gfx/time: vsync через polling бита кадра, sleep/delayms без halt-подсчёта

gfx_wait_vsync() и sleep() раньше предполагали, что КАЖДОЕ прерывание на векторе 0xFF — кадровый тик; с CBL/клавиатурой на том же векторе это уже не так. gfx_wait_vsync(): вместо halt — polling бита 5 порта 0xFE (реальная позиция луча, см. MAME kbd_fe_r), доступного пока включён CBL bit7 порта 0x004E. Разделяемое владение портом с CBL через _cbl_port_ref/unref (тот же ref-counting паттерн, что у IM2-таблицы) — cbl_close() возвращает "немой" режим вместо полного выключения, если gfx ещё держит ссылку. Fallback на halt при таймауте. sleep()/delayms(): калиброванный busy-wait по духу delayms.asm вместо подсчёта halt-пробуждений. Калибровка одна на кадр (не на секунду — не переполняет uint16_t и не требует умножения/32-бит арифметики), общий движок libc/time/_sleep_calib.c для обеих функций. Fallback на старое поведение при EBUSY (фрейм-хук занят другим irq_install()). Co-Authored-By: Claude Sonnet 5 <noreply@anthropic.com>
2026-07-08 10:47:57 +03:00
parent 5086c47f0f
commit 46bd9ad0f1
13 changed files with 421 additions and 36 deletions
@@ -0,0 +1,96 @@
+/*
+ * _sleep_calib — калиброванный busy-wait, общий движок для sleep() и
+ * delayms().  Один раз, лениво при первом вызове ЛЮБОЙ из них, ставим
+ * временный irq_install()-хендлер и считаем, сколько итераций тесного
+ * asm-цикла умещается между двумя кадровыми тиками (трамплин зовёт
+ * user-handler ТОЛЬКО на настоящих кадровых прерываниях — клавиатура/
+ * CBL уходят в свои ветки раньше, см. docs/im2_isr_design.md).  Дальше
+ * — чистый busy-wait (_sleep_spin) БЕЗ единого обращения к прерываниям.
+ *
+ * Единица калибровки — "итераций НА ОДИН КАДР" (не на секунду и не
+ * заранее домноженная) — по духу docs/samples/delayms.asm (там тоже
+ * калибруют на 1 мс, а не на 1 с): масштабирование делает вызывающий
+ * код через вложенный цикл повторных вызовов _sleep_spin(), а не через
+ * предварительное умножение константы.  _sleep_units_per_ms — простое
+ * деление на константу 20 (один раз при калибровке), НЕ умножение и НЕ
+ * 32-битная арифметика.
+ *
+ * Точность: калибровочный (_sleep_count_frame) и рабочий (_sleep_spin)
+ * циклы не тактово-идентичны — ожидаемая систематическая погрешность
+ * в пределах нескольких процентов, того же порядка, что и у
+ * delayms.asm.  Достаточно для семантики "примерно N".
+ *
+ * Квирк: калибровка сама стоит ~20-40 мс (синхронизация на границу
+ * кадра + сам замер до следующего тика) — ПЕРВЫЙ вызов sleep()/
+ * delayms() в программе превысит запрошенное время на эту величину;
+ * все последующие вызовы точны (калибровка кэшируется).  Для delayms()
+ * с маленьким ms это заметно (напр. delayms(5) на первом вызове может
+ * растянуться на ~25-45 мс) — если это критично, program может явно
+ * "прогреть" калибровку заранее (delayms(1) в начале main(), подальше
+ * от time-критичного кода) — отдельного calibrate()-примитива нет,
+ * решили не усложнять API.
+ */
+
+#include "_sleep_calib.h"
+#include <irq.h>
+
+uint16_t _sleep_units_per_frame;
+uint16_t _sleep_units_per_ms;
+static volatile uint8_t _sleep_tick_flag;
+
+static void _sleep_tick_handler(void)
+{
+    _sleep_tick_flag = 1;
+}
+
+/* Считать итерации тесного цикла, пока *flag (HL — arg1) не станет
+ * ненулевым; вернуть счётчик (DE — возврат uint16_t по ABI). */
+static uint16_t _sleep_count_frame(volatile uint8_t *flag) __naked
+{
+    (void)flag;
+    __asm
+        ld    de, #0
+    _scf_loop:
+        inc   de
+        ld    a, (hl)
+        or    a, a
+        jr    z, _scf_loop
+        ret
+    __endasm;
+}
+
+/* Прогнать units (HL — arg1) итераций тесного цикла — чистый busy-wait,
+ * ни одного обращения к чему-либо, связанному с прерываниями. */
+void _sleep_spin(uint16_t units) __naked
+{
+    (void)units;
+    __asm
+    _ssp_loop:
+        ld    a, h
+        or    l
+        ret   Z
+        dec   hl
+        jr    _ssp_loop
+    __endasm;
+}
+
+void _sleep_calibrate(void)
+{
+    if (irq_install(_sleep_tick_handler) != 0) {
+        _sleep_units_per_frame = 0;   /* останется 0 — вызывающий возьмёт fallback */
+        _sleep_units_per_ms = 0;
+        return;
+    }
+
+    _sleep_tick_flag = 0;
+    while (!_sleep_tick_flag) ;        /* синхронизация на границу кадра */
+    _sleep_tick_flag = 0;
+
+    uint16_t count = _sleep_count_frame(&_sleep_tick_flag);
+
+    irq_remove();
+
+    _sleep_units_per_frame = count ? count : 1;
+    _sleep_units_per_ms = (uint16_t)(_sleep_units_per_frame / 20u);
+    if (!_sleep_units_per_ms) _sleep_units_per_ms = 1;
+}