]> Shamusworld >> Repos - apple2/commitdiff
Changes to sound system relating to the new threaded CPU core. It works,
authorShamus Hammons <jlhamm@acm.org>
Mon, 16 Feb 2009 16:22:33 +0000 (16:22 +0000)
committerShamus Hammons <jlhamm@acm.org>
Mon, 16 Feb 2009 16:22:33 +0000 (16:22 +0000)
mostly, but still plays back too fast. Dunno why. :-/

src/apple2.cpp
src/sound.cpp
src/sound.h

index 520d37b6288779f2162e7a21476b1f42c215bf30..31c043b7c6e29be38677e2d58f0367fd55d96e62 100755 (executable)
 #include "gui/draggablewindow2.h"
 #include "gui/textedit.h"
 
-//using namespace std;
+// Debug and misc. defines
+
+#define THREADED_65C02
+//#define CPU_THREAD_OVERFLOW_COMPENSATION
+//#define DEBUG_LC
+#define CPU_CLOCK_CHECKING
 
 // Global variables
 
 uint8 ram[0x10000], rom[0x10000];                              // RAM & ROM spaces
+uint8 ram2[0x10000];
 uint8 diskRom[0x100];                                                  // Disk ROM space
-V65C02REGS mainCPU;
+V65C02REGS mainCPU;                                                            // v65C02 execution context
 uint8 appleType = APPLE_TYPE_II;
 FloppyDrive floppyDrive;
 
@@ -95,7 +101,6 @@ static bool LoadApple2State(const char * filename);
 static void FrameCallback(void);
 static void BlinkTimer(void);
 
-#define THREADED_65C02
 #ifdef THREADED_65C02
 // Test of threaded execution of 6502
 static SDL_Thread * cpuThread = NULL;
@@ -115,18 +120,41 @@ int CPUThreadFunc(void * data)
        // Also, must be created in the thread that uses it...
        SDL_mutex * cpuMutex = SDL_CreateMutex();
 
+#ifdef CPU_THREAD_OVERFLOW_COMPENSATION
+       float overflow = 0.0;
+#endif
+
        do
        {
                if (cpuSleep)
                        SDL_CondWait(cpuCond, cpuMutex);
 
-               Execute65C02(&mainCPU, 17066); // how much? 1 frame (after 1 s, off by 40 cycles)
+               uint32 cycles = 17066;
+#ifdef CPU_THREAD_OVERFLOW_COMPENSATION
+// ODD! It's closer *without* this overflow compensation. ??? WHY ???
+               overflow += 0.666666667;
+
+               if (overflow > 1.0)
+               {
+                       overflow -= 1.0;
+                       cycles++;
+               }
+#endif
+
+               Execute65C02(&mainCPU, cycles); // how much? 1 frame (after 1 s, off by 40 cycles) not any more--it's off by as much as 240 now!
                SDL_mutexP(cpuMutex);
+               // Adjust the sound routine's last cycle toggled time base
+               // Also, since we're finished executing, .clock is now valid
+               AdjustLastToggleCycles(mainCPU.clock);
+#if 0
                if (SDL_CondWait(cpuCond, cpuMutex) != 0)
                {
                        printf("SDL_CondWait != 0! (Error: '%s')\n", SDL_GetError());
                        exit(-1);
                }
+#else
+               SDL_CondWait(cpuCond, cpuMutex);
+#endif
                SDL_mutexV(cpuMutex);
        }
        while (!cpuFinished);
@@ -189,11 +217,11 @@ if (addr >= 0xC080 && addr <= 0xC08F)
        WriteLog("\n*** Read at I/O address %04X\n", addr);
 #endif
 
-       if ((addr & 0xFFF0) == 0xC000)
+       if ((addr & 0xFFF0) == 0xC000)                  // Read $C000-$C00F
        {
                return lastKeyPressed | (keyDown ? 0x80 : 0x00);
        }
-       else if ((addr & 0xFFF0) == 0xC010)
+       else if ((addr & 0xFFF0) == 0xC010)             // Read $C010-$C01F
        {
 //This is bogus: keyDown is set to false, so return val NEVER is set...
 //Fixed...
@@ -202,7 +230,7 @@ if (addr >= 0xC080 && addr <= 0xC08F)
                keyDown = false;
                return retVal;
        }
-       else if ((addr & 0xFFF0) == 0xC030)
+       else if ((addr & 0xFFF0) == 0xC030)             // Read $C030-$C03F
        {
 /*
 This is problematic, mainly because the v65C02 removes actual cycles run after each call.
@@ -225,35 +253,35 @@ deltaT to zero. In the sound IRQ, if deltaT > buffer size, then subtract buffer
 //should it return something else here???
                return 0x00;
        }
-       else if (addr == 0xC050)
+       else if (addr == 0xC050)                                // Read $C050
        {
                textMode = false;
        }
-       else if (addr == 0xC051)
+       else if (addr == 0xC051)                                // Read $C051
        {
                textMode = true;
        }
-       else if (addr == 0xC052)
+       else if (addr == 0xC052)                                // Read $C052
        {
                mixedMode = false;
        }
-       else if (addr == 0xC053)
+       else if (addr == 0xC053)                                // Read $C053
        {
                mixedMode = true;
        }
-       else if (addr == 0xC054)
+       else if (addr == 0xC054)                                // Read $C054
        {
                displayPage2 = false;
        }
-       else if (addr == 0xC055)
+       else if (addr == 0xC055)                                // Read $C055
        {
                displayPage2 = true;
        }
-       else if (addr == 0xC056)
+       else if (addr == 0xC056)                                // Read $C056
        {
                hiRes = false;
        }
-       else if (addr == 0xC057)
+       else if (addr == 0xC057)                                // Read $C057
        {
                hiRes = true;
        }
@@ -297,7 +325,6 @@ deltaT to zero. In the sound IRQ, if deltaT > buffer size, then subtract buffer
 A = PEEK($C082)
 */
 
-//#define DEBUG_LC
        else if ((addr & 0xFFFB) == 0xC080)
        {
 #ifdef DEBUG_LC
@@ -560,6 +587,8 @@ if (addr == 0x7F47)
        WriteLog("\n*** Byte %02X written at address %04X\n", b, addr);
 #endif
 /*
+I think this is IIc/IIe only...
+
 CLR80STORE=$C000 ;80STORE Off- disable 80-column memory mapping (Write)
 SET80STORE=$C001 ;80STORE On- enable 80-column memory mapping (WR-only)
 
@@ -727,6 +756,7 @@ WriteLog("LC(R): $C08B 49291 OECG RR Read/Write RAM bank 1\n");
        else if (addr == 0xC0EC)
        {
 //change this to Write()? (and the other to Read()?) Dunno. Seems to work OK, but still...
+//or DoIO
                floppyDrive.ReadWrite();
        }
        else if (addr == 0xC0ED)
@@ -794,10 +824,10 @@ static bool LoadApple2State(const char * filename)
        return false;
 }
 
-//#define CPU_CLOCK_CHECKING
 #ifdef CPU_CLOCK_CHECKING
 uint8 counter = 0;
 uint32 totalCPU = 0;
+uint64 lastClock = 0;
 #endif
 //
 // Main loop
@@ -812,6 +842,7 @@ int main(int /*argc*/, char * /*argv*/[])
 //Need to bankify this stuff for the IIe emulation...
        memset(ram, 0, 0x10000);
        memset(rom, 0, 0x10000);
+       memset(ram2, 0, 0x10000);
 
        // Set up V65C02 execution context
        memset(&mainCPU, 0, sizeof(V65C02REGS));
@@ -914,19 +945,8 @@ memcpy(ram + 0xD000, ram + 0xC000, 0x1000);
        startTicks = SDL_GetTicks();
 
 #ifdef THREADED_65C02
-//cpuMutex = SDL_CreateMutex();
-//mutex must be locked for conditional to work...
-//if (SDL_mutexP(cpuMutex) == -1)
-//{
-//     printf("Couldn't lock CPU mutex!\n");
-//     exit(-1);
-//}
 cpuCond = SDL_CreateCond();
-//printf("mutex=$%08X, cond=$%08X\n", cpuMutex, cpuCond);
-//cpuSleep = true;
 cpuThread = SDL_CreateThread(CPUThreadFunc, NULL);
-//cpuSleep = false;
-//SDL_CondSignal(cpuCond);
 #endif
 
        WriteLog("Entering main loop...\n");
@@ -941,7 +961,9 @@ cpuThread = SDL_CreateThread(CPUThreadFunc, NULL);
 //Fixed, but mainCPU.clock is destroyed in the bargain. Oh well.
 //             mainCPU.clock -= USEC_TO_M6502_CYCLES(timeToNextEvent);
 #ifdef CPU_CLOCK_CHECKING
+#ifndef THREADED_65C02
 totalCPU += USEC_TO_M6502_CYCLES(timeToNextEvent);
+#endif
 #endif
                // Handle CPU time delta for sound...
 //Don't need this anymore now that we use absolute time...
@@ -951,10 +973,10 @@ totalCPU += USEC_TO_M6502_CYCLES(timeToNextEvent);
 
 #ifdef THREADED_65C02
 cpuFinished = true;
-SDL_CondSignal(cpuCond);//thread is asleep, wake it up
+SDL_CondSignal(cpuCond);//thread is probably asleep, wake it up
 SDL_WaitThread(cpuThread, NULL);
+//nowok:SDL_WaitThread(CPUThreadFunc, NULL);
 SDL_DestroyCond(cpuCond);
-//SDL_DestroyMutex(cpuMutex);
 #endif
 
        if (settings.autoStateSaving)
@@ -1119,6 +1141,10 @@ else if (event.key.keysym.sym == SDLK_F10)
        SetCallbackTime(FrameCallback, 16666.66666667);
 
 #ifdef CPU_CLOCK_CHECKING
+//We know it's stopped, so we can get away with this...
+uint64 clock = GetCurrentV65C02Clock();
+totalCPU += (uint32)(clock - lastClock);
+lastClock = clock;
 counter++;
 if (counter == 60)
 {
@@ -1152,4 +1178,21 @@ of the threads?
   o Have the CPU thread manage the timer mechanism? (need to have a method of carrying
     remainder CPU cycles over...)
 
+One way would be to use a fractional accumulator, then subtract 1 every
+time it overflows. Like so:
+
+double overflow = 0;
+uint32 time = 20;
+while (!done)
+{
+       Execute6808(&soundCPU, time);
+       overflow += 0.289115646;
+       if (overflow > 1.0)
+       {
+               overflow -= 1.0;
+               time = 21;
+       }
+       else
+               time = 20;
+}
 */
index 3fffcae0d0ffef324828f0348340d4bd885ee5c2..53c6fb05ef6389df9fb366bb6faecaff51675e65 100755 (executable)
 #include <SDL.h>
 #include "log.h"
 
+// Useful defines
+
+//#define DEBUG
 
 //#define SAMPLE_RATE                  (44100.0)
 #define SAMPLE_RATE                    (48000.0)
 #define SAMPLES_PER_FRAME      (SAMPLE_RATE / 60.0)
-#define CYCLES_PER_SAMPLE      (1024000.0 / SAMPLE_RATE)
-#define SOUND_BUFFER_SIZE      (8192)
-//#define AMPLITUDE                    (16)                            // -32 - +32 seems to be plenty loud!
+// ~ 21
+//#define CYCLES_PER_SAMPLE    (1024000.0 / SAMPLE_RATE)
+// ~ 17 (lower pitched than above...!)
+// Makes sense, as this is the divisor for # of cycles passed
+#define CYCLES_PER_SAMPLE      (800000.0 / SAMPLE_RATE)
+//nope, too high #define CYCLES_PER_SAMPLE     (960000.0 / SAMPLE_RATE)
+//#define SOUND_BUFFER_SIZE    (8192)
+#define SOUND_BUFFER_SIZE      (16384)
 
 // Global variables
 
@@ -50,7 +58,8 @@ static uint64 samplePosition;
 static SDL_cond * conditional = NULL;
 static SDL_mutex * mutex = NULL;
 static SDL_mutex * mutex2 = NULL;
-static uint8 ampPtr = 5;
+static int8 sample;
+static uint8 ampPtr = 5;                                               // Start with -16 - +16
 static uint16 amplitude[17] = { 0, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048,
        4096, 8192, 16384, 32768 };
 
@@ -63,7 +72,7 @@ static void SDLSoundCallback(void * userdata, Uint8 * buffer, int length);
 //
 void SoundInit(void)
 {
-#if 1
+#if 0
 // To weed out problems for now...
 return;
 #endif
@@ -91,6 +100,7 @@ return;
        sampleBase = 0;
        lastToggleCycles = 0;
        samplePosition = 0;
+       sample = desired.silence;       // ? wilwok ? yes
 
        SDL_PauseAudio(false);                                          // Start playback!
        soundInitialized = true;
@@ -123,6 +133,7 @@ static void SDLSoundCallback(void * userdata, Uint8 * buffer, int length)
        // (Actually, this should never happen since we fill the buffer beforehand.)
        // (But, then again, if the sound hasn't been toggled for a while, then this
        //  makes perfect sense as the buffer won't have been filled at all!)
+       // (Should NOT starve now, now that we properly handle frame edges...)
 
        // Let's try using a mutex for shared resource consumption...
        SDL_mutexP(mutex2);
@@ -135,8 +146,8 @@ static void SDLSoundCallback(void * userdata, Uint8 * buffer, int length)
                        buffer[i] = soundBuffer[i];
 
                // Fill buffer with last value
-               memset(buffer + soundBufferPos, (uint8)(speakerState ? amplitude[ampPtr] : -amplitude[ampPtr]), length - soundBufferPos);
-               soundBufferPos = 0;                                             // Reset soundBufferPos to start of buffer...
+//             memset(buffer + soundBufferPos, (uint8)(speakerState ? amplitude[ampPtr] : -amplitude[ampPtr]), length - soundBufferPos);
+               memset(buffer + soundBufferPos, (uint8)sample, length - soundBufferPos);                soundBufferPos = 0;                                             // Reset soundBufferPos to start of buffer...
                sampleBase = 0;                                                 // & sampleBase...
 //Ick. This should never happen!
 //Actually, this probably happens a lot. (?)
@@ -218,10 +229,21 @@ Could check current CPU clock, take delta. If delta > 1024, then ...
 
 Could add # of cycles in IRQ to lastToggleCycles, then currentPos will be guaranteed
 to fall within acceptable limits.
+
+This *should* work, but if the IRQ isn't scheduled & etc, could screw timing up.
+Need to have a way to suspend IRQ thread as well as CPU thread when in the GUI,
+for example
+
+Another method would be to add to lastToggleCycles on every timeslice of the CPU,
+just like we used to.
+
+Or, run the CPU for CYCLES_PER_SAMPLE and take a sample, then copy the buffer over
+at the end of the timeslice. That way, we could just fill the buffer and let the
+IRQ handle draining it. No muss, no fuss.
 */
 
 
-       if (currentPos > SOUND_BUFFER_SIZE - 1)
+       if ((soundBufferPos + currentPos) > (SOUND_BUFFER_SIZE - 1))
        {
 #if 0
 WriteLog("ToggleSpeaker() about to go into spinlock at time: %08X (%u) (sampleBase=%u)!\n", time, time, sampleBase);
@@ -242,23 +264,30 @@ Seems like it's OK now that I've fixed the buffer-less-than-length bug...
 //             SDL_CondWait(conditional, mutex);
 //             SDL_LockAudio();
 // Hm.
+// This might not empty the buffer enough, causing hash and trash. !!! FIX !!!
 SDL_mutexV(mutex2);//Release it so sound thread can get it,
 SDL_CondWait(conditional, mutex);//Sleep/wait for the sound thread
 SDL_mutexP(mutex2);//Re-lock it until we're done with it...
 
-               currentPos = sampleBase + (uint32)((double)elapsedCycles / CYCLES_PER_SAMPLE);
+//             currentPos = sampleBase + (uint32)((double)deltaCycles / CYCLES_PER_SAMPLE);
+               currentPos = (uint32)((double)deltaCycles / CYCLES_PER_SAMPLE);
 #if 0
 WriteLog("--> after spinlock (sampleBase=%u)...\n", sampleBase);
 #endif
        }
 
-       int8 sample = (speakerState ? amplitude[ampPtr] : -amplitude[ampPtr]);
+       sample = (speakerState ? amplitude[ampPtr] : -amplitude[ampPtr]);
+
+       // currentPos is position from "zero" or soundBufferPos...
+       currentPos += soundBufferPos;
 
        while (soundBufferPos < currentPos)
                soundBuffer[soundBufferPos++] = (uint8)sample;
 
        // This is done *after* in case the buffer had a long dead spot (I think...)
        speakerState = !speakerState;
+       sample = (speakerState ? amplitude[ampPtr] : -amplitude[ampPtr]);
+       lastToggleCycles = elapsedCycles;
        SDL_mutexV(mutex2);
 //     SDL_UnlockAudio();
 }
@@ -275,6 +304,88 @@ void AddToSoundTimeBase(uint32 cycles)
 //     SDL_UnlockAudio();
 }
 
+void AdjustLastToggleCycles(uint64 elapsedCycles)
+{
+#if 0
+       if (!soundInitialized)
+               return;
+
+       SDL_mutexP(mutex2);
+       lastToggleCycles += elapsedCycles;
+       SDL_mutexV(mutex2);
+
+// We should also fill the buffer here as well, even if the speaker
+// didn't toggle... !!! FIX !!!
+#else
+/*
+BOOKKEEPING
+
+We need to know the following:
+
+ o  Where in the sound buffer the base or "zero" time is
+ o  At what CPU timestamp the speaker was last toggled
+    NOTE: we keep things "right" by advancing this number every frame, even
+          if nothing happened! That way, we can keep track without having
+          to detect whether or not several frames have gone by without any
+          activity.
+
+How to do it:
+
+Every time the speaker is toggled, we move the base or "zero" time to the
+current spot in the buffer. We also backfill the buffer up to that point with
+the old toggle value. The next time the speaker is toggled, we measure the
+difference in time between the last time it was toggled (the "zero") and now,
+and repeat the cycle.
+
+We handle dead spots by backfilling the buffer with the current toggle value
+every frame--this way we don't have to worry about keeping current time and
+crap like that. So, we have to move the "zero" the right amount, just like
+in ToggleSpeaker(), and backfill only without toggling.
+*/
+#warning "This is VERY similar to ToggleSpeaker(); merge into common function. !!! FIX !!!"
+       if (!soundInitialized)
+               return;
+
+#ifdef DEBUG
+printf("SOUND: AdjustLastToggleCycles() start...\n");
+#endif
+       // Step 1: Calculate delta time
+       uint64 deltaCycles = elapsedCycles - lastToggleCycles;
+
+       // Step 2: Calculate new buffer position
+       uint32 currentPos = (uint32)((double)deltaCycles / CYCLES_PER_SAMPLE);
+
+       // 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))
+       {
+               // Hm.
+               // This might not empty the buffer enough, causing hash and trash. !!! FIX !!! [DONE]
+               SDL_mutexV(mutex2);//Release it so sound thread can get it,
+               SDL_CondWait(conditional, mutex);//Sleep/wait for the sound thread
+               SDL_mutexP(mutex2);//Re-lock it until we're done with it...
+
+//HMM, this doesn't need to lock or recalculate this value
+//             currentPos = (uint32)((double)deltaCycles / CYCLES_PER_SAMPLE);
+       }
+
+       // Step 4: Backfill and adjust lastToggleCycles
+       // currentPos is position from "zero" or soundBufferPos...
+       currentPos += soundBufferPos;
+
+       // Backfill with current toggle state
+       while (soundBufferPos < currentPos)
+               soundBuffer[soundBufferPos++] = (uint8)sample;
+
+       SDL_mutexV(mutex2);
+       lastToggleCycles = elapsedCycles;
+#ifdef DEBUG
+printf("SOUND: AdjustLastToggleCycles() end...\n");
+#endif
+#endif
+}
+
 void VolumeUp(void)
 {
        // Currently set for 8-bit samples
index 9983eaa6d99cd4a7581f92449f8fd3b8cffacd7a..cbf670215d51e398ac96603e66b85717c31a7af4 100755 (executable)
@@ -18,7 +18,8 @@
 void SoundInit(void);
 void SoundDone(void);
 void ToggleSpeaker(uint64 elapsedCycles);
-void AddToSoundTimeBase(uint64 cycles);
+//void AddToSoundTimeBase(uint64 cycles);
+void AdjustLastToggleCycles(uint64 elapsedCycles);
 void VolumeUp(void);
 void VolumeDown(void);
 uint8 GetVolume(void);