libc: IM2 Phase 2b — звук CBL/COVOX через callback fill(), без кольца libc

CBL уже имеет аппаратный буфер 256 Б (2×128, двойная буферизация на стороне железа) — держать поверх него ещё одно кольцо в libc было бы лишней копией. cbl_open(freq, fmt, pump_mode, underrun_mode, fill) регистрирует callback, вызываемый из ISR за очередным блоком; он сам пропихивает данные приложения (откуда угодно) через cbl_push_otir()/ cbl_push_accel() — без промежуточного буфера. - два насоса: OTIR (порт 0x4F) и ACCEL (акселератор, спец-страница EMM 0xFD@0xC000); OTIR+16-бит запрещён (EINVAL) — по исходнику MAME порт данных физически не может собрать 16-бит сэмпл из пары байт; - форматы CBL_FMT_MONO8/16/STEREO8/16, частоты 7.8..109к; - CBL_UNDERRUN_APP (по умолчанию, недолив не наша забота) / CBL_UNDERRUN_SILENCE (буфер тишины malloc'ится только в этом режиме); - tests/cbltest: матрица 64 комбинации (2 насоса × 8 форматов × 4 частоты); tests/cblwav: banked-стрим речи с дискеты (физстраницы кэшированы заранее — mem_get_page нельзя звать из fill()/ISR); tests/cblstream: единственный случай с собственным кольцом уровня приложения (диск нельзя читать из fill()). Verified в MAME 2026-07-07 — все три теста работают. Co-Authored-By: Claude Sonnet 5 <noreply@anthropic.com>
2026-07-07 21:21:54 +03:00
parent 8a952b99eb
commit 5086c47f0f
28 changed files with 1208 additions and 22 deletions
@@ -0,0 +1,140 @@
+/*
+ * cblstream — потоковое чтение с диска ОДНОВРЕМЕННО с воспроизведением
+ * через CBL.  Расчитан на быстрый носитель (HDD) — на floppy
+ * захлёбывается (см. tests/cblwav, где поэтому весь клип грузится в
+ * RAM заранее).  speech30.pcm — ~39.6 c речи, моно 8-бит unsigned,
+ * 21.875 кГц.
+ *
+ * ЕДИНСТВЕННЫЙ случай из трёх cbl-тестов, где приложению НУЖНО своё
+ * кольцо (2026-07-07): read() — ESTEX-вызов, а fill()-callback CBL
+ * зовётся ИЗ ISR, где ESTEX/BIOS под запретом (см. cbl.h).  Поэтому
+ * диск читается ТОЛЬКО в main (в собственное кольцо ring[]), а
+ * fill_stream() лишь копирует уже готовые байты из ring в стейджинг и
+ * пропихивает cbl_push_otir() — сам с диском не работает.
+ */
+
+#include <stdio.h>
+#include <string.h>
+#include <conio.h>
+#include <errno.h>
+#include <fcntl.h>
+#include <unistd.h>
+#include <cbl.h>
+#include <irq.h>
+
+#define RING_SIZE 2048u
+#define READ_CHUNK 1024u
+
+static uint8_t  ring[RING_SIZE];
+static uint16_t r_rd, r_wr, r_count;    /* r_count: main под IRQ_DISABLE, fill() уже в ISR */
+static uint8_t  staging[128];           /* блок 8-бит моно */
+static uint16_t ring_in = 0;
+static uint16_t ring_border = 0;
+
+static uint16_t ring_free(void)
+{
+    IRQ_DISABLE();
+    uint16_t c = r_count;
+    IRQ_ENABLE();
+    return (uint16_t)(RING_SIZE - c);
+}
+
+/* Вызывать ТОЛЬКО из main. */
+static void ring_push(const void *src, uint16_t n)
+{
+    const uint8_t *s = src;
+    while (n) {
+        uint16_t tail  = (uint16_t)(RING_SIZE - r_wr);
+        uint16_t chunk = n < tail ? n : tail;
+        memcpy(ring + r_wr, s, chunk);
+        r_wr = (uint16_t)((r_wr + chunk) % RING_SIZE);
+        IRQ_DISABLE();
+        r_count += chunk;
+        IRQ_ENABLE();
+        s += chunk;
+        n = (uint16_t)(n - chunk);
+    }
+}
+
+/* Зовётся ИЗ ISR — только копия из уже готового ring, никакого ESTEX. */
+static int fill_stream(uint16_t n)
+{
+    if (r_count < n) return 0;
+
+    uint16_t tail = (uint16_t)(RING_SIZE - r_rd);
+    if (tail >= n) {
+        // memcpy(staging, ring + r_rd, n);
+        cbl_push_otir(ring + r_rd, n);
+        ring_in++;
+    } else {
+        memcpy(staging, ring + r_rd, tail);
+        memcpy(staging + tail, ring, (uint16_t)(n - tail));
+        cbl_push_otir(staging, n);
+        ring_border++;
+    }
+    r_rd    = (uint16_t)((r_rd + n) % RING_SIZE);
+    r_count = (uint16_t)(r_count - n);   /* уже внутри ISR — IRQ и так замаскированы */
+
+    return 1;
+}
+
+int main(void)
+{
+    int fd = open("speech30.pcm", O_RDONLY);
+    if (fd < 0) {
+        printf("open(speech30.pcm) failed: errno=%d\n", errno);
+        return 1;
+    }
+
+    static uint8_t readbuf[READ_CHUNK];
+    uint32_t played = 0;
+    uint8_t  eof = 0;
+
+    /* прогреть кольцо реальными данными ДО cbl_open()/puts() — иначе
+     * пауза тишины на старте (тот же приём, что в cbltest.c/cblwav.c) */
+    while (!eof && ring_free() >= sizeof(readbuf)) {
+        int got = read(fd, readbuf, sizeof(readbuf));
+        if (got <= 0) { eof = 1; break; }
+        ring_push(readbuf, (uint16_t)got);
+        played += (uint32_t)got;
+    }
+
+    if (cbl_open(CBL_FREQ_21K9, CBL_FMT_MONO8, CBL_PUMP_OTIR,
+                 CBL_UNDERRUN_APP, fill_stream) != 0) {
+        printf("cbl_open failed: errno=%d\n", errno);
+        close(fd);
+        return 1;
+    }
+
+    puts("streaming speech30.pcm from disk (21.875 kHz, mono 8-bit)...");
+
+    while (!eof) {
+        if (ring_free() >= sizeof(readbuf)) {
+            int got = read(fd, readbuf, sizeof(readbuf));
+            if (got <= 0) { eof = 1; break; }
+            ring_push(readbuf, (uint16_t)got);
+            played += (uint32_t)got;
+        } else {
+            __asm__("halt");   /* ждём, пока ISR подъест кольцо */
+        }
+    }
+    close(fd);
+    printf("streamed %lu bytes from disk\n", played);
+
+    /* Ждём "почти полного" опустошения, а не точного RING_SIZE: если
+     * общая длина потока не кратна 128, необслуженный хвост (<128 Б,
+     * тот же квирк, что и в старом кольце libc — см. cbl.h) навечно
+     * оставит r_count>0, и точное ожидание никогда бы не завершилось. */
+    while (ring_free() < RING_SIZE - 127u) __asm__("halt");
+
+    printf("requests: %u, underruns: %u (expect 0 during play)\n",
+           cbl_requests(), cbl_underruns());
+    printf("ring: in: %u, border: %u\n",
+           ring_in, ring_border);
+    cbl_close();
+
+    puts("press any key (keyboard must work)...");
+    getch();
+    puts("cblstream done.");
+    return 0;
+}