source/src/vm/mz700/mz700.cpp

   1 /*
   2         SHARP MZ-700 Emulator 'EmuZ-700'
   3         SHARP MZ-800 Emulator 'EmuZ-800'
   4         SHARP MZ-1500 Emulator 'EmuZ-1500'
   5
   6         Author : Takeda.Toshiya
   7         Date   : 2008.06.05 -
   8
   9         [ virtual machine ]
  10 */
  11
  12 #include "mz700.h"
  13 #include "../../emu.h"
  14 #include "../device.h"
  15 #include "../event.h"
  16
  17 #include "../and.h"
  18 #include "../datarec.h"
  19 #include "../i8253.h"
  20 #include "../i8255.h"
  21 #include "../io.h"
  22 #include "../pcm1bit.h"
  23 #include "../z80.h"
  24
  25 #ifdef USE_DEBUGGER
  26 #include "../debugger.h"
  27 #endif
  28
  29 //#include "cmos.h"
  30 #include "emm.h"
  31 #include "kanji.h"
  32 #include "keyboard.h"
  33 #include "memory.h"
  34 #include "ramfile.h"
  35
  36 #if defined(_MZ800) || defined(_MZ1500)
  37 #include "../disk.h"
  38 #include "../mb8877.h"
  39 #if defined(_MZ800)
  40 #include "../not.h"
  41 #endif
  42 #include "../sn76489an.h"
  43 #include "../z80pio.h"
  44 #include "../z80sio.h"
  45 #include "floppy.h"
  46 #if defined(_MZ1500)
  47 #include "psg.h"
  48 #endif
  49 #include "quickdisk.h"
  50 #endif
  51
  52 // ----------------------------------------------------------------------------
  53 // initialize
  54 // ----------------------------------------------------------------------------
  55
  56 VM::VM(EMU* parent_emu) : emu(parent_emu)
  57 {
  58 #if defined(_MZ800)
  59         boot_mode = config.boot_mode;
  60 #endif
  61
  62         // create devices
  63         first_device = last_device = NULL;
  64         dummy = new DEVICE(this, emu);  // must be 1st device
  65         event = new EVENT(this, emu);   // must be 2nd device
  66
  67         and_int = new AND(this, emu);
  68         drec = new DATAREC(this, emu);
  69         pit = new I8253(this, emu);
  70         pio = new I8255(this, emu);
  71         io = new IO(this, emu);
  72         pcm = new PCM1BIT(this, emu);
  73         cpu = new Z80(this, emu);
  74
  75 //      cmos = new CMOS(this, emu);
  76         emm = new EMM(this, emu);
  77         kanji = new KANJI(this, emu);
  78         keyboard = new KEYBOARD(this, emu);
  79         memory = new MEMORY(this, emu);
  80         ramfile = new RAMFILE(this, emu);
  81
  82 #if defined(_MZ800) || defined(_MZ1500)
  83         and_snd = new AND(this, emu);
  84         fdc = new MB8877(this, emu);    // mb8876
  85 #if defined(_MZ800)
  86         not_pit = new NOT(this, emu);
  87         psg = new SN76489AN(this, emu);
  88 #elif defined(_MZ1500)
  89         psg_l = new SN76489AN(this, emu);
  90         psg_r = new SN76489AN(this, emu);
  91 #endif
  92         pio_int = new Z80PIO(this, emu);
  93         sio_rs = new Z80SIO(this, emu);
  94         sio_qd = new Z80SIO(this, emu);
  95
  96         floppy = new FLOPPY(this, emu);
  97 #if defined(_MZ1500)
  98         psg = new PSG(this, emu);
  99 #endif
 100         qd = new QUICKDISK(this, emu);
 101 #endif
 102         event->set_context_sound(drec);
 103
 104         // set contexts
 105         event->set_context_cpu(cpu);
 106         event->set_context_sound(pcm);
 107 #if defined(_MZ800)
 108         event->set_context_sound(psg);
 109 #elif defined(_MZ1500)
 110         event->set_context_sound(psg_l);
 111         event->set_context_sound(psg_r);
 112 #endif
 113 #if defined(DATAREC_SOUND)
 114         event->set_context_sound(drec);
 115 #endif
 116         // VRAM/PCG wait
 117         memory->set_context_cpu(cpu);
 118
 119         // memory mapped I/O
 120         memory->set_context_pio(pio);
 121         memory->set_context_pit(pit);
 122
 123 #if defined(_MZ1500)
 124         // psg mixer
 125         psg->set_context_psg_l(psg_l);
 126         psg->set_context_psg_r(psg_r);
 127 #endif
 128
 129 #if defined(_MZ800)
 130         // 8253:CLK#0 <- 1.10MHz
 131         pit->set_constant_clock(0, 1100000);
 132 #else
 133         // 8253:CLK#0 <- 895KHz
 134         pit->set_constant_clock(0, CPU_CLOCKS / 4);
 135 #endif
 136
 137 #if defined(_MZ800) || defined(_MZ1500)
 138         // 8253:OUT#0 AND 8255:PC0 -> SPEAKER
 139         pit->set_context_ch0(and_snd, SIG_AND_BIT_0, 1);
 140         pio->set_context_port_c(and_snd, SIG_AND_BIT_1, 1, 0);
 141         and_snd->set_context_out(pcm, SIG_PCM1BIT_SIGNAL, 1);
 142         and_snd->set_mask(SIG_AND_BIT_0 | SIG_AND_BIT_1);
 143 #else
 144         // 8253:OUT#0 -> SPEAKER
 145         pit->set_context_ch0(pcm, SIG_PCM1BIT_SIGNAL, 1);
 146 #endif
 147 #if defined(_MZ800)
 148         // 8253:OUT#0 -> NOT -> Z80PIO:PA4
 149         pit->set_context_ch0(not_pit, SIG_NOT_INPUT, 1);
 150         not_pit->set_context_out(pio_int, SIG_Z80PIO_PORT_A, 0x10);
 151 #elif defined(_MZ1500)
 152         // 8253:OUT#0 -> Z80PIO:PA4
 153         pit->set_context_ch0(pio_int, SIG_Z80PIO_PORT_A, 0x10);
 154 #endif
 155
 156         // 8253:CLK#1 <- 15.7KHz
 157         pit->set_constant_clock(1, CPU_CLOCKS / 228);
 158
 159         // 8253:OUT#1 -> 8253:CLK#2
 160         pit->set_context_ch1(pit, SIG_I8253_CLOCK_2, 1);
 161
 162         // 8253:OUT#2 (N)AND 8255:PC2 -> Z80:INT
 163         pit->set_context_ch2(and_int, SIG_AND_BIT_0, 1);
 164         pio->set_context_port_c(and_int, SIG_AND_BIT_1, 4, 0);
 165         and_int->set_context_out(cpu, SIG_CPU_IRQ, 1);
 166         and_int->set_mask(SIG_AND_BIT_0 | SIG_AND_BIT_1);
 167
 168 #if defined(_MZ1500)
 169         // 8253:OUT#2 -> Z80PIO:PA5
 170         pit->set_context_ch2(pio_int, SIG_Z80PIO_PORT_A, 0x20);
 171 #endif
 172
 173         // 8255:PA0-3 -> KEYBOARD:STROBE
 174         pio->set_context_port_a(keyboard, SIG_KEYBOARD_COLUMN, 0x0f, 0);
 175 #if defined(_MZ800)
 176         // 8255:PA4 -> JOYSTICK #1
 177         // 8255:PA5 -> JOYSTICK #2
 178 #endif
 179         // 8255:PA7 -> 556 RESET
 180
 181         // 8255:PB0-7 <- KEYBOARD:DATA
 182         keyboard->set_context_pio(pio);
 183
 184         // 8255:PC0 -> AND -> SPEAKER
 185         // 8255:PC1 -> DATA RECORDER:WRITE DATA
 186         pio->set_context_port_c(drec, SIG_DATAREC_OUT, 0x02, 0);
 187         // 8255:PC2 -> (N)AND -> Z80:INT
 188         // 8255:PC3 -> DATA RECORDER:MOTOR ON/OFF
 189         pio->set_context_port_c(drec, SIG_DATAREC_TRIG, 0x08, 0);
 190         // 8255:PC4 <- DATA RECORDER:MOTOR REMOTE
 191         drec->set_context_remote(pio, SIG_I8255_PORT_C, 0x10);
 192         // 8255:PC5 <- DATA RECORDER:READ DATA
 193         drec->set_context_out(pio, SIG_I8255_PORT_C, 0x20);
 194         // 8255:PC6 <- MEMORY:556 OUT (1.5KHz)
 195         // 8255:PC7 <- MEMORY:VBLANK
 196
 197 #if defined(_MZ800) || defined(_MZ1500)
 198         // Z80PIO:PA0 <- PRINTER:RDA
 199         // Z80PIO:PA1 <- PRINTER:STA
 200         // Z80PIO:PA2 <- GND
 201         // Z80PIO:PA3 <- GND
 202 #if defined(_MZ800)
 203         // Z80PIO:PA4 <- NOT <- 8253:OUT#0
 204         // Z80PIO:PA5 <- HBLANK
 205         memory->set_context_pio_int(pio_int);
 206 #elif defined(_MZ1500)
 207         // Z80PIO:PA4 <- 8253:OUT#0
 208         // Z80PIO:PA5 <- 8253:OUT#2
 209 #endif
 210         // Z80PIO:PA6 -> PRINTER:IRT
 211         // Z80PIO:PA7 -> PRINTER:RDP
 212 #endif
 213
 214 #if defined(_MZ800) || defined(_MZ1500)
 215         // Z80SIO:RTSA -> QD:WRGA
 216         sio_qd->set_context_rts(0, qd, QUICKDISK_SIO_RTSA, 1);
 217         // Z80SIO:DTRB -> QD:MTON
 218         sio_qd->set_context_dtr(1, qd, QUICKDISK_SIO_DTRB, 1);
 219         // Z80SIO:SENDA -> QD:RECV
 220         sio_qd->set_context_sync(0, qd, QUICKDISK_SIO_SYNC, 1);
 221         sio_qd->set_context_rxdone(0, qd, QUICKDISK_SIO_RXDONE, 1);
 222         sio_qd->set_context_send(0, qd, QUICKDISK_SIO_DATA);
 223         sio_qd->set_context_break(0, qd, QUICKDISK_SIO_BREAK, 1);
 224         // Z80SIO:CTSA <- QD:PROTECT
 225         // Z80SIO:DCDA <- QD:INSERT
 226         // Z80SIO:DCDB <- QD:HOE
 227         qd->set_context_sio(sio_qd);
 228
 229         sio_rs->set_tx_clock(0, 1200 * 16);     // 1200 baud
 230         sio_rs->set_rx_clock(0, 1200 * 16);     // baud-rate can be changed by jumper pin
 231         sio_rs->set_tx_clock(1, 1200 * 16);
 232         sio_rs->set_rx_clock(1, 1200 * 16);
 233
 234         sio_qd->set_tx_clock(0, 101562.5);
 235         sio_qd->set_rx_clock(0, 101562.5);
 236         sio_qd->set_tx_clock(1, 101562.5);
 237         sio_qd->set_rx_clock(1, 101562.5);
 238
 239         // floppy drives
 240         floppy->set_context_cpu(cpu);
 241         floppy->set_context_fdc(fdc);
 242         fdc->set_context_drq(floppy, SIG_FLOPPY_DRQ, 1);
 243 #endif
 244
 245         // cpu bus
 246         cpu->set_context_mem(memory);
 247         cpu->set_context_io(io);
 248 #if defined(_MZ800) || defined(_MZ1500)
 249         cpu->set_context_intr(pio_int);
 250         // z80 family daisy chain
 251         // 0=8253:OUT2
 252         pio_int->set_context_intr(cpu, 1);
 253         pio_int->set_context_child(sio_rs);
 254         sio_rs->set_context_intr(cpu, 2);
 255         sio_rs->set_context_child(sio_qd);
 256         sio_qd->set_context_intr(cpu, 3);
 257 #else
 258         cpu->set_context_intr(dummy);
 259 #endif
 260 #ifdef USE_DEBUGGER
 261         cpu->set_context_debugger(new DEBUGGER(this, emu));
 262 #endif
 263
 264         // emm
 265         io->set_iomap_range_rw(0x00, 0x03, emm);
 266         // kanji
 267         io->set_iomap_range_rw(0xb8, 0xb9, kanji);
 268         // ramfile
 269         io->set_iomap_range_rw(0xea, 0xeb, ramfile);
 270         // cmos
 271 //      io->set_iomap_range_rw(0xf8, 0xfa, cmos);
 272
 273 #if defined(_MZ800)
 274         // 8255/8253
 275         io->set_iomap_range_rw(0xd0, 0xd3, pio);
 276         io->set_iomap_range_rw(0xd4, 0xd7, pit);
 277 #endif
 278
 279 #if defined(_MZ800) || defined(_MZ1500)
 280         // floppy drives
 281         io->set_iomap_range_rw(0xd8, 0xdb, fdc);
 282         io->set_iomap_range_w(0xdc, 0xdf, floppy);
 283 #endif
 284
 285         // memory mapper
 286 #if defined(_MZ800)
 287         io->set_iomap_range_r(0xe0, 0xe1, memory);
 288         io->set_iomap_range_w(0xe0, 0xe6, memory);
 289 #elif defined(_MZ1500)
 290         io->set_iomap_range_w(0xe0, 0xe6, memory);
 291 #else
 292         io->set_iomap_range_w(0xe0, 0xe4, memory);
 293 #endif
 294
 295 #if defined(_MZ800)
 296         // crtc
 297         io->set_iomap_range_w(0xcc, 0xcf, memory);
 298         io->set_iomap_single_r(0xce, memory);
 299         // palette
 300         io->set_iomap_single_w(0xf0, memory);
 301 #elif defined(_MZ1500)
 302         // palette
 303         io->set_iomap_range_w(0xf0, 0xf1, memory);
 304 #endif
 305
 306 #if defined(_MZ800)
 307         // joystick
 308 //      io->set_iomap_range_r(0xf0, 0xf1, joystick);
 309 #endif
 310
 311         // psg
 312 #if defined(_MZ800)
 313         io->set_iomap_single_w(0xf2, psg);
 314 #elif defined(_MZ1500)
 315         io->set_iomap_single_w(0xe9, psg);
 316         io->set_iomap_single_w(0xf2, psg_l);
 317         io->set_iomap_single_w(0xf3, psg_r);
 318 #endif
 319
 320 #if defined(_MZ800) || defined(_MZ1500)
 321         // z80pio/sio
 322         // z80pio and z80sio*2
 323         static const int z80_sio_addr[4] = {0, 2, 1, 3};
 324         static const int z80_pio_addr[4] = {1, 3, 0, 2};
 325         for(int i = 0; i < 4; i++) {
 326                 io->set_iomap_alias_rw(0xb0 + i, sio_rs, z80_sio_addr[i]);
 327                 io->set_iomap_alias_rw(0xf4 + i, sio_qd, z80_sio_addr[i]);
 328                 io->set_iomap_alias_rw(0xfc + i, pio_int, z80_pio_addr[i]);
 329         }
 330 #else
 331         // printer
 332         io->set_iovalue_single_r(0xfe, 0xc0);
 333 #endif
 334
 335         // initialize all devices
 336         for(DEVICE* device = first_device; device; device = device->next_device) {
 337                 device->initialize();
 338         }
 339 #if defined(_MZ800) || defined(_MZ1500)
 340         for(int i = 0; i < MAX_DRIVE; i++) {
 341                 fdc->set_drive_type(i, DRIVE_TYPE_2DD);
 342         }
 343 #endif
 344 }
 345
 346 VM::~VM()
 347 {
 348         // delete all devices
 349         for(DEVICE* device = first_device; device;) {
 350                 DEVICE *next_device = device->next_device;
 351                 device->release();
 352                 delete device;
 353                 device = next_device;
 354         }
 355 }
 356
 357 DEVICE* VM::get_device(int id)
 358 {
 359         for(DEVICE* device = first_device; device; device = device->next_device) {
 360                 if(device->this_device_id == id) {
 361                         return device;
 362                 }
 363         }
 364         return NULL;
 365 }
 366
 367 // ----------------------------------------------------------------------------
 368 // drive virtual machine
 369 // ----------------------------------------------------------------------------
 370
 371 void VM::reset()
 372 {
 373         // reset all devices
 374         for(DEVICE* device = first_device; device; device = device->next_device) {
 375                 device->reset();
 376         }
 377         and_int->write_signal(SIG_AND_BIT_0, 0, 1);     // CLOCK = L
 378         and_int->write_signal(SIG_AND_BIT_1, 1, 1);     // INTMASK = H
 379 #if defined(_MZ800) || defined(_MZ1500)
 380         and_snd->write_signal(SIG_AND_BIT_1, 1, 1);     // SNDMASK = H
 381 #endif
 382 }
 383
 384 void VM::run()
 385 {
 386         event->drive();
 387 }
 388
 389 // ----------------------------------------------------------------------------
 390 // debugger
 391 // ----------------------------------------------------------------------------
 392
 393 #ifdef USE_DEBUGGER
 394 DEVICE *VM::get_cpu(int index)
 395 {
 396         if(index == 0) {
 397                 return cpu;
 398         }
 399         return NULL;
 400 }
 401 #endif
 402
 403 // ----------------------------------------------------------------------------
 404 // draw screen
 405 // ----------------------------------------------------------------------------
 406
 407 void VM::draw_screen()
 408 {
 409         memory->draw_screen();
 410 }
 411
 412 #if defined(_MZ800) || defined(_MZ1500)
 413 int VM::access_lamp()
 414 {
 415   uint32 status = fdc->read_signal(0) | qd->read_signal(0); // 4 + 1: Nagative
 416   return (status & (1 | 4)) ? 1 : (status & (2 | 8)) ? 2 : 0;
 417 }
 418 #endif
 419
 420 // ----------------------------------------------------------------------------
 421 // soud manager
 422 // ----------------------------------------------------------------------------
 423
 424 void VM::initialize_sound(int rate, int samples)
 425 {
 426         // init sound manager
 427         event->initialize_sound(rate, samples);
 428
 429         // init sound gen
 430         pcm->init(rate, 8000);
 431 #if defined(_MZ800)
 432         psg->init(rate, 3579545, 8000);
 433 #elif defined(_MZ1500)
 434         psg_l->init(rate, 3579545, 8000);
 435         psg_r->init(rate, 3579545, 8000);
 436 #endif
 437 }
 438
 439 uint16* VM::create_sound(int* extra_frames)
 440 {
 441         return event->create_sound(extra_frames);
 442 }
 443
 444 int VM::sound_buffer_ptr()
 445 {
 446         return event->sound_buffer_ptr();
 447 }
 448
 449 // ----------------------------------------------------------------------------
 450 // user interface
 451 // ----------------------------------------------------------------------------
 452
 453 void VM::play_tape(_TCHAR* file_path)
 454 {
 455         drec->play_tape(file_path);
 456         drec->write_signal(SIG_DATAREC_REMOTE, 1, 1);
 457 }
 458
 459 void VM::rec_tape(_TCHAR* file_path)
 460 {
 461         drec->rec_tape(file_path);
 462         drec->write_signal(SIG_DATAREC_REMOTE, 1, 1);
 463 }
 464
 465 void VM::close_tape()
 466 {
 467         drec->close_tape();
 468         drec->write_signal(SIG_DATAREC_REMOTE, 0, 0);
 469 }
 470
 471 bool VM::tape_inserted()
 472 {
 473         return drec->tape_inserted();
 474 }
 475
 476 #if defined(USE_TAPE_PTR)
 477 int VM::get_tape_ptr()
 478 {
 479         return drec->get_tape_ptr();
 480 }
 481 #endif
 482
 483 void VM::push_play()
 484 {
 485         drec->set_ff_rew(0);
 486         drec->write_signal(SIG_DATAREC_REMOTE, 1, 1);
 487 }
 488
 489 void VM::push_stop()
 490 {
 491         drec->write_signal(SIG_DATAREC_REMOTE, 0, 1);
 492 }
 493
 494 void VM::push_fast_forward()
 495 {
 496         drec->set_ff_rew(1);
 497         drec->write_signal(SIG_DATAREC_REMOTE, 1, 1);
 498 }
 499
 500 void VM::push_fast_rewind()
 501 {
 502         drec->set_ff_rew(-1);
 503         drec->write_signal(SIG_DATAREC_REMOTE, 1, 1);
 504 }
 505
 506 bool VM::get_tape_play(void)
 507 {
 508         return drec->get_tape_play();
 509 }
 510
 511 #if defined(_MZ800) || defined(_MZ1500)
 512 void VM::open_quickdisk(int drv, _TCHAR* file_path)
 513 {
 514         if(drv == 0) {
 515                 qd->open_disk(file_path);
 516         }
 517 }
 518
 519 void VM::close_quickdisk(int drv)
 520 {
 521         if(drv == 0) {
 522                 qd->close_disk();
 523         }
 524 }
 525
 526 bool VM::quickdisk_inserted(int drv)
 527 {
 528         if(drv == 0) {
 529                 return qd->disk_inserted();
 530         } else {
 531                 return false;
 532         }
 533 }
 534
 535 void VM::open_disk(int drv, _TCHAR* file_path, int bank)
 536 {
 537         fdc->open_disk(drv, file_path, bank);
 538 }
 539
 540 void VM::close_disk(int drv)
 541 {
 542         fdc->close_disk(drv);
 543 }
 544
 545 bool VM::disk_inserted(int drv)
 546 {
 547         return fdc->disk_inserted(drv);
 548 }
 549
 550 void VM::set_disk_protected(int drv, bool value)
 551 {
 552         fdc->set_disk_protected(drv, value);
 553 }
 554
 555 bool VM::get_disk_protected(int drv)
 556 {
 557         return fdc->get_disk_protected(drv);
 558 }
 559 #endif
 560
 561 bool VM::now_skip()
 562 {
 563         return event->now_skip();
 564 }
 565
 566 void VM::update_config()
 567 {
 568 #if defined(_MZ800)
 569         if(boot_mode != config.boot_mode) {
 570                 // boot mode is changed !!!
 571                 boot_mode = config.boot_mode;
 572                 reset();
 573         } else {
 574 #endif
 575                 for(DEVICE* device = first_device; device; device = device->next_device) {
 576                         device->update_config();
 577                 }
 578 #if defined(_MZ800)
 579         }
 580 #endif
 581 }
 582
 583 #define STATE_VERSION   1
 584
 585 void VM::save_state(FILEIO* state_fio)
 586 {
 587         state_fio->FputUint32(STATE_VERSION);
 588
 589         for(DEVICE* device = first_device; device; device = device->next_device) {
 590                 device->save_state(state_fio);
 591         }
 592 #if defined(_MZ800)
 593         state_fio->FputInt32(boot_mode);
 594 #endif
 595 }
 596
 597 bool VM::load_state(FILEIO* state_fio)
 598 {
 599         if(state_fio->FgetUint32() != STATE_VERSION) {
 600                 return false;
 601         }
 602         for(DEVICE* device = first_device; device; device = device->next_device) {
 603                 if(!device->load_state(state_fio)) {
 604                         return false;
 605                 }
 606         }
 607 #if defined(_MZ800)
 608         boot_mode = state_fio->FgetInt32();
 609 #endif
 610         return true;
 611 }
 612