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 #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   if (PicoAHW & PAHW_MCD)\r
 164     pcm_set_rate(PsndRate);\r
 165 \r
 166   // clear all buffers\r
 167   memset32(PsndBuffer, 0, sizeof(PsndBuffer)/4);\r
 168   memset(cdda_out_buffer, 0, sizeof(cdda_out_buffer));\r
 169   if (PsndOut)\r
 170     PsndClear();\r
 171 \r
 172   // set mixer\r
 173   PsndMix_32_to_16l = (PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? mix_32_to_16l_stereo : mix_32_to_16_mono;\r
 174 \r
 175   if (PicoAHW & PAHW_PICO)\r
 176     PicoReratePico();\r
 177 }\r
 178 \r
 179 \r
 180 PICO_INTERNAL void PsndDoDAC(int line_to)\r
 181 {\r
 182   int pos, pos1, len;\r
 183   int dout = ym2612.dacout;\r
 184   int line_from = PsndDacLine;\r
 185 \r
 186   if (line_to >= 312)\r
 187     line_to = 311;\r
 188 \r
 189   PsndDacLine = line_to + 1;\r
 190 \r
 191   pos =dac_info[line_from]>>4;\r
 192   pos1=dac_info[line_to];\r
 193   len = ((pos1>>4)-pos) + (pos1&0xf);\r
 194   if (!len) return;\r
 195 \r
 196   if (PicoOpt & POPT_EN_STEREO) {\r
 197     short *d = PsndOut + pos*2;\r
 198     for (; len > 0; len--, d+=2) *d = dout;\r
 199   } else {\r
 200     short *d = PsndOut + pos;\r
 201     for (; len > 0; len--, d++)  *d = dout;\r
 202   }\r
 203 \r
 204 #if 0\r
 205   if (do_pcm) {\r
 206     int *d = PsndBuffer;\r
 207     d += (PicoOpt&8) ? pos*2 : pos;\r
 208     pcm_update(d, len, 1);\r
 209   }\r
 210 #endif\r
 211 }\r
 212 \r
 213 // cdda\r
 214 static pm_file *cdda_stream = NULL;\r
 215 \r
 216 static void cdda_raw_update(int *buffer, int length)\r
 217 {\r
 218   int ret, cdda_bytes, mult = 1;\r
 219   if (cdda_stream == NULL)\r
 220     return;\r
 221 \r
 222   cdda_bytes = length*4;\r
 223   if (PsndRate <= 22050 + 100) mult = 2;\r
 224   if (PsndRate <  22050 - 100) mult = 4;\r
 225   cdda_bytes *= mult;\r
 226 \r
 227   ret = pm_read(cdda_out_buffer, cdda_bytes, cdda_stream);\r
 228   if (ret < cdda_bytes) {\r
 229     memset((char *)cdda_out_buffer + ret, 0, cdda_bytes - ret);\r
 230     cdda_stream = NULL;\r
 231     return;\r
 232   }\r
 233 \r
 234   // now mix\r
 235   switch (mult) {\r
 236     case 1: mix_16h_to_32(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 237     case 2: mix_16h_to_32_s1(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 238     case 4: mix_16h_to_32_s2(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 239   }\r
 240 }\r
 241 \r
 242 PICO_INTERNAL void cdda_start_play(void)\r
 243 {\r
 244   int lba_offset, index, lba_length, i;\r
 245 \r
 246   elprintf(EL_STATUS, "cdda play track #%i", Pico_mcd->scd.Cur_Track);\r
 247 \r
 248   index = Pico_mcd->scd.Cur_Track - 1;\r
 249 \r
 250   lba_offset = Pico_mcd->scd.Cur_LBA - Track_to_LBA(index + 1);\r
 251   if (lba_offset < 0) lba_offset = 0;\r
 252   lba_offset += Pico_mcd->TOC.Tracks[index].Offset;\r
 253 \r
 254   // find the actual file for this track\r
 255   for (i = index; i > 0; i--)\r
 256     if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F != NULL) break;\r
 257 \r
 258   if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F == NULL) {\r
 259     elprintf(EL_STATUS|EL_ANOMALY, "no track?!");\r
 260     return;\r
 261   }\r
 262 \r
 263   if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].ftype == TYPE_MP3)\r
 264   {\r
 265     int pos1024 = 0;\r
 266 \r
 267     lba_length = Pico_mcd->TOC.Tracks[i].Length;\r
 268     for (i++; i < Pico_mcd->TOC.Last_Track; i++) {\r
 269       if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F != NULL) break;\r
 270       lba_length += Pico_mcd->TOC.Tracks[i].Length;\r
 271     }\r
 272 \r
 273     if (lba_offset)\r
 274       pos1024 = lba_offset * 1024 / lba_length;\r
 275 \r
 276     mp3_start_play(Pico_mcd->TOC.Tracks[index].F, pos1024);\r
 277     return;\r
 278   }\r
 279 \r
 280   cdda_stream = Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F;\r
 281   PicoCDBufferFlush(); // buffering relies on fp not being touched\r
 282   pm_seek(cdda_stream, lba_offset * 2352, SEEK_SET);\r
 283   if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].ftype == TYPE_WAV)\r
 284   {\r
 285     // skip headers, assume it's 44kHz stereo uncompressed\r
 286     pm_seek(cdda_stream, 44, SEEK_CUR);\r
 287   }\r
 288 }\r
 289 \r
 290 \r
 291 PICO_INTERNAL void PsndClear(void)\r
 292 {\r
 293   int len = PsndLen;\r
 294   if (PsndLen_exc_add) len++;\r
 295   if (PicoOpt & POPT_EN_STEREO)\r
 296     memset32((int *) PsndOut, 0, len); // assume PsndOut to be aligned\r
 297   else {\r
 298     short *out = PsndOut;\r
 299     if ((long)out & 2) { *out++ = 0; len--; }\r
 300     memset32((int *) out, 0, len/2);\r
 301     if (len & 1) out[len-1] = 0;\r
 302   }\r
 303 }\r
 304 \r
 305 \r
 306 static int PsndRender(int offset, int length)\r
 307 {\r
 308   int  buf32_updated = 0;\r
 309   int *buf32 = PsndBuffer+offset;\r
 310   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 311   // emulating CD && PCM option enabled && PCM chip on && have enabled channels\r
 312   int do_pcm = (PicoAHW & PAHW_MCD) && (PicoOpt&POPT_EN_MCD_PCM) &&\r
 313                 (Pico_mcd->pcm.control & 0x80) && Pico_mcd->pcm.enabled;\r
 314   offset <<= stereo;\r
 315 \r
 316   pprof_start(sound);\r
 317 \r
 318 #if !SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 319   if (offset == 0) { // should happen once per frame\r
 320     // compensate for float part of PsndLen\r
 321     PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 322     if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 323       PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 324       length++;\r
 325     }\r
 326   }\r
 327 #endif\r
 328 \r
 329   // PSG\r
 330   if (PicoOpt & POPT_EN_PSG)\r
 331     SN76496Update(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 332 \r
 333   if (PicoAHW & PAHW_PICO) {\r
 334     PicoPicoPCMUpdate(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 335     return length;\r
 336   }\r
 337 \r
 338   // Add in the stereo FM buffer\r
 339   if (PicoOpt & POPT_EN_FM) {\r
 340     buf32_updated = YM2612UpdateOne(buf32, length, stereo, 1);\r
 341   } else\r
 342     memset32(buf32, 0, length<<stereo);\r
 343 \r
 344 //printf("active_chs: %02x\n", buf32_updated);\r
 345   (void)buf32_updated;\r
 346 \r
 347   // CD: PCM sound\r
 348   if (do_pcm) {\r
 349     pcm_update(buf32, length, stereo);\r
 350     //buf32_updated = 1;\r
 351   }\r
 352 \r
 353   // CD: CDDA audio\r
 354   // CD mode, cdda enabled, not data track, CDC is reading\r
 355   if ((PicoAHW & PAHW_MCD) && (PicoOpt & POPT_EN_MCD_CDDA) &&\r
 356                 !(Pico_mcd->s68k_regs[0x36] & 1) && (Pico_mcd->scd.Status_CDC & 1))\r
 357   {\r
 358     // note: only 44, 22 and 11 kHz supported, with forced stereo\r
 359     int index = Pico_mcd->scd.Cur_Track - 1;\r
 360 \r
 361     if (Pico_mcd->TOC.Tracks[index].ftype == TYPE_MP3)\r
 362       mp3_update(buf32, length, stereo);\r
 363     else\r
 364       cdda_raw_update(buf32, length);\r
 365   }\r
 366 \r
 367   if ((PicoAHW & PAHW_32X) && (PicoOpt & POPT_EN_PWM))\r
 368     p32x_pwm_update(buf32, length, stereo);\r
 369 \r
 370   // convert + limit to normal 16bit output\r
 371   PsndMix_32_to_16l(PsndOut+offset, buf32, length);\r
 372 \r
 373   pprof_end(sound);\r
 374 \r
 375   return length;\r
 376 }\r
 377 \r
 378 // to be called on 224 or line_sample scanlines only\r
 379 PICO_INTERNAL void PsndGetSamples(int y)\r
 380 {\r
 381 #if SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 382   if (y != 224) return;\r
 383   PsndRender(0, PsndLen);\r
 384   if (PicoWriteSound)\r
 385     PicoWriteSound(PsndLen * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 386   PsndClear();\r
 387 #else\r
 388   static int curr_pos = 0;\r
 389 \r
 390   if (y == 224)\r
 391   {\r
 392     if (emustatus & 2)\r
 393          curr_pos += PsndRender(curr_pos, PsndLen-PsndLen/2);\r
 394     else curr_pos  = PsndRender(0, PsndLen);\r
 395     if (emustatus & 1)\r
 396          emustatus |=  2;\r
 397     else emustatus &= ~2;\r
 398     if (PicoWriteSound)\r
 399       PicoWriteSound(curr_pos * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 400     // clear sound buffer\r
 401     PsndClear();\r
 402   }\r
 403   else if (emustatus & 3) {\r
 404     emustatus|= 2;\r
 405     emustatus&=~1;\r
 406     curr_pos = PsndRender(0, PsndLen/2);\r
 407   }\r
 408 #endif\r
 409 }\r
 410 \r
 411 PICO_INTERNAL void PsndGetSamplesMS(void)\r
 412 {\r
 413   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 414   int length = PsndLen;\r
 415 \r
 416 #if !SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 417   // compensate for float part of PsndLen\r
 418   PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 419   if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 420     PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 421     length++;\r
 422   }\r
 423 #endif\r
 424 \r
 425   // PSG\r
 426   if (PicoOpt & POPT_EN_PSG)\r
 427     SN76496Update(PsndOut, length, stereo);\r
 428 \r
 429   // upmix to "stereo" if needed\r
 430   if (stereo) {\r
 431     int i, *p;\r
 432     for (i = length, p = (void *)PsndOut; i > 0; i--, p++)\r
 433       *p |= *p << 16;\r
 434   }\r
 435 \r
 436   if (PicoWriteSound != NULL)\r
 437     PicoWriteSound(length * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 438   PsndClear();\r
 439 }\r
 440 \r