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 "../cd/cue.h"\r
  16 #include "mix.h"\r
  17 \r
  18 #define SIMPLE_WRITE_SOUND 0\r
  19 \r
  20 void (*PsndMix_32_to_16l)(short *dest, int *src, int count) = mix_32_to_16l_stereo;\r
  21 \r
  22 // master int buffer to mix to\r
  23 static int PsndBuffer[2*(44100+100)/50];\r
  24 \r
  25 // dac\r
  26 static unsigned short dac_info[312+4]; // pppppppp ppppllll, p - pos in buff, l - length to write for this sample\r
  27 \r
  28 // cdda output buffer\r
  29 short cdda_out_buffer[2*1152];\r
  30 \r
  31 // for Pico\r
  32 int PsndRate=0;\r
  33 int PsndLen=0; // number of mono samples, multiply by 2 for stereo\r
  34 int PsndLen_exc_add=0; // this is for non-integer sample counts per line, eg. 22050/60\r
  35 int PsndLen_exc_cnt=0;\r
  36 int PsndDacLine=0;\r
  37 short *PsndOut=NULL; // PCM data buffer\r
  38 \r
  39 // timers\r
  40 int timer_a_next_oflow, timer_a_step; // in z80 cycles\r
  41 int timer_b_next_oflow, timer_b_step;\r
  42 \r
  43 // sn76496\r
  44 extern int *sn76496_regs;\r
  45 \r
  46 \r
  47 static void dac_recalculate(void)\r
  48 {\r
  49   int i, dac_cnt, pos, len, lines = Pico.m.pal ? 312 : 262, mid = Pico.m.pal ? 68 : 93;\r
  50 \r
  51   if (PsndLen <= lines)\r
  52   {\r
  53     // shrinking algo\r
  54     dac_cnt = -PsndLen;\r
  55     len=1; pos=0;\r
  56     dac_info[225] = 1;\r
  57 \r
  58     for(i=226; i != 225; i++)\r
  59     {\r
  60       if (i >= lines) i = 0;\r
  61       len = 0;\r
  62       if(dac_cnt < 0) {\r
  63         len=1;\r
  64         pos++;\r
  65         dac_cnt += lines;\r
  66       }\r
  67       dac_cnt -= PsndLen;\r
  68       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  69     }\r
  70   }\r
  71   else\r
  72   {\r
  73     // stretching\r
  74     dac_cnt = PsndLen;\r
  75     pos=0;\r
  76     for(i = 225; i != 224; i++)\r
  77     {\r
  78       if (i >= lines) i = 0;\r
  79       len=0;\r
  80       while(dac_cnt >= 0) {\r
  81         dac_cnt -= lines;\r
  82         len++;\r
  83       }\r
  84       if (i == mid) // midpoint\r
  85         while(pos+len < PsndLen/2) {\r
  86           dac_cnt -= lines;\r
  87           len++;\r
  88         }\r
  89       dac_cnt += PsndLen;\r
  90       dac_info[i] = (pos<<4)|len;\r
  91       pos+=len;\r
  92     }\r
  93     // last sample\r
  94     for(len = 0, i = pos; i < PsndLen; i++) len++;\r
  95     if (PsndLen_exc_add) len++;\r
  96     dac_info[224] = (pos<<4)|len;\r
  97   }\r
  98   mid = (dac_info[lines-1] & 0xfff0) + ((dac_info[lines-1] & 0xf) << 4);\r
  99   for (i = lines; i < sizeof(dac_info) / sizeof(dac_info[0]); i++)\r
 100     dac_info[i] = mid;\r
 101   //for(i=len=0; i < lines; i++) {\r
 102   //  printf("%03i : %03i : %i\n", i, dac_info[i]>>4, dac_info[i]&0xf);\r
 103   //  len+=dac_info[i]&0xf;\r
 104   //}\r
 105   //printf("rate is %i, len %f\n", PsndRate, (double)PsndRate/(Pico.m.pal ? 50.0 : 60.0));\r
 106   //printf("len total: %i, last pos: %i\n", len, pos);\r
 107   //exit(8);\r
 108 }\r
 109 \r
 110 \r
 111 PICO_INTERNAL void PsndReset(void)\r
 112 {\r
 113   // PsndRerate calls YM2612Init, which also resets\r
 114   PsndRerate(0);\r
 115   timers_reset();\r
 116 }\r
 117 \r
 118 \r
 119 // to be called after changing sound rate or chips\r
 120 void PsndRerate(int preserve_state)\r
 121 {\r
 122   void *state = NULL;\r
 123   int target_fps = Pico.m.pal ? 50 : 60;\r
 124 \r
 125   // not all rates are supported in MCD mode due to mp3 decoder limitations\r
 126   if (PicoAHW & PAHW_MCD) {\r
 127     if (!(11025-100 <= PsndRate && PsndRate <= 11025+100) &&\r
 128         !(22050-100 <= PsndRate && PsndRate <= 22050+100) &&\r
 129         !(44100-100 <= PsndRate && PsndRate <= 44100+100))\r
 130       PsndRate = 22050;\r
 131     PicoOpt |= POPT_EN_STEREO; // force stereo\r
 132   }\r
 133 \r
 134   if (preserve_state) {\r
 135     state = malloc(0x204);\r
 136     if (state == NULL) return;\r
 137     ym2612_pack_state();\r
 138     memcpy(state, YM2612GetRegs(), 0x204);\r
 139   }\r
 140   YM2612Init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/7 : OSC_NTSC/7, PsndRate);\r
 141   if (preserve_state) {\r
 142     // feed it back it's own registers, just like after loading state\r
 143     memcpy(YM2612GetRegs(), state, 0x204);\r
 144     ym2612_unpack_state();\r
 145     if ((PicoAHW & PAHW_MCD) && !(Pico_mcd->s68k_regs[0x36] & 1) && (Pico_mcd->scd.Status_CDC & 1))\r
 146       cdda_start_play();\r
 147   }\r
 148 \r
 149   if (preserve_state) memcpy(state, sn76496_regs, 28*4); // remember old state\r
 150   SN76496_init(Pico.m.pal ? OSC_PAL/15 : OSC_NTSC/15, PsndRate);\r
 151   if (preserve_state) memcpy(sn76496_regs, state, 28*4); // restore old state\r
 152 \r
 153   if (state)\r
 154     free(state);\r
 155 \r
 156   // calculate PsndLen\r
 157   PsndLen=PsndRate / target_fps;\r
 158   PsndLen_exc_add=((PsndRate - PsndLen*target_fps)<<16) / target_fps;\r
 159   PsndLen_exc_cnt=0;\r
 160 \r
 161   // recalculate dac info\r
 162   dac_recalculate();\r
 163 \r
 164   if (PicoAHW & PAHW_MCD)\r
 165     pcm_set_rate(PsndRate);\r
 166 \r
 167   // clear all buffers\r
 168   memset32(PsndBuffer, 0, sizeof(PsndBuffer)/4);\r
 169   memset(cdda_out_buffer, 0, sizeof(cdda_out_buffer));\r
 170   if (PsndOut)\r
 171     PsndClear();\r
 172 \r
 173   // set mixer\r
 174   PsndMix_32_to_16l = (PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? mix_32_to_16l_stereo : mix_32_to_16_mono;\r
 175 \r
 176   if (PicoAHW & PAHW_PICO)\r
 177     PicoReratePico();\r
 178 }\r
 179 \r
 180 \r
 181 PICO_INTERNAL void PsndDoDAC(int line_to)\r
 182 {\r
 183   int pos, pos1, len;\r
 184   int dout = ym2612.dacout;\r
 185   int line_from = PsndDacLine;\r
 186 \r
 187   if (line_to >= 312)\r
 188     line_to = 311;\r
 189 \r
 190   PsndDacLine = line_to + 1;\r
 191 \r
 192   pos =dac_info[line_from]>>4;\r
 193   pos1=dac_info[line_to];\r
 194   len = ((pos1>>4)-pos) + (pos1&0xf);\r
 195   if (!len) return;\r
 196 \r
 197   if (PicoOpt & POPT_EN_STEREO) {\r
 198     short *d = PsndOut + pos*2;\r
 199     for (; len > 0; len--, d+=2) *d = dout;\r
 200   } else {\r
 201     short *d = PsndOut + pos;\r
 202     for (; len > 0; len--, d++)  *d = dout;\r
 203   }\r
 204 \r
 205 #if 0\r
 206   if (do_pcm) {\r
 207     int *d = PsndBuffer;\r
 208     d += (PicoOpt&8) ? pos*2 : pos;\r
 209     pcm_update(d, len, 1);\r
 210   }\r
 211 #endif\r
 212 }\r
 213 \r
 214 // cdda\r
 215 static pm_file *cdda_stream = NULL;\r
 216 \r
 217 static void cdda_raw_update(int *buffer, int length)\r
 218 {\r
 219   int ret, cdda_bytes, mult = 1;\r
 220   if (cdda_stream == NULL)\r
 221     return;\r
 222 \r
 223   cdda_bytes = length*4;\r
 224   if (PsndRate <= 22050 + 100) mult = 2;\r
 225   if (PsndRate <  22050 - 100) mult = 4;\r
 226   cdda_bytes *= mult;\r
 227 \r
 228   ret = pm_read(cdda_out_buffer, cdda_bytes, cdda_stream);\r
 229   if (ret < cdda_bytes) {\r
 230     memset((char *)cdda_out_buffer + ret, 0, cdda_bytes - ret);\r
 231     cdda_stream = NULL;\r
 232     return;\r
 233   }\r
 234 \r
 235   // now mix\r
 236   switch (mult) {\r
 237     case 1: mix_16h_to_32(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 238     case 2: mix_16h_to_32_s1(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 239     case 4: mix_16h_to_32_s2(buffer, cdda_out_buffer, length*2); break;\r
 240   }\r
 241 }\r
 242 \r
 243 PICO_INTERNAL void cdda_start_play(void)\r
 244 {\r
 245   int lba_offset, index, lba_length, i;\r
 246 \r
 247   elprintf(EL_STATUS, "cdda play track #%i", Pico_mcd->scd.Cur_Track);\r
 248 \r
 249   index = Pico_mcd->scd.Cur_Track - 1;\r
 250 \r
 251   lba_offset = Pico_mcd->scd.Cur_LBA - Track_to_LBA(index + 1);\r
 252   if (lba_offset < 0) lba_offset = 0;\r
 253   lba_offset += Pico_mcd->TOC.Tracks[index].Offset;\r
 254 \r
 255   // find the actual file for this track\r
 256   for (i = index; i > 0; i--)\r
 257     if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F != NULL) break;\r
 258 \r
 259   if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F == NULL) {\r
 260     elprintf(EL_STATUS|EL_ANOMALY, "no track?!");\r
 261     return;\r
 262   }\r
 263 \r
 264   if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].ftype == CT_MP3)\r
 265   {\r
 266     int pos1024 = 0;\r
 267 \r
 268     lba_length = Pico_mcd->TOC.Tracks[i].Length;\r
 269     for (i++; i < Pico_mcd->TOC.Last_Track; i++) {\r
 270       if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F != NULL) break;\r
 271       lba_length += Pico_mcd->TOC.Tracks[i].Length;\r
 272     }\r
 273 \r
 274     if (lba_offset)\r
 275       pos1024 = lba_offset * 1024 / lba_length;\r
 276 \r
 277     mp3_start_play(Pico_mcd->TOC.Tracks[index].F, pos1024);\r
 278     return;\r
 279   }\r
 280 \r
 281   cdda_stream = Pico_mcd->TOC.Tracks[i].F;\r
 282   PicoCDBufferFlush(); // buffering relies on fp not being touched\r
 283   pm_seek(cdda_stream, lba_offset * 2352, SEEK_SET);\r
 284   if (Pico_mcd->TOC.Tracks[i].ftype == CT_WAV)\r
 285   {\r
 286     // skip headers, assume it's 44kHz stereo uncompressed\r
 287     pm_seek(cdda_stream, 44, SEEK_CUR);\r
 288   }\r
 289 }\r
 290 \r
 291 \r
 292 PICO_INTERNAL void PsndClear(void)\r
 293 {\r
 294   int len = PsndLen;\r
 295   if (PsndLen_exc_add) len++;\r
 296   if (PicoOpt & POPT_EN_STEREO)\r
 297     memset32((int *) PsndOut, 0, len); // assume PsndOut to be aligned\r
 298   else {\r
 299     short *out = PsndOut;\r
 300     if ((long)out & 2) { *out++ = 0; len--; }\r
 301     memset32((int *) out, 0, len/2);\r
 302     if (len & 1) out[len-1] = 0;\r
 303   }\r
 304 }\r
 305 \r
 306 \r
 307 static int PsndRender(int offset, int length)\r
 308 {\r
 309   int  buf32_updated = 0;\r
 310   int *buf32 = PsndBuffer+offset;\r
 311   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 312   // emulating CD && PCM option enabled && PCM chip on && have enabled channels\r
 313   int do_pcm = (PicoAHW & PAHW_MCD) && (PicoOpt&POPT_EN_MCD_PCM) &&\r
 314                 (Pico_mcd->pcm.control & 0x80) && Pico_mcd->pcm.enabled;\r
 315   offset <<= stereo;\r
 316 \r
 317   pprof_start(sound);\r
 318 \r
 319 #if !SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 320   if (offset == 0) { // should happen once per frame\r
 321     // compensate for float part of PsndLen\r
 322     PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 323     if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 324       PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 325       length++;\r
 326     }\r
 327   }\r
 328 #endif\r
 329 \r
 330   // PSG\r
 331   if (PicoOpt & POPT_EN_PSG)\r
 332     SN76496Update(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 333 \r
 334   if (PicoAHW & PAHW_PICO) {\r
 335     PicoPicoPCMUpdate(PsndOut+offset, length, stereo);\r
 336     return length;\r
 337   }\r
 338 \r
 339   // Add in the stereo FM buffer\r
 340   if (PicoOpt & POPT_EN_FM) {\r
 341     buf32_updated = YM2612UpdateOne(buf32, length, stereo, 1);\r
 342   } else\r
 343     memset32(buf32, 0, length<<stereo);\r
 344 \r
 345 //printf("active_chs: %02x\n", buf32_updated);\r
 346   (void)buf32_updated;\r
 347 \r
 348   // CD: PCM sound\r
 349   if (do_pcm) {\r
 350     pcm_update(buf32, length, stereo);\r
 351     //buf32_updated = 1;\r
 352   }\r
 353 \r
 354   // CD: CDDA audio\r
 355   // CD mode, cdda enabled, not data track, CDC is reading\r
 356   if ((PicoAHW & PAHW_MCD) && (PicoOpt & POPT_EN_MCD_CDDA) &&\r
 357                 !(Pico_mcd->s68k_regs[0x36] & 1) && (Pico_mcd->scd.Status_CDC & 1))\r
 358   {\r
 359     // note: only 44, 22 and 11 kHz supported, with forced stereo\r
 360     int index = Pico_mcd->scd.Cur_Track - 1;\r
 361 \r
 362     if (Pico_mcd->TOC.Tracks[index].ftype == CT_MP3)\r
 363       mp3_update(buf32, length, stereo);\r
 364     else\r
 365       cdda_raw_update(buf32, length);\r
 366   }\r
 367 \r
 368   if ((PicoAHW & PAHW_32X) && (PicoOpt & POPT_EN_PWM))\r
 369     p32x_pwm_update(buf32, length, stereo);\r
 370 \r
 371   // convert + limit to normal 16bit output\r
 372   PsndMix_32_to_16l(PsndOut+offset, buf32, length);\r
 373 \r
 374   pprof_end(sound);\r
 375 \r
 376   return length;\r
 377 }\r
 378 \r
 379 // to be called on 224 or line_sample scanlines only\r
 380 PICO_INTERNAL void PsndGetSamples(int y)\r
 381 {\r
 382 #if SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 383   if (y != 224) return;\r
 384   PsndRender(0, PsndLen);\r
 385   if (PicoWriteSound)\r
 386     PicoWriteSound(PsndLen * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 387   PsndClear();\r
 388 #else\r
 389   static int curr_pos = 0;\r
 390 \r
 391   if (y == 224)\r
 392   {\r
 393     if (emustatus & 2)\r
 394          curr_pos += PsndRender(curr_pos, PsndLen-PsndLen/2);\r
 395     else curr_pos  = PsndRender(0, PsndLen);\r
 396     if (emustatus & 1)\r
 397          emustatus |=  2;\r
 398     else emustatus &= ~2;\r
 399     if (PicoWriteSound)\r
 400       PicoWriteSound(curr_pos * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 401     // clear sound buffer\r
 402     PsndClear();\r
 403   }\r
 404   else if (emustatus & 3) {\r
 405     emustatus|= 2;\r
 406     emustatus&=~1;\r
 407     curr_pos = PsndRender(0, PsndLen/2);\r
 408   }\r
 409 #endif\r
 410 }\r
 411 \r
 412 PICO_INTERNAL void PsndGetSamplesMS(void)\r
 413 {\r
 414   int stereo = (PicoOpt & 8) >> 3;\r
 415   int length = PsndLen;\r
 416 \r
 417 #if !SIMPLE_WRITE_SOUND\r
 418   // compensate for float part of PsndLen\r
 419   PsndLen_exc_cnt += PsndLen_exc_add;\r
 420   if (PsndLen_exc_cnt >= 0x10000) {\r
 421     PsndLen_exc_cnt -= 0x10000;\r
 422     length++;\r
 423   }\r
 424 #endif\r
 425 \r
 426   // PSG\r
 427   if (PicoOpt & POPT_EN_PSG)\r
 428     SN76496Update(PsndOut, length, stereo);\r
 429 \r
 430   // upmix to "stereo" if needed\r
 431   if (stereo) {\r
 432     int i, *p;\r
 433     for (i = length, p = (void *)PsndOut; i > 0; i--, p++)\r
 434       *p |= *p << 16;\r
 435   }\r
 436 \r
 437   if (PicoWriteSound != NULL)\r
 438     PicoWriteSound(length * ((PicoOpt & POPT_EN_STEREO) ? 4 : 2));\r
 439   PsndClear();\r
 440 }\r
 441 \r