35ece48086a8c5caebb8d6a7e1acd5606dc28c8b
[picodrive.git] / pico / videoport.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 "pico_int.h"\r
11 #include "memory.h"\r
12 \r
13 int line_base_cycles;\r
14 extern const unsigned char  hcounts_32[];\r
15 extern const unsigned char  hcounts_40[];\r
16 \r
17 #ifndef UTYPES_DEFINED\r
18 typedef unsigned char  u8;\r
19 typedef unsigned short u16;\r
20 typedef unsigned int   u32;\r
21 #define UTYPES_DEFINED\r
22 #endif\r
23 \r
24 int (*PicoDmaHook)(unsigned int source, int len, unsigned short **srcp, unsigned short **limitp) = NULL;\r
25 \r
26 static __inline void AutoIncrement(void)\r
27 {\r
28   Pico.video.addr=(unsigned short)(Pico.video.addr+Pico.video.reg[0xf]);\r
29 }\r
30 \r
31 static void VideoWrite(u16 d)\r
32 {\r
33   unsigned int a=Pico.video.addr;\r
34 \r
35   switch (Pico.video.type)\r
36   {\r
37     case 1: if(a&1) d=(u16)((d<<8)|(d>>8)); // If address is odd, bytes are swapped (which game needs this?)\r
38             Pico.vram [(a>>1)&0x7fff]=d;\r
39             if (a - ((unsigned)(Pico.video.reg[5]&0x7f) << 9) < 0x400)\r
40               Pico.est.rendstatus |= PDRAW_DIRTY_SPRITES;\r
41             break;\r
42     case 3: Pico.m.dirtyPal = 1;\r
43             Pico.cram [(a>>1)&0x003f]=d; break; // wraps (Desert Strike)\r
44     case 5: Pico.vsram[(a>>1)&0x003f]=d; break;\r
45     //default:elprintf(EL_ANOMALY, "VDP write %04x with bad type %i", d, Pico.video.type); break;\r
46   }\r
47 \r
48   AutoIncrement();\r
49 }\r
50 \r
51 static unsigned int VideoRead(void)\r
52 {\r
53   unsigned int a=0,d=0;\r
54 \r
55   a=Pico.video.addr; a>>=1;\r
56 \r
57   switch (Pico.video.type)\r
58   {\r
59     case 0: d=Pico.vram [a&0x7fff]; break;\r
60     case 8: d=Pico.cram [a&0x003f]; break;\r
61     case 4: d=Pico.vsram[a&0x003f]; break;\r
62     default:elprintf(EL_ANOMALY, "VDP read with bad type %i", Pico.video.type); break;\r
63   }\r
64 \r
65   AutoIncrement();\r
66   return d;\r
67 }\r
68 \r
69 static int GetDmaLength(void)\r
70 {\r
71   struct PicoVideo *pvid=&Pico.video;\r
72   int len=0;\r
73   // 16-bit words to transfer:\r
74   len =pvid->reg[0x13];\r
75   len|=pvid->reg[0x14]<<8;\r
76   // Charles MacDonald:\r
77   if(!len) len = 0xffff;\r
78   return len;\r
79 }\r
80 \r
81 static void DmaSlow(int len)\r
82 {\r
83   u16 *pd=0, *pdend, *r;\r
84   unsigned int a=Pico.video.addr, a2, d;\r
85   unsigned char inc=Pico.video.reg[0xf];\r
86   unsigned int source;\r
87 \r
88   source =Pico.video.reg[0x15]<<1;\r
89   source|=Pico.video.reg[0x16]<<9;\r
90   source|=Pico.video.reg[0x17]<<17;\r
91 \r
92   elprintf(EL_VDPDMA, "DmaSlow[%i] %06x->%04x len %i inc=%i blank %i [%i] @ %06x",\r
93     Pico.video.type, source, a, len, inc, (Pico.video.status&8)||!(Pico.video.reg[1]&0x40),\r
94     SekCyclesDone(), SekPc);\r
95 \r
96   Pico.m.dma_xfers += len;\r
97   SekCyclesBurnRun(CheckDMA());\r
98 \r
99   if ((source&0xe00000)==0xe00000) { // Ram\r
100     pd=(u16 *)(Pico.ram+(source&0xfffe));\r
101     pdend=(u16 *)(Pico.ram+0x10000);\r
102   }\r
103   else if (PicoAHW & PAHW_MCD)\r
104   {\r
105     elprintf(EL_VDPDMA, "DmaSlow CD, r3=%02x", Pico_mcd->s68k_regs[3]);\r
106     if(source<0x20000) { // Bios area\r
107       pd=(u16 *)(Pico_mcd->bios+(source&~1));\r
108       pdend=(u16 *)(Pico_mcd->bios+0x20000);\r
109     } else if ((source&0xfc0000)==0x200000) { // Word Ram\r
110       source -= 2;\r
111       if (!(Pico_mcd->s68k_regs[3]&4)) { // 2M mode\r
112         pd=(u16 *)(Pico_mcd->word_ram2M+(source&0x3fffe));\r
113         pdend=(u16 *)(Pico_mcd->word_ram2M+0x40000);\r
114       } else {\r
115         if (source < 0x220000) { // 1M mode\r
116           int bank = Pico_mcd->s68k_regs[3]&1;\r
117           pd=(u16 *)(Pico_mcd->word_ram1M[bank]+(source&0x1fffe));\r
118           pdend=(u16 *)(Pico_mcd->word_ram1M[bank]+0x20000);\r
119         } else {\r
120           DmaSlowCell(source, a, len, inc);\r
121           return;\r
122         }\r
123       }\r
124     } else if ((source&0xfe0000)==0x020000) { // Prg Ram\r
125       u8 *prg_ram = Pico_mcd->prg_ram_b[Pico_mcd->s68k_regs[3]>>6];\r
126       pd=(u16 *)(prg_ram+(source&0x1fffe));\r
127       pdend=(u16 *)(prg_ram+0x20000);\r
128     } else {\r
129       elprintf(EL_VDPDMA|EL_ANOMALY, "DmaSlow[%i] %06x->%04x: FIXME: unsupported src", Pico.video.type, source, a);\r
130       return;\r
131     }\r
132   }\r
133   else\r
134   {\r
135     // if we have DmaHook, let it handle ROM because of possible DMA delay\r
136     if (PicoDmaHook && PicoDmaHook(source, len, &pd, &pdend));\r
137     else if (source<Pico.romsize) { // Rom\r
138       pd=m68k_dma_source(source);\r
139       pdend=(u16 *)(Pico.rom+Pico.romsize);\r
140     }\r
141     if (!pd) {\r
142       elprintf(EL_VDPDMA|EL_ANOMALY, "DmaSlow[%i] %06x->%04x: invalid src", Pico.video.type, source, a);\r
143       return;\r
144     }\r
145   }\r
146 \r
147   // overflow protection, might break something..\r
148   if (len > pdend - pd) {\r
149     len = pdend - pd;\r
150     elprintf(EL_VDPDMA|EL_ANOMALY, "DmaSlow overflow");\r
151   }\r
152 \r
153   switch (Pico.video.type)\r
154   {\r
155     case 1: // vram\r
156       r = Pico.vram;\r
157       if (inc == 2 && !(a&1) && a+len*2 < 0x10000)\r
158       {\r
159         // most used DMA mode\r
160         memcpy16(r + (a>>1), pd, len);\r
161         a += len*2;\r
162       }\r
163       else\r
164       {\r
165         for(; len; len--)\r
166         {\r
167           d=*pd++;\r
168           if(a&1) d=(d<<8)|(d>>8);\r
169           r[a>>1] = (u16)d; // will drop the upper bits\r
170           // AutoIncrement\r
171           a=(u16)(a+inc);\r
172           // didn't src overlap?\r
173           //if(pd >= pdend) pd-=0x8000; // should be good for RAM, bad for ROM\r
174         }\r
175       }\r
176       Pico.est.rendstatus |= PDRAW_DIRTY_SPRITES;\r
177       break;\r
178 \r
179     case 3: // cram\r
180       Pico.m.dirtyPal = 1;\r
181       r = Pico.cram;\r
182       for(a2=a&0x7f; len; len--)\r
183       {\r
184         r[a2>>1] = (u16)*pd++; // bit 0 is ignored\r
185         // AutoIncrement\r
186         a2+=inc;\r
187         // didn't src overlap?\r
188         //if(pd >= pdend) pd-=0x8000;\r
189         // good dest?\r
190         if(a2 >= 0x80) break; // Todds Adventures in Slime World / Andre Agassi tennis\r
191       }\r
192       a=(a&0xff00)|a2;\r
193       break;\r
194 \r
195     case 5: // vsram[a&0x003f]=d;\r
196       r = Pico.vsram;\r
197       for(a2=a&0x7f; len; len--)\r
198       {\r
199         r[a2>>1] = (u16)*pd++;\r
200         // AutoIncrement\r
201         a2+=inc;\r
202         // didn't src overlap?\r
203         //if(pd >= pdend) pd-=0x8000;\r
204         // good dest?\r
205         if(a2 >= 0x80) break;\r
206       }\r
207       a=(a&0xff00)|a2;\r
208       break;\r
209 \r
210     default:\r
211       if (Pico.video.type != 0 || (EL_LOGMASK & EL_VDPDMA))\r
212         elprintf(EL_VDPDMA|EL_ANOMALY, "DMA with bad type %i", Pico.video.type);\r
213       break;\r
214   }\r
215   // remember addr\r
216   Pico.video.addr=(u16)a;\r
217 }\r
218 \r
219 static void DmaCopy(int len)\r
220 {\r
221   u16 a=Pico.video.addr;\r
222   unsigned char *vr = (unsigned char *) Pico.vram;\r
223   unsigned char *vrs;\r
224   unsigned char inc=Pico.video.reg[0xf];\r
225   int source;\r
226   elprintf(EL_VDPDMA, "DmaCopy len %i [%i]", len, SekCyclesDone());\r
227 \r
228   Pico.m.dma_xfers += len;\r
229   Pico.video.status |= 2; // dma busy\r
230 \r
231   source =Pico.video.reg[0x15];\r
232   source|=Pico.video.reg[0x16]<<8;\r
233   vrs=vr+source;\r
234 \r
235   if (source+len > 0x10000) len=0x10000-source; // clip??\r
236 \r
237   for (; len; len--)\r
238   {\r
239     vr[a] = *vrs++;\r
240     // AutoIncrement\r
241     a=(u16)(a+inc);\r
242   }\r
243   // remember addr\r
244   Pico.video.addr=a;\r
245   Pico.est.rendstatus |= PDRAW_DIRTY_SPRITES;\r
246 }\r
247 \r
248 // check: Contra, Megaman\r
249 // note: this is still inaccurate\r
250 static void DmaFill(int data)\r
251 {\r
252   int len;\r
253   unsigned short a=Pico.video.addr;\r
254   unsigned char *vr=(unsigned char *) Pico.vram;\r
255   unsigned char high = (unsigned char) (data >> 8);\r
256   unsigned char inc=Pico.video.reg[0xf];\r
257 \r
258   len=GetDmaLength();\r
259   elprintf(EL_VDPDMA, "DmaFill len %i inc %i [%i]", len, inc, SekCyclesDone());\r
260 \r
261   Pico.m.dma_xfers += len;\r
262   Pico.video.status |= 2; // dma busy\r
263 \r
264   // from Charles MacDonald's genvdp.txt:\r
265   // Write lower byte to address specified\r
266   vr[a] = (unsigned char) data;\r
267   a=(u16)(a+inc);\r
268 \r
269   if (!inc) len=1;\r
270 \r
271   for (; len; len--) {\r
272     // Write upper byte to adjacent address\r
273     // (here we are byteswapped, so address is already 'adjacent')\r
274     vr[a] = high;\r
275 \r
276     // Increment address register\r
277     a=(u16)(a+inc);\r
278   }\r
279   // remember addr\r
280   Pico.video.addr=a;\r
281   // update length\r
282   Pico.video.reg[0x13] = Pico.video.reg[0x14] = 0; // Dino Dini's Soccer (E) (by Haze)\r
283 \r
284   Pico.est.rendstatus |= PDRAW_DIRTY_SPRITES;\r
285 }\r
286 \r
287 static void CommandDma(void)\r
288 {\r
289   struct PicoVideo *pvid=&Pico.video;\r
290   int len=0,method=0;\r
291 \r
292   if ((pvid->reg[1]&0x10)==0) return; // DMA not enabled\r
293 \r
294   len=GetDmaLength();\r
295 \r
296   method=pvid->reg[0x17]>>6;\r
297   if (method< 2) DmaSlow(len); // 68000 to VDP\r
298   if (method==3) DmaCopy(len); // VRAM Copy\r
299 }\r
300 \r
301 static void CommandChange(void)\r
302 {\r
303   struct PicoVideo *pvid=&Pico.video;\r
304   unsigned int cmd=0,addr=0;\r
305 \r
306   cmd=pvid->command;\r
307 \r
308   // Get type of transfer 0xc0000030 (v/c/vsram read/write)\r
309   pvid->type=(unsigned char)(((cmd>>2)&0xc)|(cmd>>30));\r
310 \r
311   // Get address 0x3fff0003\r
312   addr =(cmd>>16)&0x3fff;\r
313   addr|=(cmd<<14)&0xc000;\r
314   pvid->addr=(unsigned short)addr;\r
315 \r
316   // Check for dma:\r
317   if (cmd&0x80) CommandDma();\r
318 }\r
319 \r
320 static void DrawSync(int blank_on)\r
321 {\r
322   if (Pico.m.scanline < 224 && !(PicoOpt & POPT_ALT_RENDERER) &&\r
323       !PicoSkipFrame && Pico.est.DrawScanline <= Pico.m.scanline) {\r
324     //elprintf(EL_ANOMALY, "sync");\r
325     PicoDrawSync(Pico.m.scanline, blank_on);\r
326   }\r
327 }\r
328 \r
329 PICO_INTERNAL_ASM void PicoVideoWrite(unsigned int a,unsigned short d)\r
330 {\r
331   struct PicoVideo *pvid=&Pico.video;\r
332 \r
333   //if (Pico.m.scanline < 224)\r
334   //  elprintf(EL_STATUS, "PicoVideoWrite [%06x] %04x", a, d);\r
335   a&=0x1c;\r
336 \r
337   if (a==0x00) // Data port 0 or 2\r
338   {\r
339     // try avoiding the sync..\r
340     if (Pico.m.scanline < 224 && (pvid->reg[1]&0x40) &&\r
341         !(!pvid->pending &&\r
342           ((pvid->command & 0xc00000f0) == 0x40000010 && Pico.vsram[pvid->addr>>1] == d))\r
343        )\r
344       DrawSync(0);\r
345 \r
346     if (pvid->pending) {\r
347       CommandChange();\r
348       pvid->pending=0;\r
349     }\r
350 \r
351     // If a DMA fill has been set up, do it\r
352     if ((pvid->command&0x80) && (pvid->reg[1]&0x10) && (pvid->reg[0x17]>>6)==2)\r
353     {\r
354       DmaFill(d);\r
355     }\r
356     else\r
357     {\r
358       // preliminary FIFO emulation for Chaos Engine, The (E)\r
359       if (!(pvid->status&8) && (pvid->reg[1]&0x40) && !(PicoOpt&POPT_DIS_VDP_FIFO)) // active display?\r
360       {\r
361         pvid->status&=~0x200; // FIFO no longer empty\r
362         pvid->lwrite_cnt++;\r
363         if (pvid->lwrite_cnt >= 4) pvid->status|=0x100; // FIFO full\r
364         if (pvid->lwrite_cnt >  4) {\r
365           SekCyclesBurnRun(32); // penalty // 488/12-8\r
366         }\r
367         elprintf(EL_ASVDP, "VDP data write: %04x [%06x] {%i} #%i @ %06x", d, Pico.video.addr,\r
368                  Pico.video.type, pvid->lwrite_cnt, SekPc);\r
369       }\r
370       VideoWrite(d);\r
371     }\r
372     return;\r
373   }\r
374 \r
375   if (a==0x04) // Control (command) port 4 or 6\r
376   {\r
377     if (pvid->pending)\r
378     {\r
379       if (d & 0x80) DrawSync(0); // only need sync for DMA\r
380       // Low word of command:\r
381       pvid->command&=0xffff0000;\r
382       pvid->command|=d;\r
383       pvid->pending=0;\r
384       CommandChange();\r
385     }\r
386     else\r
387     {\r
388       if ((d&0xc000)==0x8000)\r
389       {\r
390         // Register write:\r
391         int num=(d>>8)&0x1f;\r
392         int dold=pvid->reg[num];\r
393         int blank_on = 0;\r
394         pvid->type=0; // register writes clear command (else no Sega logo in Golden Axe II)\r
395         if (num > 0x0a && !(pvid->reg[1]&4)) {\r
396           elprintf(EL_ANOMALY, "%02x written to reg %02x in SMS mode @ %06x", d, num, SekPc);\r
397           return;\r
398         }\r
399 \r
400         if (num == 1 && !(d&0x40) && SekCyclesDone() - line_base_cycles <= 488-390)\r
401           blank_on = 1;\r
402         DrawSync(blank_on);\r
403         pvid->reg[num]=(unsigned char)d;\r
404         switch (num)\r
405         {\r
406           case 0x00:\r
407             elprintf(EL_INTSW, "hint_onoff: %i->%i [%i] pend=%i @ %06x", (dold&0x10)>>4,\r
408                     (d&0x10)>>4, SekCyclesDone(), (pvid->pending_ints&0x10)>>4, SekPc);\r
409             goto update_irq;\r
410           case 0x01:\r
411             elprintf(EL_INTSW, "vint_onoff: %i->%i [%i] pend=%i @ %06x", (dold&0x20)>>5,\r
412                     (d&0x20)>>5, SekCyclesDone(), (pvid->pending_ints&0x20)>>5, SekPc);\r
413             goto update_irq;\r
414           case 0x05:\r
415             //elprintf(EL_STATUS, "spritep moved to %04x", (unsigned)(Pico.video.reg[5]&0x7f) << 9);\r
416             if (d^dold) Pico.est.rendstatus |= PDRAW_SPRITES_MOVED;\r
417             break;\r
418           case 0x0c:\r
419             // renderers should update their palettes if sh/hi mode is changed\r
420             if ((d^dold)&8) Pico.m.dirtyPal = 2;\r
421             break;\r
422         }\r
423         return;\r
424 \r
425 update_irq:\r
426 #ifndef EMU_CORE_DEBUG\r
427         // update IRQ level\r
428         if (!SekShouldInterrupt()) // hack\r
429         {\r
430           int lines, pints, irq=0;\r
431           lines = (pvid->reg[1] & 0x20) | (pvid->reg[0] & 0x10);\r
432           pints = (pvid->pending_ints&lines);\r
433                if (pints & 0x20) irq = 6;\r
434           else if (pints & 0x10) irq = 4;\r
435           SekInterrupt(irq); // update line\r
436 \r
437           if (irq) SekEndRun(24); // make it delayed\r
438         }\r
439 #endif\r
440       }\r
441       else\r
442       {\r
443         // High word of command:\r
444         pvid->command&=0x0000ffff;\r
445         pvid->command|=d<<16;\r
446         pvid->pending=1;\r
447       }\r
448     }\r
449   }\r
450 }\r
451 \r
452 PICO_INTERNAL_ASM unsigned int PicoVideoRead(unsigned int a)\r
453 {\r
454   a&=0x1c;\r
455 \r
456   if (a==0x04) // control port\r
457   {\r
458     struct PicoVideo *pv=&Pico.video;\r
459     unsigned int d;\r
460     d=pv->status;\r
461     //if (PicoOpt&POPT_ALT_RENDERER) d|=0x0020; // sprite collision (Shadow of the Beast)\r
462     if (SekCyclesDone() - line_base_cycles >= 488-88)\r
463       d|=0x0004; // H-Blank (Sonic3 vs)\r
464 \r
465     d |= ((pv->reg[1]&0x40)^0x40) >> 3;  // set V-Blank if display is disabled\r
466     d |= (pv->pending_ints&0x20)<<2;     // V-int pending?\r
467     if (d&0x100) pv->status&=~0x100; // FIFO no longer full\r
468 \r
469     pv->pending = 0; // ctrl port reads clear write-pending flag (Charles MacDonald)\r
470 \r
471     elprintf(EL_SR, "SR read: %04x @ %06x", d, SekPc);\r
472     return d;\r
473   }\r
474 \r
475   // H-counter info (based on Generator):\r
476   // frame:\r
477   //                       |       <- hblank? ->      |\r
478   // start    <416>       hint  <36> hdisplay <38>  end // CPU cycles\r
479   // |---------...---------|------------|-------------|\r
480   // 0                   B6 E4                       FF // 40 cells\r
481   // 0                   93 E8                       FF // 32 cells\r
482 \r
483   // Gens (?)              v-render\r
484   // start  <hblank=84>   hint    hdisplay <404>      |\r
485   // |---------------------|--------------------------|\r
486   // E4  (hc[0x43]==0)    07                         B1 // 40\r
487   // E8  (hc[0x45]==0)    05                         91 // 32\r
488 \r
489   // check: Sonic 3D Blast bonus, Cannon Fodder, Chase HQ II, 3 Ninjas kick back, Road Rash 3, Skitchin', Wheel of Fortune\r
490   if ((a&0x1c)==0x08)\r
491   {\r
492     unsigned int d;\r
493 \r
494     d = (SekCyclesDone() - line_base_cycles) & 0x1ff; // FIXME\r
495     if (Pico.video.reg[12]&1)\r
496          d = hcounts_40[d];\r
497     else d = hcounts_32[d];\r
498 \r
499     elprintf(EL_HVCNT, "hv: %02x %02x (%i) @ %06x", d, Pico.video.v_counter, SekCyclesDone(), SekPc);\r
500     return d | (Pico.video.v_counter << 8);\r
501   }\r
502 \r
503   if (a==0x00) // data port\r
504   {\r
505     return VideoRead();\r
506   }\r
507 \r
508   return 0;\r
509 }\r
510 \r
511 unsigned int PicoVideoRead8(unsigned int a)\r
512 {\r
513   unsigned int d;\r
514   a&=0x1d;\r
515 \r
516   switch (a)\r
517   {\r
518     case 0: return VideoRead() >> 8;\r
519     case 1: return VideoRead() & 0xff;\r
520     case 4: // control port/status reg\r
521       d = Pico.video.status >> 8;\r
522       if (d&1) Pico.video.status&=~0x100; // FIFO no longer full\r
523       Pico.video.pending = 0;\r
524       elprintf(EL_SR, "SR read (h): %02x @ %06x", d, SekPc);\r
525       return d;\r
526     case 5:\r
527       d = Pico.video.status & 0xff;\r
528       //if (PicoOpt&POPT_ALT_RENDERER) d|=0x0020; // sprite collision (Shadow of the Beast)\r
529       d |= ((Pico.video.reg[1]&0x40)^0x40) >> 3;  // set V-Blank if display is disabled\r
530       d |= (Pico.video.pending_ints&0x20)<<2;     // V-int pending?\r
531       if (SekCyclesDone() - line_base_cycles >= 488-88) d |= 4;    // H-Blank\r
532       Pico.video.pending = 0;\r
533       elprintf(EL_SR, "SR read (l): %02x @ %06x", d, SekPc);\r
534       return d;\r
535     case 8: // hv counter\r
536       elprintf(EL_HVCNT, "vcounter: %02x (%i) @ %06x", Pico.video.v_counter, SekCyclesDone(), SekPc);\r
537       return Pico.video.v_counter;\r
538     case 9:\r
539       d = (SekCyclesDone() - line_base_cycles) & 0x1ff; // FIXME\r
540       if (Pico.video.reg[12]&1)\r
541            d = hcounts_40[d];\r
542       else d = hcounts_32[d];\r
543       elprintf(EL_HVCNT, "hcounter: %02x (%i) @ %06x", d, SekCyclesDone(), SekPc);\r
544       return d;\r
545   }\r
546 \r
547   return 0;\r
548 }\r
549 \r
550 // vim:shiftwidth=2:ts=2:expandtab\r