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Universal Monitor

INS8073のROMを読む(続き)

前回、ROM内のコンソールからの1文字入力ルーチンは0x092Bではないかという予測が立ちました。これをもう少し確認してみます。

まず0x0020~0x003FまでのCALL命令のベクタには0x092Bは登場しません。

それではJSR 0x092Bはどこかにないか、と探してみると1箇所だけありました。1箇所からしか呼ばれないなら貴重なCALL命令のベクタを割り当てないのも納得がいきます。

例によって付近を逆アセンブルしてみます。

INS807xにモニタを移植

前回書き始めていたモニタですが、いつものようにD(ump)コマンドが動くころには慣れてしまって残りはサクサク進み基本的なD,G,S,Lコマンドはすぐにできました。今回はちょっとわけあってP(unch)コマンドも追加しています。

SC/MP(I と II)とは以下のような相違点があります。

  1. 16ビット演算命令
    これ自体は便利でありがたいのですが、キャリ/ボロー込みの加減算命令がなくなってしまいました。モニタには必要ありませんでしたが、16ビットを超える演算は相当面倒になると思われます。条件分岐がAレジスタ(下位8ビット)でしかできないのも意外に不便です。
    SC/MPでは16ビットの値をメモリとやり取りすることがなかったのでエンディアンの概念がありませんでしたが、SC/MP IIIはリトルエンディアンです。
  2. スタックとサブルーチン
    サブルーチン呼び出しの機能が追加されたのは助かります。同時に長距離ジャンプも追加され、4kBページの制約も解消されています。

SL1960の判別

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Z8S180 SL1960の最後で判別する方法を探すと書きましたが、とても簡単でした。

1992年の"Volume I Databook"にはZ80180とZ8S180の違いの記載があり、まだ新版が出るはるか前なので、Z80180(HD64180Z)とZ8S180 SL1960の相違点がわかります。

一方テクニカルノートTN005301-0506にはSL1960と新Z8S180の相違点が載っています。

この2つを参考にSL1960の判定を追加してみました。以下のコードはOMCRによってZ80180以降と判定されたところからです。

L(oad)コマンドとH8/SHのSCI

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忘れていましたがSuperH版とH8/300版からUniversal MonitorのL(oad)コマンドの仕様を変更しています。

  1. これまでサポートしているレコード(Intel HEXの00,01・S recordのS1,S9)以外の動作は不定でしたが、未サポートのレコードは読み飛ばすように変更しました。チェックサムの確認も行なわれません。
  2. S recordの24ビットアドレス(S2,S8)と32ビットアドレス(S3,S7)を新たにサポートします。

1.はすべてのプロセッサに、2.は64kBを超えるメモリ空間を持つプロセッサに展開したいところですね。

あとIntel HEXの02,04レコードも対応したいところです。セグメントの02は8086系以外ではあまり意味がないでしょうから8086版のみ、32ビットリニアアドレスの04は上記2.と同じように64kBを超えるメモリ空間を持つプロセッサで対応すれば良さそうです。

さて、この新仕様のL(oad)を先に実装したSuperHでテストをしていた時です。

SH7045ボードを動かす(ソフトウェア編)

なんとかSCIが動くようになったのでUniversal Monitorの移植に取り掛かれます。

SuperHファミリはここで取り上げるプロセッサとしてはモダンな部類ですが、アセンブリで書くとなるとかなり癖が強いですね。慣れるまでは結構てこずりました。

移植の過程で気になった点をいくつか上げてみます。

定数の制限

SuperHの大きな特徴の一つはすべての命令が16ビット長ということです。これはオペコード部の長さではなくオペランドを含めても16ビットということですから、大きな値やアドレスを持つことができません。

即値は一部の命令で8ビットのものがありますが、さすがに8ビット程度では意味がないので絶対アドレッシングは存在しません。

Z280固有の初期化(その1)

Z280は特別な初期化をしなくても高速なZ80として動作するので何もしていませんでしたが、Z180の初期化を加えたのでZ280でもやってみました。ゆくゆくはトラップの対応などもやってみたいと考えています。

以下はCPU判別でZ280であると判定されたところです。

MC68000でブレーク

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長らくお待たせしました、MC68000でのブレーク処理です。

MC68000でブレークに使いやすい命令は何かを考えてみます。命令を置き換えて埋め込むので1ワード長のもの、ユーザモードで実行中でもスーパバイザモードに戻ってくるためには例外を発生させるものが良さそうです。もちろん無条件で実行される必要があります。

これらの条件を満たすものとして以下が考えられます。

  1. TRAP命令
  2. 特権命令
  3. 未実装命令(Line-1010, Line-1111)
  4. 不当命令

TRAP命令はAPI的に使われることが多いのでできれば残しておきたいところです。

スーパバイザモードでブレークしたくなることも考えると特権命令も避けたいですね。

未実装命令もMC68020+MC68881などでは使われます。X68000がIOCSコールに未実装命令を使用していたのですが、X68030開発時にコプロセッサ命令との衝突がありIOCSコールの番号を変更せざるを得なかったという事例があります。

Z180の不正命令TRAPを捕まえよう

Z8S180の前にやってみたいことがあります。

Z180には未定義な命令を実行しようとした時に発生するTRAP割り込みというものがあります。これを捕まえてRST 38Hによるブレークのようにアドレスやレジスタが表示できれば便利でしょう。

ということで調べ始めたのですが、思った以上にハードルが高く簡単ではありませんでした。

まず未定義な命令を実行しようとした時に何が起こるかです。

  1. ITC(Interrupt TRAP Control)レジスタのTRAPビットが1になる
  2. PCの値がスタックに積まれる
  3. 論理アドレス0000Hにジャンプする

えっ、0000Hってリセットと同じではないですか。MMUで論理アドレス0000Hに異なる物理アドレスを設定していれば問題ありませんが、ROM, RAMともに16kBしかないSBCZ80でこのためだけにMMUを有効にするのはかなり面倒です。

Z180の判別と初期化

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今回はZ80180-Z80 ADAPTER for SBCZ80のソフトウェア編です。

SBCZ80にZ80180-Z80 ADAPTER for SBCZ80を載せてもそのままでは正常に動作しません。

Z180ではZ80から追加された機能をコントロールするための内蔵レジスタがI/O空間の00H~3FHに配置されていますが、SBCZ80ではZ80 SIOがI/O空間の00H~03Hに配置されており、アドレスが重なってしまっているからです。SBCZ80を改造してZ80 SIOのアドレスを変更する手もありますが、Z180の内蔵レジスタはI/O Control Register(ICR, 3FH)で移動可能なのでこちらを移動することにします。

以上の変更で一応動作するようにはなりますが、さらにいくつかのレジスタを設定することでパフォーマンスが上がりますので設定しておきます。

MC68010の判別(補足)

今回はブレーク処理についての予定でしたが、MC68010の判別で書き足らなかったことがいくつかありますのでそちらを書くことにします。

MC68008の判別

MC68008の判別もできないか考えたのですが...

  1. ソフトウェア的にはMC68000からの命令等の追加・変更はありません
  2. 最初MC68008は8ビットバスなので奇数番地からのワードアクセスで判別できるのではないかと思ったのですが、データシートによると奇数アドレスからのワード・ロングワードアクセスはアドレスエラー例外を発生するとあるのでこれで判別はできません。
  3. プリフェッチキューあたりに相違があるかもしれませんがデータシートからはよくわかりませんでした。実機が試せるようになったら見てみたいところではあります。

MC68010の判別は例外処理に必要なのに対し、MC68008の判別はどうしても必要というわけではありません。3.を試すにしても優先度はかなり低いですね。

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