git.sesse.net Git - pistorm/blob - emulator.c

   1 #include <assert.h>
   2 #include <dirent.h>
   3 #include <endian.h>
   4 #include <fcntl.h>
   5 #include <pthread.h>
   6 #include <sched.h>
   7 #include <signal.h>
   8 #include <stdint.h>
   9 #include <stdio.h>
  10 #include <stdlib.h>
  11 #include <string.h>
  12 #include <sys/mman.h>
  13 #include <sys/stat.h>
  14 #include <sys/types.h>
  15 #include <unistd.h>
  16 #include <sys/ioctl.h>
  17 #include "m68k.h"
  18 #include "main.h"
  19 #include "platforms/platforms.h"
  20 #include "input/input.h"
  21
  22 #include "platforms/amiga/Gayle.h"
  23 #include "platforms/amiga/gayle-ide/ide.h"
  24 #include "platforms/amiga/amiga-registers.h"
  25 #include "platforms/amiga/rtg/rtg.h"
  26 #include "gpio/gpio.h"
  27
  28 unsigned char read_ranges;
  29 unsigned int read_addr[8];
  30 unsigned int read_upper[8];
  31 unsigned char *read_data[8];
  32 unsigned char write_ranges;
  33 unsigned int write_addr[8];
  34 unsigned int write_upper[8];
  35 unsigned char *write_data[8];
  36
  37 int kb_hook_enabled = 0;
  38 int mouse_hook_enabled = 0;
  39 int cpu_emulation_running = 1;
  40
  41 char mouse_dx = 0, mouse_dy = 0;
  42 char mouse_buttons = 0;
  43
  44 extern volatile unsigned int *gpio;
  45 extern volatile uint16_t srdata;
  46 extern uint8_t realtime_graphics_debug;
  47 uint8_t realtime_disassembly;
  48
  49 char disasm_buf[4096];
  50
  51 #define KICKBASE 0xF80000
  52 #define KICKSIZE 0x7FFFF
  53
  54 int mem_fd, mouse_fd = -1, keyboard_fd = -1;
  55 int mem_fd_gpclk;
  56 int gayle_emulation_enabled = 1;
  57 int irq;
  58 int gayleirq;
  59
  60 void *iplThread(void *args) {
  61   printf("IPL thread running\n");
  62
  63   while (1) {
  64     if (!gpio_get_irq()) {
  65       irq = 1;
  66       m68k_end_timeslice();
  67     }
  68     else
  69       irq = 0;
  70
  71     if (gayle_emulation_enabled) {
  72       if (((gayle_int & 0x80) || gayle_a4k_int) && (get_ide(0)->drive[0].intrq || get_ide(0)->drive[1].intrq)) {
  73         //get_ide(0)->drive[0].intrq = 0;
  74         gayleirq = 1;
  75         m68k_end_timeslice();
  76       }
  77       else
  78         gayleirq = 0;
  79     }
  80     usleep(0);
  81   }
  82   return args;
  83 }
  84
  85
  86 // Configurable emulator options
  87 unsigned int cpu_type = M68K_CPU_TYPE_68000;
  88 unsigned int loop_cycles = 300;
  89 struct emulator_config *cfg = NULL;
  90 char keyboard_file[256] = "/dev/input/event1";
  91
  92 //unsigned char g_kick[524288];
  93 //unsigned char g_ram[FASTSIZE + 1]; /* RAM */
  94 int ovl;
  95 static volatile unsigned char maprom;
  96
  97 void sigint_handler(int sig_num) {
  98   //if (sig_num) { }
  99   //cpu_emulation_running = 0;
 100
 101   //return;
 102   printf("Received sigint %d, exiting.\n", sig_num);
 103   if (mouse_fd != -1)
 104     close(mouse_fd);
 105   if (mem_fd)
 106     close(mem_fd);
 107
 108   if (cfg->platform->shutdown) {
 109     cfg->platform->shutdown(cfg);
 110   }
 111
 112   exit(0);
 113 }
 114
 115 int main(int argc, char *argv[]) {
 116   int g;
 117   const struct sched_param priority = {99};
 118
 119   // Some command line switch stuffles
 120   for (g = 1; g < argc; g++) {
 121     if (strcmp(argv[g], "--disable-gayle") == 0) {
 122       gayle_emulation_enabled = 0;
 123     }
 124     else if (strcmp(argv[g], "--cpu_type") == 0 || strcmp(argv[g], "--cpu") == 0) {
 125       if (g + 1 >= argc) {
 126         printf("%s switch found, but no CPU type specified.\n", argv[g]);
 127       } else {
 128         g++;
 129         cpu_type = get_m68k_cpu_type(argv[g]);
 130       }
 131     }
 132     else if (strcmp(argv[g], "--config-file") == 0 || strcmp(argv[g], "--config") == 0) {
 133       if (g + 1 >= argc) {
 134         printf("%s switch found, but no config filename specified.\n", argv[g]);
 135       } else {
 136         g++;
 137         cfg = load_config_file(argv[g]);
 138       }
 139     }
 140     else if (strcmp(argv[g], "--keyboard-file") == 0 || strcmp(argv[g], "--kbfile") == 0) {
 141       if (g + 1 >= argc) {
 142         printf("%s switch found, but no keyboard device path specified.\n", argv[g]);
 143       } else {
 144         g++;
 145         strcpy(keyboard_file, argv[g]);
 146       }
 147     }
 148   }
 149
 150   if (!cfg) {
 151     printf("No config file specified. Trying to load default.cfg...\n");
 152     cfg = load_config_file("default.cfg");
 153     if (!cfg) {
 154       printf("Couldn't load default.cfg, empty emulator config will be used.\n");
 155       cfg = (struct emulator_config *)calloc(1, sizeof(struct emulator_config));
 156       if (!cfg) {
 157         printf("Failed to allocate memory for emulator config!\n");
 158         return 1;
 159       }
 160       memset(cfg, 0x00, sizeof(struct emulator_config));
 161     }
 162   }
 163
 164   if (cfg) {
 165     if (cfg->cpu_type) cpu_type = cfg->cpu_type;
 166     if (cfg->loop_cycles) loop_cycles = cfg->loop_cycles;
 167
 168     if (!cfg->platform)
 169       cfg->platform = make_platform_config("none", "generic");
 170     cfg->platform->platform_initial_setup(cfg);
 171   }
 172
 173   if (cfg->mouse_enabled) {
 174     mouse_fd = open(cfg->mouse_file, O_RDONLY | O_NONBLOCK);
 175     if (mouse_fd == -1) {
 176       printf("Failed to open %s, can't enable mouse hook.\n", cfg->mouse_file);
 177       cfg->mouse_enabled = 0;
 178     }
 179   }
 180
 181   keyboard_fd = open(keyboard_file, O_RDONLY | O_NONBLOCK);
 182   if (keyboard_fd == -1) {
 183     printf("Failed to open keyboard event source.\n");
 184   }
 185
 186   InitGayle();
 187
 188   signal(SIGINT, sigint_handler);
 189   setup_io();
 190
 191   //goto skip_everything;
 192
 193   // Enable 200MHz CLK output on GPIO4, adjust divider and pll source depending
 194   // on pi model
 195   printf("Enable 200MHz GPCLK0 on GPIO4\n");
 196   gpio_enable_200mhz();
 197
 198   // reset cpld statemachine first
 199
 200   write_reg(0x01);
 201   usleep(100);
 202   usleep(1500);
 203   write_reg(0x00);
 204   usleep(100);
 205
 206   // reset amiga and statemachine
 207   skip_everything:;
 208
 209   usleep(1500);
 210
 211   m68k_init();
 212   printf("Setting CPU type to %d.\n", cpu_type);
 213   m68k_set_cpu_type(cpu_type);
 214   cpu_pulse_reset();
 215
 216   if (maprom == 1) {
 217     m68k_set_reg(M68K_REG_PC, 0xF80002);
 218   } else {
 219     m68k_set_reg(M68K_REG_PC, 0x0);
 220   }
 221
 222   char c = 0, c_code = 0, c_type = 0;
 223
 224   pthread_t id;
 225   int err;
 226   err = pthread_create(&id, NULL, &iplThread, NULL);
 227   if (err != 0)
 228     printf("can't create IPL thread :[%s]", strerror(err));
 229   else
 230     printf("IPL Thread created successfully\n");
 231
 232   m68k_pulse_reset();
 233   while (42) {
 234     if (mouse_hook_enabled) {
 235       get_mouse_status(&mouse_dx, &mouse_dy, &mouse_buttons);
 236     }
 237
 238     if (cpu_emulation_running)
 239       m68k_execute(loop_cycles);
 240
 241 disasm_run:;
 242     if (realtime_disassembly) {
 243       m68k_execute(1);
 244       m68k_disassemble(disasm_buf, m68k_get_reg(NULL, M68K_REG_PC), cpu_type);
 245       printf("%.8X (%.8X)]] %s\n", m68k_get_reg(NULL, M68K_REG_PC), (m68k_get_reg(NULL, M68K_REG_PC) & 0xFFFFFF), disasm_buf);
 246     }
 247
 248     if (irq) {
 249       unsigned int status = read_reg();
 250       m68k_set_irq((status & 0xe000) >> 13);
 251     }
 252     else if (gayleirq) {
 253       write16(0xdff09c, 0x8000 | (1 << 3));
 254       //PAULA_SET_IRQ(3); // IRQ 3 = INT2
 255       m68k_set_irq(2);
 256     }
 257     else {
 258         m68k_set_irq(0);
 259     }
 260
 261     while (get_key_char(&c, &c_code, &c_type)) {
 262       if (c && c == cfg->keyboard_toggle_key && !kb_hook_enabled) {
 263         kb_hook_enabled = 1;
 264         printf("Keyboard hook enabled.\n");
 265       }
 266       else if (kb_hook_enabled) {
 267         if (c == 0x1B && c_type) {
 268           kb_hook_enabled = 0;
 269           printf("Keyboard hook disabled.\n");
 270         }
 271         else {
 272           /*printf("Key code: %.2X - ", c_code);
 273           switch (c_type) {
 274             case 0:
 275               printf("released.\n");
 276               break;
 277             case 1:
 278               printf("pressed.\n");
 279               break;
 280             case 2:
 281               printf("repeat.\n");
 282               break;
 283             default:
 284               printf("unknown.\n");
 285               break;
 286           }*/
 287           if (queue_keypress(c_code, c_type, cfg->platform->id)) {
 288             m68k_set_irq(2);
 289           }
 290         }
 291       }
 292
 293       if (!kb_hook_enabled && c_type) {
 294         if (c && c == cfg->mouse_toggle_key) {
 295           mouse_hook_enabled ^= 1;
 296           printf("Mouse hook %s.\n", mouse_hook_enabled ? "enabled" : "disabled");
 297           mouse_dx = mouse_dy = mouse_buttons = 0;
 298         }
 299         if (c == 'r') {
 300           cpu_emulation_running ^= 1;
 301           printf("CPU emulation is now %s\n", cpu_emulation_running ? "running" : "stopped");
 302         }
 303         if (c == 'g') {
 304           realtime_graphics_debug ^= 1;
 305           printf("Real time graphics debug is now %s\n", realtime_graphics_debug ? "on" : "off");
 306         }
 307         if (c == 'R') {
 308           cpu_pulse_reset();
 309           //m68k_pulse_reset();
 310           printf("CPU emulation reset.\n");
 311         }
 312         if (c == 'q') {
 313           printf("Quitting and exiting emulator.\n");
 314           goto stop_cpu_emulation;
 315         }
 316         if (c == 'd') {
 317           realtime_disassembly ^= 1;
 318           printf("Real time disassembly is now %s\n", realtime_disassembly ? "on" : "off");
 319         }
 320       }
 321     }
 322
 323     if (realtime_disassembly)
 324       goto disasm_run;
 325
 326     //gpio_handle_irq();
 327     //GPIO_HANDLE_IRQ;
 328   }
 329
 330   stop_cpu_emulation:;
 331
 332   if (mouse_fd != -1)
 333     close(mouse_fd);
 334   if (mem_fd)
 335     close(mem_fd);
 336
 337   return 0;
 338 }
 339
 340 void cpu_pulse_reset(void) {
 341   write_reg(0x00);
 342   // printf("Status Reg%x\n",read_reg());
 343   usleep(100000);
 344   write_reg(0x02);
 345   // printf("Status Reg%x\n",read_reg());
 346
 347   ovl = 1;
 348   m68k_write_memory_8(0xbfe201, 0x0001);  // AMIGA OVL
 349   m68k_write_memory_8(0xbfe001, 0x0001);  // AMIGA OVL high (ROM@0x0)
 350
 351   m68k_pulse_reset();
 352 }
 353
 354 int cpu_irq_ack(int level) {
 355   printf("cpu irq ack\n");
 356   return level;
 357 }
 358
 359 static unsigned int target = 0;
 360 static uint8_t send_keypress = 0;
 361
 362 uint8_t cdtv_dmac_reg_idx_read();
 363 void cdtv_dmac_reg_idx_write(uint8_t value);
 364 uint32_t cdtv_dmac_read(uint32_t address, uint8_t type);
 365 void cdtv_dmac_write(uint32_t address, uint32_t value, uint8_t type);
 366
 367 #define PLATFORM_CHECK_READ(a) \
 368   if (address >= cfg->custom_low && address < cfg->custom_high) { \
 369     unsigned int target = 0; \
 370     switch(cfg->platform->id) { \
 371       case PLATFORM_AMIGA: { \
 372         if (address >= PIGFX_RTG_BASE && address < PIGFX_UPPER) { \
 373           return rtg_read((address & 0x0FFFFFFF), a); \
 374         } \
 375         if (custom_read_amiga(cfg, address, &target, a) != -1) { \
 376           return target; \
 377         } \
 378         break; \
 379       } \
 380       default: \
 381         break; \
 382     } \
 383   } \
 384   if (ovl || (address >= cfg->mapped_low && address < cfg->mapped_high)) { \
 385     if (handle_mapped_read(cfg, address, &target, a) != -1) \
 386       return target; \
 387   }
 388
 389 unsigned int m68k_read_memory_8(unsigned int address) {
 390   PLATFORM_CHECK_READ(OP_TYPE_BYTE);
 391
 392   if (address >= 0xE90000 && address < 0xF00000) {
 393     printf("BYTE read from DMAC @%.8X:", address);
 394     uint32_t v = cdtv_dmac_read(address & 0xFFFF, OP_TYPE_BYTE);
 395     printf("%.2X\n", v);
 396     m68k_end_timeslice();
 397     cpu_emulation_running = 0;
 398     return v;
 399   }
 400
 401   if (mouse_hook_enabled) {
 402     if (address == CIAAPRA) {
 403       unsigned char result = (unsigned int)read8((uint32_t)address);
 404       if (mouse_buttons & 0x01) {
 405         //mouse_buttons -= 1;
 406         return (unsigned int)(result ^ 0x40);
 407       }
 408       else
 409           return (unsigned int)result;
 410     }
 411   }
 412   if (kb_hook_enabled) {
 413     unsigned char result = (unsigned int)read8((uint32_t)address);
 414     if (address == CIAAICR) {
 415       if (get_num_kb_queued() && (!send_keypress || send_keypress == 1)) {
 416         result |= 0x08;
 417         if (!send_keypress)
 418           send_keypress = 1;
 419       }
 420       if (send_keypress == 2) {
 421         result |= 0x02;
 422         send_keypress = 0;
 423       }
 424       return result;
 425     }
 426     if (address == CIAADAT) {
 427       if (send_keypress) {
 428         uint8_t c = 0, t = 0;
 429         pop_queued_key(&c, &t);
 430         t ^= 0x01;
 431         result = ((c << 1) | t) ^ 0xFF;
 432         send_keypress = 2;
 433       }
 434       return result;
 435     }
 436   }
 437
 438   if (address & 0xFF000000)
 439     return 0;
 440
 441   return read8((uint32_t)address);
 442 }
 443
 444 unsigned int m68k_read_memory_16(unsigned int address) {
 445   PLATFORM_CHECK_READ(OP_TYPE_WORD);
 446
 447   if (address >= 0xE90000 && address < 0xF00000) {
 448     printf("WORD read from DMAC @%.8X:", address);
 449     uint32_t v = cdtv_dmac_read(address & 0xFFFF, OP_TYPE_WORD);
 450     printf("%.2X\n", v);
 451     m68k_end_timeslice();
 452     cpu_emulation_running = 0;
 453     return v;
 454   }
 455
 456   if (mouse_hook_enabled) {
 457     if (address == JOY0DAT) {
 458       // Forward mouse valueses to Amyga.
 459       unsigned short result = (mouse_dy << 8) | (mouse_dx);
 460       return (unsigned int)result;
 461     }
 462     /*if (address == CIAAPRA) {
 463       unsigned short result = (unsigned int)read16((uint32_t)address);
 464       if (mouse_buttons & 0x01) {
 465         return (unsigned int)(result | 0x40);
 466       }
 467       else
 468           return (unsigned int)result;
 469     }*/
 470     if (address == POTGOR) {
 471       unsigned short result = (unsigned int)read16((uint32_t)address);
 472       if (mouse_buttons & 0x02) {
 473         return (unsigned int)(result ^ (0x2 << 9));
 474       }
 475       else
 476           return (unsigned int)(result & 0xFFFD);
 477     }
 478   }
 479
 480   if (address & 0xFF000000)
 481     return 0;
 482
 483   if (address & 0x01) {
 484     return ((read8(address) << 8) | read8(address + 1));
 485   }
 486   return (unsigned int)read16((uint32_t)address);
 487 }
 488
 489 unsigned int m68k_read_memory_32(unsigned int address) {
 490   PLATFORM_CHECK_READ(OP_TYPE_LONGWORD);
 491
 492   if (address >= 0xE90000 && address < 0xF00000) {
 493     printf("LONGWORD read from DMAC @%.8X:", address);
 494     uint32_t v = cdtv_dmac_read(address & 0xFFFF, OP_TYPE_LONGWORD);
 495     printf("%.2X\n", v);
 496     m68k_end_timeslice();
 497     cpu_emulation_running = 0;
 498     return v;
 499   }
 500
 501   if (address & 0xFF000000)
 502     return 0;
 503
 504   if (address & 0x01) {
 505     uint32_t c = read8(address);
 506     c |= (be16toh(read16(address+1)) << 8);
 507     c |= (read8(address + 3) << 24);
 508     return htobe32(c);
 509   }
 510   uint16_t a = read16(address);
 511   uint16_t b = read16(address + 2);
 512   return (a << 16) | b;
 513 }
 514
 515 #define PLATFORM_CHECK_WRITE(a) \
 516   if (address >= cfg->custom_low && address < cfg->custom_high) { \
 517     switch(cfg->platform->id) { \
 518       case PLATFORM_AMIGA: { \
 519         if (address >= PIGFX_RTG_BASE && address < PIGFX_UPPER) { \
 520           rtg_write((address & 0x0FFFFFFF), value, a); \
 521           return; \
 522         } \
 523         if (custom_write_amiga(cfg, address, value, a) != -1) { \
 524           return; \
 525         } \
 526         break; \
 527       } \
 528       default: \
 529         break; \
 530     } \
 531   } \
 532   if (address >= cfg->mapped_low && address < cfg->mapped_high) { \
 533     if (handle_mapped_write(cfg, address, value, a) != -1) \
 534       return; \
 535   }
 536
 537 void m68k_write_memory_8(unsigned int address, unsigned int value) {
 538   PLATFORM_CHECK_WRITE(OP_TYPE_BYTE);
 539
 540   if (address >= 0xE90000 && address < 0xF00000) {
 541     printf("BYTE write to DMAC @%.8X: %.2X\n", address, value);
 542     cdtv_dmac_write(address & 0xFFFF, value, OP_TYPE_BYTE);
 543     m68k_end_timeslice();
 544     cpu_emulation_running = 0;
 545     return;
 546   }
 547
 548   if (address == 0xbfe001) {
 549     if (ovl != (value & (1 << 0))) {
 550       ovl = (value & (1 << 0));
 551       printf("OVL:%x\n", ovl);
 552     }
 553   }
 554
 555   if (address & 0xFF000000)
 556     return;
 557
 558   write8((uint32_t)address, value);
 559   return;
 560 }
 561
 562 void m68k_write_memory_16(unsigned int address, unsigned int value) {
 563   PLATFORM_CHECK_WRITE(OP_TYPE_WORD);
 564
 565   if (address >= 0xE90000 && address < 0xF00000) {
 566     printf("WORD write to DMAC @%.8X: %.4X\n", address, value);
 567     cdtv_dmac_write(address & 0xFFFF, value, OP_TYPE_WORD);
 568     m68k_end_timeslice();
 569     cpu_emulation_running = 0;
 570     return;
 571   }
 572
 573   if (address & 0xFF000000)
 574     return;
 575
 576   if (address & 0x01)
 577     printf("Unaligned WORD write!\n");
 578
 579   write16((uint32_t)address, value);
 580   return;
 581 }
 582
 583 void m68k_write_memory_32(unsigned int address, unsigned int value) {
 584   PLATFORM_CHECK_WRITE(OP_TYPE_LONGWORD);
 585
 586   if (address >= 0xE90000 && address < 0xF00000) {
 587     printf("LONGWORD write to DMAC @%.8X: %.8X\n", address, value);
 588     cdtv_dmac_write(address & 0xFFFF, value, OP_TYPE_LONGWORD);
 589     m68k_end_timeslice();
 590     cpu_emulation_running = 0;
 591     return;
 592   }
 593
 594   if (address & 0xFF000000)
 595     return;
 596
 597   if (address & 0x01)
 598     printf("Unaligned LONGWORD write!\n");
 599
 600   write16(address, value >> 16);
 601   write16(address + 2, value);
 602   return;
 603 }