]> Shamusworld >> Repos - apple2/commitdiff
Convert sound driving method to direct sampling.
authorShamus Hammons <jlhamm@acm.org>
Wed, 11 Sep 2013 15:00:36 +0000 (10:00 -0500)
committerShamus Hammons <jlhamm@acm.org>
Wed, 11 Sep 2013 15:00:36 +0000 (10:00 -0500)
Before it was doing some complex timestamp thing, now it simple runs the
CPU for ~21 cycles and then stuff the sample into the sound buffer.
Sound still lags behind by several frames though, just like with the
previous sound setup. Still not sure why. :-/

src/apple2.cpp
src/log.cpp
src/sound.cpp
src/sound.h
src/v65c02.cpp

index 0c6880f4ebd13ca6ee6299603fca9882dd8ec67a..2a1858e7dd1e7697b24b9a366ac0fdb3380f19a2 100755 (executable)
@@ -113,6 +113,7 @@ static SDL_sem * mainSem = NULL;
 static bool cpuFinished = false;
 static bool cpuSleep = false;
 
+
 // Let's try a thread...
 /*
 Here's how it works: Execute 1 frame's worth, then sleep.
@@ -141,6 +142,9 @@ WriteLog("CPU: SDL_SemWait(mainSem);\n");
 #endif
 SDL_SemWait(mainSem);
 
+// There are exactly 800 slices of 21.333 cycles per frame, so it works out
+// evenly.
+#if 0
                uint32_t cycles = 17066;
 #ifdef CPU_THREAD_OVERFLOW_COMPENSATION
 // ODD! It's closer *without* this overflow compensation. ??? WHY ???
@@ -164,6 +168,26 @@ WriteLog("CPU: Execute65C02(&mainCPU, cycles);\n");
 WriteLog("CPU: AdjustLastToggleCycles(mainCPU.clock);\n");
 #endif
                AdjustLastToggleCycles(mainCPU.clock);
+#else
+#ifdef THREAD_DEBUGGING
+WriteLog("CPU: Execute65C02(&mainCPU, cycles);\n");
+#endif
+               for(int i=0; i<800; i++)
+               {
+                       uint32_t cycles = 21;
+                       overflow += 0.333333334;
+
+                       if (overflow > 1.0)
+                       {
+                               cycles++;
+                               overflow -= 1.0;
+                       }
+
+                       Execute65C02(&mainCPU, cycles);
+                       WriteSampleToBuffer();
+               }
+#endif
+
 
 #ifdef THREAD_DEBUGGING
 WriteLog("CPU: SDL_mutexP(cpuMutex);\n");
@@ -202,6 +226,7 @@ WriteLog("CPU: SDL_mutexV(cpuMutex);\n");
 }
 #endif
 
+
 // Test GUI function
 
 Element * TestWindow(void)
@@ -212,6 +237,7 @@ Element * TestWindow(void)
        return win;
 }
 
+
 Element * QuitEmulator(void)
 {
        gui->Stop();
@@ -220,6 +246,7 @@ Element * QuitEmulator(void)
        return NULL;
 }
 
+
 /*
  Small Apple II memory map:
 
@@ -845,6 +872,7 @@ if (addr >= 0xD000 && addr <= 0xD00F)
        ram[addr] = b;
 }
 
+
 //
 // Load a file into RAM/ROM image space
 //
@@ -861,15 +889,18 @@ bool LoadImg(char * filename, uint8_t * ram, int size)
        return true;
 }
 
+
 static void SaveApple2State(const char * filename)
 {
 }
 
+
 static bool LoadApple2State(const char * filename)
 {
        return false;
 }
 
+
 #ifdef CPU_CLOCK_CHECKING
 uint8_t counter = 0;
 uint32_t totalCPU = 0;
@@ -996,9 +1027,9 @@ memcpy(ram + 0xD000, ram + 0xC000, 0x1000);
 
 #ifdef THREADED_65C02
        cpuCond = SDL_CreateCond();
+       mainSem = SDL_CreateSemaphore(1);
        cpuThread = SDL_CreateThread(CPUThreadFunc, NULL, NULL);
 //Hmm... CPU does POST (+1), wait, then WAIT (-1)
-       mainSem = SDL_CreateSemaphore(1);
 //     SDL_sem * mainMutex = SDL_CreateMutex();
 #endif
 
@@ -1068,6 +1099,7 @@ floppyDrive.SaveImage();
        return 0;
 }
 
+
 /*
 Apple II keycodes
 -----------------
@@ -1300,12 +1332,14 @@ if (counter == 60)
 #endif
 }
 
+
 static void BlinkTimer(void)
 {
        flash = !flash;
        SetCallbackTime(BlinkTimer, 250000);            // Set up blinking at 1/4 sec intervals
 }
 
+
 /*
 Next problem is this: How to have events occur and synchronize with the rest
 of the threads?
index 4a01f8001153f0fb3868382ec3483a2f921043c5..55d99b7a18b4d50db85308af956f0c5e67fcaaf6 100755 (executable)
@@ -23,7 +23,6 @@
 
 static FILE * log_stream = NULL;
 static uint32_t logSize = 0;
-static bool logDone = false;
 
 
 bool InitLog(const char * path)
@@ -50,7 +49,7 @@ void LogDone(void)
 //
 void WriteLog(const char * text, ...)
 {
-       if (!log_stream || logDone)
+       if (!log_stream)
                return;
 
        va_list arg;
@@ -65,7 +64,6 @@ void WriteLog(const char * text, ...)
        {
                fclose(log_stream);
                log_stream = NULL;
-               logDone = true;
        }
 }
 
index cd153df782fe1df8c89908318814fddc622e47fb..fd6754d7bc0c8c7e4483e652319df22efc5c3abf 100755 (executable)
@@ -61,6 +61,7 @@
 // Local variables
 
 static SDL_AudioSpec desired, obtained;
+static SDL_AudioDeviceID device;
 static bool soundInitialized = false;
 static bool speakerState = false;
 static int16_t soundBuffer[SOUND_BUFFER_SIZE];
@@ -70,7 +71,7 @@ static SDL_cond * conditional = NULL;
 static SDL_mutex * mutex = NULL;
 static SDL_mutex * mutex2 = NULL;
 static int16_t sample;
-static uint8_t ampPtr = 14;                                            // Start with -16 - +16
+static uint8_t ampPtr = 12;                                            // Start with -2047 - +2047
 static int16_t amplitude[17] = { 0, 1, 2, 3, 7, 15, 31, 63, 127, 255, 511, 1023, 2047,
        4095, 8191, 16383, 32767 };
 #ifdef WRITE_OUT_WAVE
@@ -81,6 +82,7 @@ static FILE * fp = NULL;
 
 static void SDLSoundCallback(void * userdata, Uint8 * buffer, int length);
 
+
 //
 // Initialize the SDL sound system
 //
@@ -90,20 +92,16 @@ void SoundInit(void)
 // To weed out problems for now...
 return;
 #endif
-
+       SDL_zero(desired);
        desired.freq = SAMPLE_RATE;                                     // SDL will do conversion on the fly, if it can't get the exact rate. Nice!
-//     desired.format = AUDIO_S8;                                      // This uses the native endian (for portability)...
        desired.format = AUDIO_S16SYS;                          // This uses the native endian (for portability)...
        desired.channels = 1;
-//     desired.samples = 4096;                                         // Let's try a 4K buffer (can always go lower)
-//     desired.samples = 2048;                                         // Let's try a 2K buffer (can always go lower)
-//     desired.samples = 1024;                                         // Let's try a 1K buffer (can always go lower)
        desired.samples = 512;                                          // Let's try a 1/2K buffer (can always go lower)
        desired.callback = SDLSoundCallback;
 
-//     if (SDL_OpenAudio(&desired, NULL) < 0)          // NULL means SDL guarantees what we want
-//When doing it this way, we need to check to see if we got what we asked for...
-       if (SDL_OpenAudio(&desired, &obtained) < 0)
+       device = SDL_OpenAudioDevice(NULL, 0, &desired, &obtained, 0);
+
+       if (device == 0)
        {
                WriteLog("Sound: Failed to initialize SDL sound.\n");
                return;
@@ -116,7 +114,7 @@ return;
        lastToggleCycles = 0;
        sample = desired.silence;       // ? wilwok ? yes
 
-       SDL_PauseAudio(false);                                          // Start playback!
+       SDL_PauseAudioDevice(device, 0);                        // Start playback!
        soundInitialized = true;
        WriteLog("Sound: Successfully initialized.\n");
 
@@ -125,6 +123,7 @@ return;
 #endif
 }
 
+
 //
 // Close down the SDL sound subsystem
 //
@@ -132,8 +131,10 @@ void SoundDone(void)
 {
        if (soundInitialized)
        {
-               SDL_PauseAudio(true);
-               SDL_CloseAudio();
+//             SDL_PauseAudio(true);
+               SDL_PauseAudioDevice(device, 1);
+//             SDL_CloseAudio();
+               SDL_CloseAudioDevice(device);
                SDL_DestroyCond(conditional);
                SDL_DestroyMutex(mutex);
                SDL_DestroyMutex(mutex2);
@@ -145,11 +146,13 @@ void SoundDone(void)
        }
 }
 
+
 //
 // Sound card callback handler
 //
-static void SDLSoundCallback(void * userdata, Uint8 * buffer8, int length8)
+static void SDLSoundCallback(void * /*userdata*/, Uint8 * buffer8, int length8)
 {
+//WriteLog("SDLSoundCallback(): begin (soundBufferPos=%i)\n", soundBufferPos);
        // The sound buffer should only starve when starting which will cause it to
        // lag behind the emulation at most by around 1 frame...
        // (Actually, this should never happen since we fill the buffer beforehand.)
@@ -159,12 +162,14 @@ static void SDLSoundCallback(void * userdata, Uint8 * buffer8, int length8)
 
        // Let's try using a mutex for shared resource consumption...
 //Actually, I think Lock/UnlockAudio() does this already...
+//WriteLog("SDLSoundCallback(): SDL_mutexP(mutex2)\n");
        SDL_mutexP(mutex2);
 
        // Recast this as a 16-bit type...
        int16_t * buffer = (int16_t *)buffer8;
        uint32_t length = (uint32_t)length8 / 2;
 
+//WriteLog("SDLSoundCallback(): filling buffer...\n");
        if (soundBufferPos < length)                            // The sound buffer is starved...
        {
                for(uint32_t i=0; i<soundBufferPos; i++)
@@ -173,7 +178,8 @@ static void SDLSoundCallback(void * userdata, Uint8 * buffer8, int length8)
                // Fill buffer with last value
 //             memset(buffer + soundBufferPos, (uint8_t)sample, length - soundBufferPos);
                for(uint32_t i=soundBufferPos; i<length; i++)
-                       buffer[i] = (uint16_t)sample;
+                       buffer[i] = sample;
+
                soundBufferPos = 0;                                             // Reset soundBufferPos to start of buffer...
        }
        else
@@ -182,6 +188,7 @@ static void SDLSoundCallback(void * userdata, Uint8 * buffer8, int length8)
 //             memcpy(buffer, soundBuffer, length);
                for(uint32_t i=0; i<length; i++)
                        buffer[i] = soundBuffer[i];
+
                soundBufferPos -= length;
 
                // Move current buffer down to start
@@ -190,11 +197,37 @@ static void SDLSoundCallback(void * userdata, Uint8 * buffer8, int length8)
        }
 
        // Free the mutex...
+//WriteLog("SDLSoundCallback(): SDL_mutexV(mutex2)\n");
        SDL_mutexV(mutex2);
        // Wake up any threads waiting for the buffer to drain...
        SDL_CondSignal(conditional);
+//WriteLog("SDLSoundCallback(): end\n");
 }
 
+
+// This is called by the main CPU thread every ~21.333 cycles.
+void WriteSampleToBuffer(void)
+{
+//WriteLog("WriteSampleToBuffer(): SDL_mutexP(mutex2)\n");
+       SDL_mutexP(mutex2);
+
+       // This should almost never happen, but...
+       while (soundBufferPos >= (SOUND_BUFFER_SIZE - 1))
+       {
+//WriteLog("WriteSampleToBuffer(): Waiting for sound thread. soundBufferPos=%i, SOUNDBUFFERSIZE-1=%i\n", soundBufferPos, SOUND_BUFFER_SIZE-1);
+               SDL_mutexV(mutex2);     // Release it so sound thread can get it,
+               SDL_mutexP(mutex);      // Must lock the mutex for the cond to work properly...
+               SDL_CondWait(conditional, mutex);       // Sleep/wait for the sound thread
+               SDL_mutexV(mutex);      // Must unlock the mutex for the cond to work properly...
+               SDL_mutexP(mutex2);     // Re-lock it until we're done with it...
+       }
+
+       soundBuffer[soundBufferPos++] = sample;
+//WriteLog("WriteSampleToBuffer(): SDL_mutexV(mutex2)\n");
+       SDL_mutexV(mutex2);
+}
+
+
 // Need some interface functions here to take care of flipping the
 // waveform at the correct time in the sound stream...
 
@@ -222,6 +255,7 @@ void HandleBuffer(uint64_t elapsedCycles)
        // Step 3: Make sure there's room for it
        // We need to lock since we touch both soundBuffer and soundBufferPos
        SDL_mutexP(mutex2);
+
        while ((soundBufferPos + currentPos) > (SOUND_BUFFER_SIZE - 1))
        {
                SDL_mutexV(mutex2);                                             // Release it so sound thread can get it,
@@ -240,7 +274,7 @@ void HandleBuffer(uint64_t elapsedCycles)
 #endif
        // Backfill with current toggle state
        while (soundBufferPos < currentPos)
-               soundBuffer[soundBufferPos++] = (uint16_t)sample;
+               soundBuffer[soundBufferPos++] = sample;
 
 #ifdef WRITE_OUT_WAVE
        fwrite(&soundBuffer[sbpSave], sizeof(int16_t), currentPos - sbpSave, fp);
@@ -250,16 +284,18 @@ void HandleBuffer(uint64_t elapsedCycles)
        lastToggleCycles = elapsedCycles;
 }
 
+
 void ToggleSpeaker(uint64_t elapsedCycles)
 {
        if (!soundInitialized)
                return;
 
-       HandleBuffer(elapsedCycles);
+//     HandleBuffer(elapsedCycles);
        speakerState = !speakerState;
        sample = (speakerState ? amplitude[ampPtr] : -amplitude[ampPtr]);
 }
 
+
 void AdjustLastToggleCycles(uint64_t elapsedCycles)
 {
        if (!soundInitialized)
@@ -292,20 +328,22 @@ in ToggleSpeaker(), and backfill only without toggling.
        HandleBuffer(elapsedCycles);
 }
 
+
 void VolumeUp(void)
 {
-       // Currently set for 8-bit samples
-       // Now 16
+       // Currently set for 16-bit samples
        if (ampPtr < 16)
                ampPtr++;
 }
 
+
 void VolumeDown(void)
 {
        if (ampPtr > 0)
                ampPtr--;
 }
 
+
 uint8_t GetVolume(void)
 {
        return ampPtr;
index 1cea703c138a3c42f480a813539d71b96fca0b7d..af06af421117d7de64c621533e4cc3021a99a11c 100755 (executable)
@@ -18,6 +18,7 @@
 void SoundInit(void);
 void SoundDone(void);
 void ToggleSpeaker(uint64_t elapsedCycles);
+void WriteSampleToBuffer(void);
 //void AddToSoundTimeBase(uint64_t cycles);
 void AdjustLastToggleCycles(uint64_t elapsedCycles);
 void VolumeUp(void);
index 5ef1709eed6a5fd91def85c06ca01443c79138cc..216a0aff313c78a4723fb97db113d2c8235b795d 100755 (executable)
@@ -2807,6 +2807,7 @@ void (* exec_op[256])() = {
        OpF0, OpF1, OpF2, Op__, Op__, OpF5, OpF6, OpF7, OpF8, OpF9, OpFA, Op__, Op__, OpFD, OpFE, OpFF
 };
 
+
 //
 // Internal "memcpy" (so we don't have to link with any external libraries!)
 //
@@ -3019,14 +3020,10 @@ WriteLog("\n*** IRQ ***\n\n");
                }
        }
 
-//This is a lame way of doing it, but in the end the simplest--however, it destroys any
-//record of elasped CPU time. Not sure that it's important to keep track, but there it is.
-// Now we use a 64-bit integer, so it won't wrap for about 500 millenia. ;-)
-//     regs.clock -= cycles;
-
        myMemcpy(context, &regs, sizeof(V65C02REGS));
 }
 
+
 //
 // Get the clock of the currently executing CPU
 //
@@ -3034,3 +3031,4 @@ uint64_t GetCurrentV65C02Clock(void)
 {
        return regs.clock;
 }
+