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/pcm.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\r
  23 static unsigned short dac_info[312+4]; // pppppppp ppppllll, p - pos in buff, l - length to write for this sample\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=0;\r
  34 short *PsndOut=NULL; // PCM data buffer\r
  35 \r
  36 // timers\r
  37 int timer_a_next_oflow, timer_a_step; // in z80 cycles\r
  38 int timer_b_next_oflow, timer_b_step;\r
  39 \r
  40 // sn76496\r
  41 extern int *sn76496_regs;\r
  42 \r
  43 \r
  44 static void dac_recalculate(void)\r
  45 {\r
  46   int i, dac_cnt, pos, len, lines = Pico.m.pal ? 312 : 262, mid = Pico.m.pal ? 68 : 93;\r
  47 \r
  48   if (PsndLen <= lines)\r
  49   {\r
  50     // shrinking algo\r
  51     dac_cnt = -PsndLen;\r
  52     len=1; pos=0;\r
  53     dac_info[225] = 1;\r
  54 \r
  55     for(i=226; i != 225; i++)\r
  56     {\r
  57       if (i >= lines) i = 0;\r
  58       len = 0;\r
  59       if(dac_cnt < 0) {\r
  60         len=1;\r
  61         pos++;\r
  62         dac_cnt += lines;\r
  63       }\r
  64       dac_cnt -= PsndLen;\r
  65       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  66     }\r
  67   }\r
  68   else\r
  69   {\r
  70     // stretching\r
  71     dac_cnt = PsndLen;\r
  72     pos=0;\r
  73     for(i = 225; i != 224; i++)\r
  74     {\r
  75       if (i >= lines) i = 0;\r
  76       len=0;\r
  77       while(dac_cnt >= 0) {\r
  78         dac_cnt -= lines;\r
  79         len++;\r
  80       }\r
  81       if (i == mid) // midpoint\r
  82         while(pos+len < PsndLen/2) {\r
  83           dac_cnt -= lines;\r
  84           len++;\r
  85         }\r
  86       dac_cnt += PsndLen;\r
  87       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  88       pos+=len;\r
  89     }\r
  90     // last sample\r
  91     for(len = 0, i = pos; i < PsndLen; i++) len++;\r
  92     if (PsndLen_exc_add) len++;\r
  93     dac_info[224] = (pos<<4)|len;\r
  94   }\r
  95   mid = (dac_info[lines-1] & 0xfff0) + ((dac_info[lines-1] & 0xf) << 4);\r
  96   for (i = lines; i < sizeof(dac_info) / sizeof(dac_info[0]); i++)\r
  97     dac_info[i] = mid;\r
  98   //for(i=len=0; i < lines; i++) {\r
  99   //  printf("%03i : %03i : %i\n", i, dac_info[i]>>4, dac_info[i]&0xf);\r
 100   //  len+=dac_info[i]&0xf;\r
 101   //}\r
 102   //printf("rate is %i, len %f\n", PsndRate, (double)PsndRate/(Pico.m.pal ? 50.0 : 60.0));\r
 103   //printf("len total: %i, last pos: %i\n", len, pos);\r
 104   //exit(8);\r
 105 }\r
 106 \r
 107 \r
 108 PICO_INTERNAL void PsndReset(void)\r
 109 {\r
 110   // PsndRerate calls YM2612Init, which also resets\r
 111   PsndRerate(0);\r
 112   timers_reset();\r
 113 }\r
 114 \r
 115 \r
 116 // to be called after changing sound rate or chips\r
 117 void PsndRerate(int preserve_state)\r
 118 {\r
 119   void *state = NULL;\r
 120   int target_fps = Pico.m.pal ? 50 : 60;\r
 121 \r
 122   // not all rates are supported in MCD mode due to mp3 decoder limitations\r
 123   if (PicoAHW & PAHW_MCD) {\r
 124     if (!(11025-100 <= PsndRate && PsndRate <= 11025+100) &&\r
 125         !(22050-100 <= PsndRate && PsndRate <= 22050+100) &&\r
 126         !(44100-100 <= PsndRate && PsndRate <= 44100+100))\r
 127       PsndRate = 22050;\r
 128     PicoOpt |= POPT_EN_STEREO; // force stereo\r
 129   }\r
 130 \r
 131   if (preserve_state) {\r
 132     state = malloc(0x204);\r
 133     if (state == NULL) return;\r
 134     ym2612_pack_state();\r
 135     memcpy(state, YM2612GetRegs(), 0x204);\r
 136   }\r
 137   YM2612Init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/7 : OSC_NTSC/7, PsndRate);\r
 138   if (preserve_state) {\r
 139     // feed it back it's own registers, just like after loading state\r
 140     memcpy(YM2612GetRegs(), state, 0x204);\r
 141     ym2612_unpack_state();\r
 142     if ((PicoAHW & PAHW_MCD) && !(Pico_mcd->s68k_regs[0x36] & 1) && (Pico_mcd->scd.Status_CDC & 1))\r
 143       cdda_start_play();\r
 144   }\r
 145 \r
 146   if (preserve_state) memcpy(state, sn76496_regs, 28*4); // remember old state\r
 147   SN76496_init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/15 : OSC_NTSC/15, PsndRate);\r
 148   if (preserve_state) memcpy(sn76496_regs, state, 28*4); // restore old state\r
 149 \r
 150   if (state)\r
 151     free(state);\r
 152 \r
 153   // calculate PsndLen\r
 154   PsndLen=PsndRate / target_fps;\r
 155   PsndLen_exc_add=((PsndRate - PsndLen*target_fps)<<16) / target_fps;\r
 156   PsndLen_exc_cnt=0;\r
 157 \r
 158   // recalculate dac info\r
 159   dac_recalculate();\r
 160 \r
 161   if (PicoAHW & PAHW_MCD)\r
 162     pcm_set_rate(PsndRate);\r
 163 \r
 164   // clear all buffers\r
 165   memset32(PsndBuffer, 0, sizeof(PsndBuffer)/4);\r
 166   memset(cdda_out_buffer, 0, sizeof(cdda_out_buffer));\r
 167   if (PsndOut)\r
 168     PsndClear();\r
 169 \r
 170   // set mixer\r
 171   PsndMix_32_to_16l = (PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? mix_32_to_16l_stereo : mix_32_to_16_mono;\r
 172 \r
 173   if (PicoAHW & PAHW_PICO)\r
 174     PicoReratePico();\r
 175 }\r
 176 \r
 177 \r
 178 PICO_INTERNAL void PsndDoDAC(int line_to)\r
 179 {\r
 180   int pos, pos1, len;\r
 181   int dout = ym2612.dacout;\r
 182   int line_from = PsndDacLine;\r
 183 \r
 184   if (line_to >= 312)\r
 185     line_to = 311;\r
 186 \r
 187   PsndDacLine = line_to + 1;\r
 188 \r
 189   pos =dac_info[line_from]>>4;\r
 190   pos1=dac_info[line_to];\r
 191   len = ((pos1>>4)-pos) + (pos1&0xf);\r
 192   if (!len) return;\r
 193 \r
 194   if (PicoOpt & POPT_EN_STEREO) {\r
 195     short *d = PsndOut + pos*2;\r
 196     for (; len > 0; len--, d+=2) *d = dout;\r
 197   } else {\r
 198     short *d = PsndOut + pos;\r
 199     for (; len > 0; len--, d++)  *d = dout;\r
 200   }\r
 201 \r
 202 #if 0\r
 203   if (do_pcm) {\r
 204     int *d = PsndBuffer;\r
 205     d += (PicoOpt&8) ? pos*2 : pos;\r
 206     pcm_update(d, len, 1);\r
 207   }\r
 208 #endif\r
 209 }\r
 210 \r
 211 // cdda\r
 212 static pm_file *cdda_stream = NULL;\r
 213 \r
 214 static void cdda_raw_update(int *buffer, int length)\r
 215 {\r
 216   int ret, cdda_bytes, mult = 1;\r
 217   if (cdda_stream == NULL)\r
 218     return;\r
 219 \r
 220   cdda_bytes = length*4;\r
 221   if (PsndRate <= 22050 + 100) mult = 2;\r
 222   if (PsndRate <  22050 - 100) mult = 4;\r
 223   cdda_bytes *= mult;\r
 224 \r
 225   ret = pm_read(cdda_out_buffer, cdda_bytes, cdda_stream);\r
 226   if (ret < cdda_bytes) {\r
 227     memset((char *)cdda_out_buffer + ret, 0, cdda_bytes - ret);\r
 228     cdda_stream = NULL;\r
 229     return;\r
 230   }\r
 231 \r
 232   // now mix\r
 233   switch (mult) {\r
 234     case 1: mix_16h_to_32(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 235     case 2: mix_16h_to_32_s1(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 236     case 4: mix_16h_to_32_s2(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 237   }\r
 238 }\r
 239 \r
 240 PICO_INTERNAL void cdda_start_play(void)\r
 241 {\r
 242   int lba_offset, index, lba_length, i;\r
 243 \r
 244   elprintf(EL_STATUS, "cdda play track #%i", Pico_mcd->scd.Cur_Track);\r
 245 \r
 246   index = Pico_mcd->scd.Cur_Track - 1;\r
 247 \r
 248   lba_offset = Pico_mcd->scd.Cur_LBA - Track_to_LBA(index + 1);\r
 249   if (lba_offset < 0) lba_offset = 0;\r
 250   lba_offset += Pico_mcd->TOC.Tracks[index].Offset;\r
 251 \r
 252   // find the actual file for this track\r
 253   for (i = index; i > 0; i--)\r
 254     if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F != NULL) break;\r
 255 \r
 256   if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F == NULL) {\r
 257     elprintf(EL_STATUS|EL_ANOMALY, "no track?!");\r
 258     return;\r
 259   }\r
 260 \r
 261   if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].ftype == TYPE_MP3)\r
 262   {\r
 263     int pos1024 = 0;\r
 264 \r
 265     lba_length = Pico_mcd->TOC.Tracks[i].Length;\r
 266     for (i++; i < Pico_mcd->TOC.Last_Track; i++) {\r
 267       if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F != NULL) break;\r
 268       lba_length += Pico_mcd->TOC.Tracks[i].Length;\r
 269     }\r
 270 \r
 271     if (lba_offset)\r
 272       pos1024 = lba_offset * 1024 / lba_length;\r
 273 \r
 274     mp3_start_play(Pico_mcd->TOC.Tracks[index].F, pos1024);\r
 275     return;\r
 276   }\r
 277 \r
 278   cdda_stream = Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F;\r
 279   PicoCDBufferFlush(); // buffering relies on fp not being touched\r
 280   pm_seek(cdda_stream, lba_offset * 2352, SEEK_SET);\r
 281   if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].ftype == TYPE_WAV)\r
 282   {\r
 283     // skip headers, assume it's 44kHz stereo uncompressed\r
 284     pm_seek(cdda_stream, 44, SEEK_CUR);\r
 285   }\r
 286 }\r
 287 \r
 288 \r
 289 PICO_INTERNAL void PsndClear(void)\r
 290 {\r
 291   int len = PsndLen;\r
 292   if (PsndLen_exc_add) len++;\r
 293   if (PicoOpt & POPT_EN_STEREO)\r
 294     memset32((int *) PsndOut, 0, len); // assume PsndOut to be aligned\r
 295   else {\r
 296     short *out = PsndOut;\r
 297     if ((long)out & 2) { *out++ = 0; len--; }\r
 298     memset32((int *) out, 0, len/2);\r
 299     if (len & 1) out[len-1] = 0;\r
 300   }\r
 301 }\r
 302 \r
 303 \r
 304 static int PsndRender(int offset, int length)\r
 305 {\r
 306   int  buf32_updated = 0;\r
 307   int *buf32 = PsndBuffer+offset;\r
 308   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 309   // emulating CD && PCM option enabled && PCM chip on && have enabled channels\r
 310   int do_pcm = (PicoAHW & PAHW_MCD) && (PicoOpt&POPT_EN_MCD_PCM) &&\r
 311                 (Pico_mcd->pcm.control & 0x80) && Pico_mcd->pcm.enabled;\r
 312   offset <<= stereo;\r
 313 \r
 314   pprof_start(sound);\r
 315 \r
 316 #if !SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 317   if (offset == 0) { // should happen once per frame\r
 318     // compensate for float part of PsndLen\r
 319     PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 320     if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 321       PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 322       length++;\r
 323     }\r
 324   }\r
 325 #endif\r
 326 \r
 327   // PSG\r
 328   if (PicoOpt & POPT_EN_PSG)\r
 329     SN76496Update(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 330 \r
 331   if (PicoAHW & PAHW_PICO) {\r
 332     PicoPicoPCMUpdate(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 333     return length;\r
 334   }\r
 335 \r
 336   // Add in the stereo FM buffer\r
 337   if (PicoOpt & POPT_EN_FM) {\r
 338     buf32_updated = YM2612UpdateOne(buf32, length, stereo, 1);\r
 339   } else\r
 340     memset32(buf32, 0, length<<stereo);\r
 341 \r
 342 //printf("active_chs: %02x\n", buf32_updated);\r
 343   (void)buf32_updated;\r
 344 \r
 345   // CD: PCM sound\r
 346   if (do_pcm) {\r
 347     pcm_update(buf32, length, stereo);\r
 348     //buf32_updated = 1;\r
 349   }\r
 350 \r
 351   // CD: CDDA audio\r
 352   // CD mode, cdda enabled, not data track, CDC is reading\r
 353   if ((PicoAHW & PAHW_MCD) && (PicoOpt & POPT_EN_MCD_CDDA) &&\r
 354                 !(Pico_mcd->s68k_regs[0x36] & 1) && (Pico_mcd->scd.Status_CDC & 1))\r
 355   {\r
 356     // note: only 44, 22 and 11 kHz supported, with forced stereo\r
 357     int index = Pico_mcd->scd.Cur_Track - 1;\r
 358 \r
 359     if (Pico_mcd->TOC.Tracks[index].ftype == TYPE_MP3)\r
 360       mp3_update(buf32, length, stereo);\r
 361     else\r
 362       cdda_raw_update(buf32, length);\r
 363   }\r
 364 \r
 365   if ((PicoAHW & PAHW_32X) && (PicoOpt & POPT_EN_PWM))\r
 366     p32x_pwm_update(buf32, length, stereo);\r
 367 \r
 368   // convert + limit to normal 16bit output\r
 369   PsndMix_32_to_16l(PsndOut+offset, buf32, length);\r
 370 \r
 371   pprof_end(sound);\r
 372 \r
 373   return length;\r
 374 }\r
 375 \r
 376 // to be called on 224 or line_sample scanlines only\r
 377 PICO_INTERNAL void PsndGetSamples(int y)\r
 378 {\r
 379 #if SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 380   if (y != 224) return;\r
 381   PsndRender(0, PsndLen);\r
 382   if (PicoWriteSound)\r
 383     PicoWriteSound(PsndLen * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 384   PsndClear();\r
 385 #else\r
 386   static int curr_pos = 0;\r
 387 \r
 388   if (y == 224)\r
 389   {\r
 390     if (emustatus & 2)\r
 391          curr_pos += PsndRender(curr_pos, PsndLen-PsndLen/2);\r
 392     else curr_pos  = PsndRender(0, PsndLen);\r
 393     if (emustatus & 1)\r
 394          emustatus |=  2;\r
 395     else emustatus &= ~2;\r
 396     if (PicoWriteSound)\r
 397       PicoWriteSound(curr_pos * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 398     // clear sound buffer\r
 399     PsndClear();\r
 400   }\r
 401   else if (emustatus & 3) {\r
 402     emustatus|= 2;\r
 403     emustatus&=~1;\r
 404     curr_pos = PsndRender(0, PsndLen/2);\r
 405   }\r
 406 #endif\r
 407 }\r
 408 \r
 409 PICO_INTERNAL void PsndGetSamplesMS(void)\r
 410 {\r
 411   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 412   int length = PsndLen;\r
 413 \r
 414 #if !SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 415   // compensate for float part of PsndLen\r
 416   PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 417   if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 418     PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 419     length++;\r
 420   }\r
 421 #endif\r
 422 \r
 423   // PSG\r
 424   if (PicoOpt & POPT_EN_PSG)\r
 425     SN76496Update(PsndOut, length, stereo);\r
 426 \r
 427   // upmix to "stereo" if needed\r
 428   if (stereo) {\r
 429     int i, *p;\r
 430     for (i = length, p = (void *)PsndOut; i > 0; i--, p++)\r
 431       *p |= *p << 16;\r
 432   }\r
 433 \r
 434   if (PicoWriteSound != NULL)\r
 435     PicoWriteSound(length * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 436   PsndClear();\r
 437 }\r
 438 \r