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 +1,134 @@
+/*
+ * cblwav — проигрывание РЕАЛЬНОГО звука через CBL (Phase 2b смоук).
+ *
+ * speech.pcm: моно 8-бит unsigned (центр 0x80), 21.875 кГц — сгенерирован
+ * macOS `say` + `afconvert -d UI8@21875` (см. docs/im2_isr_design.md).
+ *
+ * speech.pcm лежит на ДИСКЕТЕ (mc.img на -flop1) — этот привод слишком
+ * медленный для потокового чтения в реальном времени.  Поэтому клип
+ * целиком грузится в банковую EMM-память ЗАРАНЕЕ (без таймингов),
+ * крупными блоками через сырой read(), а во время проигрывания диск
+ * больше не участвует.
+ *
+ * Новая модель без кольца libc (2026-07-07): fill_speech() зовётся
+ * ИЗ ISR за очередным блоком; она делает bank_read() из УЖЕ ЗАГРУЖЕННОЙ
+ * страницы прямо в маленький стейджинг-буфер и пропихивает его через
+ * cbl_push_otir() — без промежуточного кольца.
+ *
+ * ВАЖНО: fill() не должен звать mem_get_page() (BIOS rst 8) — BIOS сам
+ * управляет EI/DI вокруг rst 8, а его `ei` при возврате может
+ * преждевременно снять маску прерываний, пока мы ещё внутри ISR (см.
+ * cbl.h: "fill() ОБЯЗАН быть быстрым... никаких ESTEX/BIOS-вызовов").
+ * Поэтому номера физических страниц считаются ОДИН РАЗ на этапе
+ * загрузки (в main-контексте) и кэшируются в phys_pages[] — fill()
+ * только индексирует массив.  bank_read() — чистый порт-ввод/вывод,
+ * без BIOS/ESTEX, вызывать из ISR безопасно.
+ *
+ * Хвост не кратный размеру блока (78 КБ % 128 = 43) — fill()
+ * докладывает остаток тишиной (0x80) прямо в стейджинге на последнем
+ * неполном блоке, никакого отдельного паддинг-прохода не нужно.
+ */
+
+#include <stdio.h>
+#include <string.h>
+#include <conio.h>
+#include <errno.h>
+#include <fcntl.h>
+#include <unistd.h>
+#include <cbl.h>
+#include <sprinter_mem.h>
+
+#define PAGE_SIZE     16384u    /* размер страницы EMM */
+#define LOAD_CHUNK    4096u     /* блок разовой загрузки с диска; делит PAGE_SIZE нацело */
+#define SPEECH_SIZE   77995ul   /* точный размер tests/cblwav/speech.pcm */
+#define MAX_PAGES     8
+
+static uint8_t  loadbuf[LOAD_CHUNK];
+static uint8_t  staging[256];           /* под самый большой блок (16-бит = 256) */
+static uint8_t  phys_pages[MAX_PAGES];  /* кэш физ. страниц — БЕЗ BIOS-вызовов из fill() */
+static uint8_t  page_idx;
+static uint16_t page_off;
+static uint32_t played;
+static uint32_t loaded;
+static volatile uint8_t done;
+
+static int fill_speech(uint16_t n)
+{
+    if (played >= loaded) { done = 1; return 0; }
+
+    uint16_t want = n;
+    if (want > loaded - played) want = (uint16_t)(loaded - played);
+
+    bank_read(phys_pages[page_idx], page_off, staging, want);
+    if (want < n) memset(staging + want, 0x80, n - want);   /* хвост короче блока */
+    cbl_push_otir(staging, n);
+
+    page_off += want;
+    played   += want;
+    if (page_off >= PAGE_SIZE) {
+        page_off -= PAGE_SIZE;
+        page_idx++;
+    }
+    return 1;
+}
+
+int main(void)
+{
+    int fd = open("speech.pcm", O_RDONLY);
+    if (fd < 0) {
+        printf("open(speech.pcm) failed: errno=%d\n", errno);
+        return 1;
+    }
+
+    uint8_t npages = (uint8_t)((SPEECH_SIZE + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE);
+    uint8_t blk = mem_alloc_pages(npages);
+    if (!blk) {
+        printf("mem_alloc_pages(%u) failed: errno=%d\n", npages, errno);
+        close(fd);
+        return 1;
+    }
+
+    puts("loading speech.pcm into RAM (slow: floppy)...");
+    page_idx = 0;
+    page_off = 0;
+    phys_pages[0] = mem_get_page(blk, 0);
+    while (loaded < SPEECH_SIZE) {
+        int got = read(fd, loadbuf, sizeof(loadbuf));
+        if (got <= 0) break;
+        bank_write(phys_pages[page_idx], page_off, loadbuf, (uint16_t)got);
+        page_off += (uint16_t)got;
+        loaded   += (uint32_t)got;
+        if (page_off >= PAGE_SIZE) {
+            page_off -= PAGE_SIZE;
+            page_idx++;
+            phys_pages[page_idx] = mem_get_page(blk, page_idx);   /* редко: смена страницы */
+        }
+    }
+    close(fd);
+    printf("loaded %lu bytes into %u page(s)\n", loaded, npages);
+
+    page_idx = 0;
+    page_off = 0;
+    played   = 0;
+    done     = 0;
+
+    if (cbl_open(CBL_FREQ_21K9, CBL_FMT_MONO8, CBL_PUMP_OTIR,
+                 CBL_UNDERRUN_APP, fill_speech) != 0) {
+        printf("cbl_open failed: errno=%d\n", errno);
+        mem_free_block(blk);
+        return 1;
+    }
+
+    puts("playing speech.pcm (21.875 kHz, mono 8-bit)...");
+    while (!done) __asm__("halt");     /* ISR сам кормит CBL — просто ждём */
+
+    printf("requests: %u, underruns: %u (expect ~1: tail block)\n",
+           cbl_requests(), cbl_underruns());
+    cbl_close();
+    mem_free_block(blk);
+
+    puts("press any key (keyboard must work)...");
+    getch();
+    puts("cblwav done.");
+    return 0;
+}