PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 408     length++;\r
 409   }\r
 410 #endif\r
 411 \r
 412   // PSG\r
 413   if (PicoOpt & POPT_EN_PSG)\r
 414     SN76496Update(PsndOut, length, stereo);\r
 415 \r
 416   // upmix to "stereo" if needed\r
 417   if (stereo) {\r
 418     int i, *p;\r
 419     for (i = length, p = (void *)PsndOut; i > 0; i--, p++)\r
 420       *p |= *p << 16;\r
 421   }\r
 422 \r
 423   if (PicoWriteSound != NULL)\r
 424     PicoWriteSound(length * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 425   PsndClear();\r
 426 }\r
 427 \r