b14e70f8b27c8c8eb54c1539bf9b3bf26103a89a
[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 #define NEED_DMA_SOURCE\r
12 #include "memory.h"\r
13 \r
14 int line_base_cycles;\r
15 extern const unsigned char  hcounts_32[];\r
16 extern const unsigned char  hcounts_40[];\r
17 \r
18 #ifndef UTYPES_DEFINED\r
19 typedef unsigned char  u8;\r
20 typedef unsigned short u16;\r
21 typedef unsigned int   u32;\r
22 #define UTYPES_DEFINED\r
23 #endif\r
24 \r
25 int (*PicoDmaHook)(unsigned int source, int len, unsigned short **base, unsigned int *mask) = NULL;\r
26 \r
27 static __inline void AutoIncrement(void)\r
28 {\r
29   Pico.video.addr=(unsigned short)(Pico.video.addr+Pico.video.reg[0xf]);\r
30 }\r
31 \r
32 static NOINLINE void VideoWrite128(u32 a, u16 d)\r
33 {\r
34   // nasty\r
35   a = ((a & 2) >> 1) | ((a & 0x400) >> 9) | (a & 0x3FC) | ((a & 0x1F800) >> 1);\r
36   ((u8 *)Pico.vram)[a] = d;\r
37 }\r
38 \r
39 static void VideoWrite(u16 d)\r
40 {\r
41   unsigned int a=Pico.video.addr;\r
42 \r
43   switch (Pico.video.type)\r
44   {\r
45     case 1: if(a&1) d=(u16)((d<<8)|(d>>8)); // If address is odd, bytes are swapped (which game needs this?)\r
46             Pico.vram [(a>>1)&0x7fff]=d;\r
47             if (a - ((unsigned)(Pico.video.reg[5]&0x7f) << 9) < 0x400)\r
48               Pico.est.rendstatus |= PDRAW_DIRTY_SPRITES;\r
49             break;\r
50     case 3: Pico.m.dirtyPal = 1;\r
51             Pico.cram [(a>>1)&0x003f]=d; break; // wraps (Desert Strike)\r
52     case 5: Pico.vsram[(a>>1)&0x003f]=d; break;\r
53     case 0x81:\r
54       a |= Pico.video.addr_u << 16;\r
55       VideoWrite128(a, d);\r
56       break;\r
57     //default:elprintf(EL_ANOMALY, "VDP write %04x with bad type %i", d, Pico.video.type); break;\r
58   }\r
59 \r
60   AutoIncrement();\r
61 }\r
62 \r
63 static unsigned int VideoRead(void)\r
64 {\r
65   unsigned int a=0,d=0;\r
66 \r
67   a=Pico.video.addr; a>>=1;\r
68 \r
69   switch (Pico.video.type)\r
70   {\r
71     case 0: d=Pico.vram [a&0x7fff]; break;\r
72     case 8: d=Pico.cram [a&0x003f]; break;\r
73     case 4: d=Pico.vsram[a&0x003f]; break;\r
74     default:elprintf(EL_ANOMALY, "VDP read with bad type %i", Pico.video.type); break;\r
75   }\r
76 \r
77   AutoIncrement();\r
78   return d;\r
79 }\r
80 \r
81 static int GetDmaLength(void)\r
82 {\r
83   struct PicoVideo *pvid=&Pico.video;\r
84   int len=0;\r
85   // 16-bit words to transfer:\r
86   len =pvid->reg[0x13];\r
87   len|=pvid->reg[0x14]<<8;\r
88   len = ((len - 1) & 0xffff) + 1;\r
89   return len;\r
90 }\r
91 \r
92 static void DmaSlow(int len, unsigned int source)\r
93 {\r
94   u32 inc = Pico.video.reg[0xf];\r
95   u32 a = Pico.video.addr;\r
96   u16 *r, *base = NULL;\r
97   u32 mask = 0x1ffff;\r
98 \r
99   elprintf(EL_VDPDMA, "DmaSlow[%i] %06x->%04x len %i inc=%i blank %i [%u] @ %06x",\r
100     Pico.video.type, source, a, len, inc, (Pico.video.status&8)||!(Pico.video.reg[1]&0x40),\r
101     SekCyclesDone(), SekPc);\r
102 \r
103   Pico.m.dma_xfers += len;\r
104   if (Pico.m.dma_xfers < len) // lame 16bit var\r
105     Pico.m.dma_xfers = ~0;\r
106   SekCyclesBurnRun(CheckDMA());\r
107 \r
108   if ((source & 0xe00000) == 0xe00000) { // Ram\r
109     base = (u16 *)Pico.ram;\r
110     mask = 0xffff;\r
111   }\r
112   else if (PicoAHW & PAHW_MCD)\r
113   {\r
114     u8 r3 = Pico_mcd->s68k_regs[3];\r
115     elprintf(EL_VDPDMA, "DmaSlow CD, r3=%02x", r3);\r
116     if (source < 0x20000) { // Bios area\r
117       base = (u16 *)Pico_mcd->bios;\r
118     } else if ((source & 0xfc0000) == 0x200000) { // Word Ram\r
119       if (!(r3 & 4)) { // 2M mode\r
120         base = (u16 *)(Pico_mcd->word_ram2M + (source & 0x20000));\r
121       } else {\r
122         if (source < 0x220000) { // 1M mode\r
123           int bank = r3 & 1;\r
124           base = (u16 *)(Pico_mcd->word_ram1M[bank]);\r
125         } else {\r
126           DmaSlowCell(source - 2, a, len, inc);\r
127           return;\r
128         }\r
129       }\r
130       source -= 2;\r
131     } else if ((source & 0xfe0000) == 0x020000) { // Prg Ram\r
132       base = (u16 *)Pico_mcd->prg_ram_b[r3 >> 6];\r
133       source -= 2; // XXX: test\r
134     }\r
135   }\r
136   else\r
137   {\r
138     // if we have DmaHook, let it handle ROM because of possible DMA delay\r
139     u32 source2;\r
140     if (PicoDmaHook && (source2 = PicoDmaHook(source, len, &base, &mask)))\r
141       source = source2;\r
142     else // Rom\r
143       base = m68k_dma_source(source);\r
144   }\r
145   if (!base) {\r
146     elprintf(EL_VDPDMA|EL_ANOMALY, "DmaSlow[%i] %06x->%04x: invalid src", Pico.video.type, source, a);\r
147     return;\r
148   }\r
149 \r
150   // operate in words\r
151   source >>= 1;\r
152   mask >>= 1;\r
153 \r
154   switch (Pico.video.type)\r
155   {\r
156     case 1: // vram\r
157       r = Pico.vram;\r
158       if (inc == 2 && !(a & 1) && a + len * 2 < 0x10000\r
159           && !(((source + len - 1) ^ source) & ~mask))\r
160       {\r
161         // most used DMA mode\r
162         memcpy((char *)r + a, base + (source & mask), len * 2);\r
163         a += len * 2;\r
164       }\r
165       else\r
166       {\r
167         for(; len; len--)\r
168         {\r
169           u16 d = base[source++ & mask];\r
170           if(a & 1) d=(d<<8)|(d>>8);\r
171           r[a >> 1] = d;\r
172           // AutoIncrement\r
173           a = (u16)(a + inc);\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 (; len; len--)\r
183       {\r
184         r[(a / 2) & 0x3f] = base[source++ & mask];\r
185         // AutoIncrement\r
186         a += inc;\r
187       }\r
188       break;\r
189 \r
190     case 5: // vsram\r
191       r = Pico.vsram;\r
192       for (; len; len--)\r
193       {\r
194         r[(a / 2) & 0x3f] = base[source++ & mask];\r
195         // AutoIncrement\r
196         a += inc;\r
197       }\r
198       break;\r
199 \r
200     case 0x81: // vram 128k\r
201       a |= Pico.video.addr_u << 16;\r
202       for(; len; len--)\r
203       {\r
204         VideoWrite128(a, base[source++ & mask]);\r
205         // AutoIncrement\r
206         a = (a + inc) & 0x1ffff;\r
207       }\r
208       Pico.video.addr_u = a >> 16;\r
209       break;\r
210 \r
211     default:\r
212       if (Pico.video.type != 0 || (EL_LOGMASK & EL_VDPDMA))\r
213         elprintf(EL_VDPDMA|EL_ANOMALY, "DMA with bad type %i", Pico.video.type);\r
214       break;\r
215   }\r
216   // remember addr\r
217   Pico.video.addr=(u16)a;\r
218 }\r
219 \r
220 static void DmaCopy(int len)\r
221 {\r
222   u16 a=Pico.video.addr;\r
223   unsigned char *vr = (unsigned char *) Pico.vram;\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   if (Pico.m.dma_xfers < len)\r
230     Pico.m.dma_xfers = ~0;\r
231   Pico.video.status |= 2; // dma busy\r
232 \r
233   source =Pico.video.reg[0x15];\r
234   source|=Pico.video.reg[0x16]<<8;\r
235 \r
236   for (; len; len--)\r
237   {\r
238     vr[a] = vr[source++ & 0xffff];\r
239     // AutoIncrement\r
240     a=(u16)(a+inc);\r
241   }\r
242   // remember addr\r
243   Pico.video.addr=a;\r
244   Pico.est.rendstatus |= PDRAW_DIRTY_SPRITES;\r
245 }\r
246 \r
247 static NOINLINE void DmaFill(int data)\r
248 {\r
249   unsigned short a=Pico.video.addr;\r
250   unsigned char *vr=(unsigned char *) Pico.vram;\r
251   unsigned char high = (unsigned char) (data >> 8);\r
252   unsigned char inc=Pico.video.reg[0xf];\r
253   int source;\r
254   int len, l;\r
255 \r
256   len = GetDmaLength();\r
257   elprintf(EL_VDPDMA, "DmaFill len %i inc %i [%i]", len, inc, SekCyclesDone());\r
258 \r
259   Pico.m.dma_xfers += len;\r
260   if (Pico.m.dma_xfers < len) // lame 16bit var\r
261     Pico.m.dma_xfers = ~0;\r
262   Pico.video.status |= 2; // dma busy\r
263 \r
264   switch (Pico.video.type)\r
265   {\r
266     case 1: // vram\r
267       for (l = len; l; l--) {\r
268         // Write upper byte to adjacent address\r
269         // (here we are byteswapped, so address is already 'adjacent')\r
270         vr[a] = high;\r
271 \r
272         // Increment address register\r
273         a = (u16)(a + inc);\r
274       }\r
275       break;\r
276     case 3:   // cram\r
277     case 5: { // vsram\r
278       // TODO: needs fifo; anyone using these?\r
279       static int once;\r
280       if (!once++)\r
281         elprintf(EL_STATUS|EL_ANOMALY|EL_VDPDMA, "TODO: cram/vsram fill");\r
282     }\r
283     default:\r
284       a += len * inc;\r
285       break;\r
286   }\r
287 \r
288   // remember addr\r
289   Pico.video.addr = a;\r
290   // register update\r
291   Pico.video.reg[0x13] = Pico.video.reg[0x14] = 0;\r
292   source  = Pico.video.reg[0x15];\r
293   source |= Pico.video.reg[0x16] << 8;\r
294   source += len;\r
295   Pico.video.reg[0x15] = source;\r
296   Pico.video.reg[0x16] = source >> 8;\r
297 \r
298   Pico.est.rendstatus |= PDRAW_DIRTY_SPRITES;\r
299 }\r
300 \r
301 static NOINLINE void CommandDma(void)\r
302 {\r
303   struct PicoVideo *pvid=&Pico.video;\r
304   u32 len, method;\r
305   u32 source;\r
306 \r
307   if ((pvid->reg[1]&0x10)==0) return; // DMA not enabled\r
308 \r
309   len = GetDmaLength();\r
310   source =Pico.video.reg[0x15];\r
311   source|=Pico.video.reg[0x16] << 8;\r
312   source|=Pico.video.reg[0x17] << 16;\r
313 \r
314   method=pvid->reg[0x17]>>6;\r
315   if (method < 2)\r
316     DmaSlow(len, source << 1); // 68000 to VDP\r
317   else if (method == 3)\r
318     DmaCopy(len); // VRAM Copy\r
319   else\r
320     return;\r
321 \r
322   source += len;\r
323   Pico.video.reg[0x13] = Pico.video.reg[0x14] = 0;\r
324   Pico.video.reg[0x15] = source;\r
325   Pico.video.reg[0x16] = source >> 8;\r
326 }\r
327 \r
328 static NOINLINE void CommandChange(void)\r
329 {\r
330   struct PicoVideo *pvid = &Pico.video;\r
331   unsigned int cmd, addr;\r
332 \r
333   cmd = pvid->command;\r
334 \r
335   // Get type of transfer 0xc0000030 (v/c/vsram read/write)\r
336   pvid->type = (u8)(((cmd >> 2) & 0xc) | (cmd >> 30));\r
337   if (pvid->type == 1) // vram\r
338     pvid->type |= pvid->reg[1] & 0x80; // 128k\r
339 \r
340   // Get address 0x3fff0003\r
341   addr  = (cmd >> 16) & 0x3fff;\r
342   addr |= (cmd << 14) & 0xc000;\r
343   pvid->addr = (u16)addr;\r
344   pvid->addr_u = (u8)((cmd >> 2) & 1);\r
345 }\r
346 \r
347 static void DrawSync(int blank_on)\r
348 {\r
349   if (Pico.m.scanline < 224 && !(PicoOpt & POPT_ALT_RENDERER) &&\r
350       !PicoSkipFrame && Pico.est.DrawScanline <= Pico.m.scanline) {\r
351     //elprintf(EL_ANOMALY, "sync");\r
352     PicoDrawSync(Pico.m.scanline, blank_on);\r
353   }\r
354 }\r
355 \r
356 PICO_INTERNAL_ASM void PicoVideoWrite(unsigned int a,unsigned short d)\r
357 {\r
358   struct PicoVideo *pvid=&Pico.video;\r
359 \r
360   //if (Pico.m.scanline < 224)\r
361   //  elprintf(EL_STATUS, "PicoVideoWrite [%06x] %04x", a, d);\r
362   a&=0x1c;\r
363 \r
364   if (a==0x00) // Data port 0 or 2\r
365   {\r
366     // try avoiding the sync..\r
367     if (Pico.m.scanline < 224 && (pvid->reg[1]&0x40) &&\r
368         !(!pvid->pending &&\r
369           ((pvid->command & 0xc00000f0) == 0x40000010 && Pico.vsram[pvid->addr>>1] == d))\r
370        )\r
371       DrawSync(0);\r
372 \r
373     if (pvid->pending) {\r
374       CommandChange();\r
375       pvid->pending=0;\r
376     }\r
377 \r
378     // preliminary FIFO emulation for Chaos Engine, The (E)\r
379     if (!(pvid->status&8) && (pvid->reg[1]&0x40) && !(PicoOpt&POPT_DIS_VDP_FIFO)) // active display?\r
380     {\r
381       pvid->status&=~0x200; // FIFO no longer empty\r
382       pvid->lwrite_cnt++;\r
383       if (pvid->lwrite_cnt >= 4) pvid->status|=0x100; // FIFO full\r
384       if (pvid->lwrite_cnt >  4) {\r
385         SekCyclesBurnRun(32); // penalty // 488/12-8\r
386       }\r
387       elprintf(EL_ASVDP, "VDP data write: %04x [%06x] {%i} #%i @ %06x", d, Pico.video.addr,\r
388                Pico.video.type, pvid->lwrite_cnt, SekPc);\r
389     }\r
390     VideoWrite(d);\r
391 \r
392     if ((pvid->command&0x80) && (pvid->reg[1]&0x10) && (pvid->reg[0x17]>>6)==2)\r
393       DmaFill(d);\r
394 \r
395     return;\r
396   }\r
397 \r
398   if (a==0x04) // Control (command) port 4 or 6\r
399   {\r
400     if (pvid->pending)\r
401     {\r
402       // Low word of command:\r
403       pvid->command &= 0xffff0000;\r
404       pvid->command |= d;\r
405       pvid->pending = 0;\r
406       CommandChange();\r
407       // Check for dma:\r
408       if (d & 0x80) {\r
409         DrawSync(0);\r
410         CommandDma();\r
411       }\r
412     }\r
413     else\r
414     {\r
415       if ((d&0xc000)==0x8000)\r
416       {\r
417         // Register write:\r
418         int num=(d>>8)&0x1f;\r
419         int dold=pvid->reg[num];\r
420         int blank_on = 0;\r
421         pvid->type=0; // register writes clear command (else no Sega logo in Golden Axe II)\r
422         if (num > 0x0a && !(pvid->reg[1]&4)) {\r
423           elprintf(EL_ANOMALY, "%02x written to reg %02x in SMS mode @ %06x", d, num, SekPc);\r
424           return;\r
425         }\r
426 \r
427         if (num == 1 && !(d&0x40) && SekCyclesDone() - line_base_cycles <= 488-390)\r
428           blank_on = 1;\r
429         DrawSync(blank_on);\r
430         pvid->reg[num]=(unsigned char)d;\r
431         switch (num)\r
432         {\r
433           case 0x00:\r
434             elprintf(EL_INTSW, "hint_onoff: %i->%i [%i] pend=%i @ %06x", (dold&0x10)>>4,\r
435                     (d&0x10)>>4, SekCyclesDone(), (pvid->pending_ints&0x10)>>4, SekPc);\r
436             goto update_irq;\r
437           case 0x01:\r
438             elprintf(EL_INTSW, "vint_onoff: %i->%i [%i] pend=%i @ %06x", (dold&0x20)>>5,\r
439                     (d&0x20)>>5, SekCyclesDone(), (pvid->pending_ints&0x20)>>5, SekPc);\r
440             goto update_irq;\r
441           case 0x05:\r
442             //elprintf(EL_STATUS, "spritep moved to %04x", (unsigned)(Pico.video.reg[5]&0x7f) << 9);\r
443             if (d^dold) Pico.est.rendstatus |= PDRAW_SPRITES_MOVED;\r
444             break;\r
445           case 0x0c:\r
446             // renderers should update their palettes if sh/hi mode is changed\r
447             if ((d^dold)&8) Pico.m.dirtyPal = 2;\r
448             break;\r
449         }\r
450         return;\r
451 \r
452 update_irq:\r
453 #ifndef EMU_CORE_DEBUG\r
454         // update IRQ level\r
455         if (!SekShouldInterrupt()) // hack\r
456         {\r
457           int lines, pints, irq=0;\r
458           lines = (pvid->reg[1] & 0x20) | (pvid->reg[0] & 0x10);\r
459           pints = (pvid->pending_ints&lines);\r
460                if (pints & 0x20) irq = 6;\r
461           else if (pints & 0x10) irq = 4;\r
462           SekInterrupt(irq); // update line\r
463 \r
464           if (irq) SekEndRun(24); // make it delayed\r
465         }\r
466 #endif\r
467       }\r
468       else\r
469       {\r
470         // High word of command:\r
471         pvid->command&=0x0000ffff;\r
472         pvid->command|=d<<16;\r
473         pvid->pending=1;\r
474       }\r
475     }\r
476   }\r
477 }\r
478 \r
479 PICO_INTERNAL_ASM unsigned int PicoVideoRead(unsigned int a)\r
480 {\r
481   a&=0x1c;\r
482 \r
483   if (a==0x04) // control port\r
484   {\r
485     struct PicoVideo *pv=&Pico.video;\r
486     unsigned int d;\r
487     d=pv->status;\r
488     //if (PicoOpt&POPT_ALT_RENDERER) d|=0x0020; // sprite collision (Shadow of the Beast)\r
489     if (SekCyclesDone() - line_base_cycles >= 488-88)\r
490       d|=0x0004; // H-Blank (Sonic3 vs)\r
491 \r
492     d |= ((pv->reg[1]&0x40)^0x40) >> 3;  // set V-Blank if display is disabled\r
493     d |= (pv->pending_ints&0x20)<<2;     // V-int pending?\r
494     if (d&0x100) pv->status&=~0x100; // FIFO no longer full\r
495 \r
496     pv->pending = 0; // ctrl port reads clear write-pending flag (Charles MacDonald)\r
497 \r
498     elprintf(EL_SR, "SR read: %04x @ %06x", d, SekPc);\r
499     return d;\r
500   }\r
501 \r
502   // H-counter info (based on Generator):\r
503   // frame:\r
504   //                       |       <- hblank? ->      |\r
505   // start    <416>       hint  <36> hdisplay <38>  end // CPU cycles\r
506   // |---------...---------|------------|-------------|\r
507   // 0                   B6 E4                       FF // 40 cells\r
508   // 0                   93 E8                       FF // 32 cells\r
509 \r
510   // Gens (?)              v-render\r
511   // start  <hblank=84>   hint    hdisplay <404>      |\r
512   // |---------------------|--------------------------|\r
513   // E4  (hc[0x43]==0)    07                         B1 // 40\r
514   // E8  (hc[0x45]==0)    05                         91 // 32\r
515 \r
516   // check: Sonic 3D Blast bonus, Cannon Fodder, Chase HQ II, 3 Ninjas kick back, Road Rash 3, Skitchin', Wheel of Fortune\r
517   if ((a&0x1c)==0x08)\r
518   {\r
519     unsigned int d;\r
520 \r
521     d = (SekCyclesDone() - line_base_cycles) & 0x1ff; // FIXME\r
522     if (Pico.video.reg[12]&1)\r
523          d = hcounts_40[d];\r
524     else d = hcounts_32[d];\r
525 \r
526     elprintf(EL_HVCNT, "hv: %02x %02x (%i) @ %06x", d, Pico.video.v_counter, SekCyclesDone(), SekPc);\r
527     return d | (Pico.video.v_counter << 8);\r
528   }\r
529 \r
530   if (a==0x00) // data port\r
531   {\r
532     return VideoRead();\r
533   }\r
534 \r
535   return 0;\r
536 }\r
537 \r
538 unsigned int PicoVideoRead8(unsigned int a)\r
539 {\r
540   unsigned int d;\r
541   a&=0x1d;\r
542 \r
543   switch (a)\r
544   {\r
545     case 0: return VideoRead() >> 8;\r
546     case 1: return VideoRead() & 0xff;\r
547     case 4: // control port/status reg\r
548       d = Pico.video.status >> 8;\r
549       if (d&1) Pico.video.status&=~0x100; // FIFO no longer full\r
550       Pico.video.pending = 0;\r
551       elprintf(EL_SR, "SR read (h): %02x @ %06x", d, SekPc);\r
552       return d;\r
553     case 5:\r
554       d = Pico.video.status & 0xff;\r
555       //if (PicoOpt&POPT_ALT_RENDERER) d|=0x0020; // sprite collision (Shadow of the Beast)\r
556       d |= ((Pico.video.reg[1]&0x40)^0x40) >> 3;  // set V-Blank if display is disabled\r
557       d |= (Pico.video.pending_ints&0x20)<<2;     // V-int pending?\r
558       if (SekCyclesDone() - line_base_cycles >= 488-88) d |= 4;    // H-Blank\r
559       Pico.video.pending = 0;\r
560       elprintf(EL_SR, "SR read (l): %02x @ %06x", d, SekPc);\r
561       return d;\r
562     case 8: // hv counter\r
563       elprintf(EL_HVCNT, "vcounter: %02x (%i) @ %06x", Pico.video.v_counter, SekCyclesDone(), SekPc);\r
564       return Pico.video.v_counter;\r
565     case 9:\r
566       d = (SekCyclesDone() - line_base_cycles) & 0x1ff; // FIXME\r
567       if (Pico.video.reg[12]&1)\r
568            d = hcounts_40[d];\r
569       else d = hcounts_32[d];\r
570       elprintf(EL_HVCNT, "hcounter: %02x (%i) @ %06x", d, SekCyclesDone(), SekPc);\r
571       return d;\r
572   }\r
573 \r
574   return 0;\r
575 }\r
576 \r
577 // vim:shiftwidth=2:ts=2:expandtab\r