--- nono/m88xx0/m88200.h 2026/04/29 17:05:07 1.1.1.7 +++ nono/m88xx0/m88200.h 2026/04/29 17:05:30 1.1.1.11 @@ -8,11 +8,13 @@ #pragma once +#include "device.h" #include "bus.h" -#include "monitor.h" +#include "mainbus.h" #include -class m88kcpu; +class MPU88xx0Device; +class MainbusDevice; // SAPR, UAPR レジスタ struct m88200APR @@ -32,6 +34,7 @@ struct m88200BATC // +-------------------------+-------------------------+-+-------+--+ // | LBA | 0 |S| 0 |~V| // +-------------------------+-------------------------+-+-------+--+ + static const uint32 LBAMASK = 0xfff80000; static const uint32 S = 0x00000020; static const uint32 INVALID = 0x00000001; uint32 lba; // LBA,S,~V @@ -45,6 +48,8 @@ struct m88200BATC bool IsValid() const { return (lba & INVALID) == 0; } // S ビットが立っていれば true を返す bool IsS() const { return (lba & S); } + // 論理アドレス(32ビット)を返す + uint32 Laddr() const { return (lba & LBAMASK); } }; // PATC @@ -57,6 +62,7 @@ struct m88200PATC // +---------------------------------------+-----------+-+-------+--+ // | LPA | 0 |S| 0 |~V| // +---------------------------------------+-----------+-+-------+--+ + static const uint32 LPAMASK = 0xfffff000; static const uint32 S = 0x00000020; static const uint32 INVALID = 0x00000001; uint32 lpa; // LPA,S,~V @@ -69,6 +75,8 @@ struct m88200PATC bool IsValid() const { return (lpa & INVALID) == 0; } // S ビットが立っていれば true を返す bool IsS() const { return (lpa & S); } + // 論理アドレス(32ビット)を返す + uint32 Laddr() const { return (lpa & LPAMASK); } }; // キャッシュの1セット @@ -133,38 +141,37 @@ class m88200CacheSet // 更新用に最も古いラインを選んで差し出す int SelectOldestLine() const; - void Update(int line, Status status); + void Update(uint line, Status status); - void Write(int line, uint32 paddr, uint32 data, int size); + void Write(uint line, uint32 paddr, uint32 data, uint size); // キャッシュを検索して、ヒットした line を返す。 int Lookup(uint32 tagaddr) const; }; -class m88200 : public Object +class m88200 : public Device { - using inherited = Object; + using inherited = Device; public: - m88200(); + m88200(MPU88xx0Device *parent_, uint id_); ~m88200() override; - // 本当はコンストラクタ渡ししたかったもの - void Ctor(m88kcpu *parent_); + bool Init() override; - // リセット + // リセット (ResetHard() ではない) void Reset(); - // モニター - Monitor reg_monitor { this }; - Monitor atc_monitor { this }; - Monitor cache_monitor { this }; - private: DECLARE_MONITOR_CALLBACK(MonitorUpdateReg); DECLARE_MONITOR_CALLBACK(MonitorUpdateATC); DECLARE_MONITOR_CALLBACK(MonitorUpdateCache); - m88kcpu *parent {}; + MPU88xx0Device *parent {}; + + // モニター + Monitor *reg_monitor {}; + Monitor *atc_monitor {}; + Monitor *cache_monitor {}; public: // @@ -187,10 +194,8 @@ class m88200 : public Object // IDR レジスタの内容を返す uint32 GetIDR() const { - return (id << 24) | (0x5 << 21); + return (id << 24) | (0x5 << 21) | (version << 16); } - // ID を設定する (IDR ではない) - void SetID(uint id_); // Version フィールドを設定する void SetVersion(uint version_); @@ -317,6 +322,11 @@ class m88200 : public Object uint32 GetPFAR() const { return fault_addr; } void SetPFAR(uint32 val) { fault_addr = val; } + void SetFault(uint32 code_, uint32 addr_) { + fault_code = code_; + fault_addr = addr_; + } + // BWP0-7 (BATC Write Ports 0..7) +$400..+$41c // 3 2 1 // 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 @@ -326,6 +336,7 @@ class m88200 : public Object // +---------------------------------------------------------------+ static const uint32 BWP_LBA_MASK = 0xfff80000; static const uint32 BWP_PBA_MASK = 0x0007ffc0; + static const uint32 BWP_FLAG_MASK = 0x0000003f; static const uint32 BWP_S = 0x00000020; // Address Space static const uint32 BWP_WT = 0x00000010; // WriteThrough static const uint32 BWP_G = 0x00000008; // Global @@ -333,6 +344,7 @@ class m88200 : public Object static const uint32 BWP_WP = 0x00000002; // Write Protect static const uint32 BWP_V = 0x00000001; // Valid void SetBWP(uint n, uint32 val); + void SetBATC(uint n, uint32 laddr, uint32 paddr, uint32 flags); // CDP0-3 (Cache Data Ports 0..3) +$800..+$80c // 3 2 1 @@ -380,27 +392,26 @@ class m88200 : public Object // 物理バスアクセス // // XXX size をどうするか - uint64 MBusRead(uint32 paddr, int size); - uint64 MBusWrite(uint32 paddr, uint32 data, int size); - uint64 MBusXmem(uint32 paddr, uint32 data, int size); + busdata MBusRead(uint32 paddr, int size); + busdata MBusWrite(uint32 paddr, uint32 data, int size); + busdata MBusXmem(uint32 paddr, uint32 data, int size); // // アクセス関数 // private: - template uint64 load(uint32 addr); - template uint64 store(uint32 addr, uint32 data); - template uint64 xmem(uint32 addr, uint32 data); + template uint64 load(uint32 addr); + template uint64 store(uint32 addr, uint32 data); + template uint64 xmem(uint32 addr, uint32 data); public: - uint64 load_8(uint32 addr); - uint64 load_16(uint32 addr); - uint64 load_32(uint32 addr); - uint64 store_8(uint32 addr, uint32 data); - uint64 store_16(uint32 addr, uint32 data); - uint64 store_32(uint32 addr, uint32 data); - uint64 xmem_8(uint32 addr, uint32 data); - uint64 xmem_16(uint32 addr, uint32 data); - uint64 xmem_32(uint32 addr, uint32 data); + uint64 load_1(uint32 addr); + uint64 load_2(uint32 addr); + uint64 load_4(uint32 addr); + uint64 store_1(uint32 addr, uint32 data); + uint64 store_2(uint32 addr, uint32 data); + uint64 store_4(uint32 addr, uint32 data); + uint64 xmem_1(uint32 addr, uint32 data); + uint64 xmem_4(uint32 addr, uint32 data); // // 現在のアクセス中の状態。 @@ -475,9 +486,11 @@ class m88200 : public Object // S/U 信号線 // 実際には P Bus の Address フェーズで毎回送られてくるが // そうそう変わらないので状態変化を通知してもらう方式。 - // true なら super, false なら user。 - bool acc_super {}; + // acc_super は S か U のみ。 + busaddr acc_super {}; void SetSuper(bool super); + bool IsSuper() const { return acc_super.IsSuper(); } + bool IsUser() const { return !IsSuper(); } m88200PATC *acc_patc {}; // ヒットした PATC エントリ uint32 tmp_desc {}; // TEMP_DESCR @@ -486,7 +499,7 @@ class m88200 : public Object // アドレス変換 // bool Translate(); - uint64 TranslatePeek(uint32 laddr, bool issuper, bool do_search) const; + busaddr TranslatePeek(busaddr laddr) const; private: static std::string stat2str(uint32 stat); bool SelectAreaDesc(); @@ -499,58 +512,47 @@ class m88200 : public Object static const uint32 BATC_LBA_MASK = BWP_LBA_MASK; static const uint32 BATC_S = m88200BATC::S; static const uint32 BATC_INVALID = m88200BATC::INVALID; - void MakeBATCHash(); std::array batc {}; - // 検索用のハッシュ。値のビットN (0..9) が立っていれば batc[N] がこの - // ハッシュに当たることを示している (この後完全一致で比較する必要はある)。 - // [0x00] => 0b00'0000'0000; - std::array batc_hash_s {}; - std::array batc_hash_u {}; - // 現在の特権状態によって batc_hash_{s,u} のいずれかを指す - uint16 *batc_hash {}; - static int batc_hash_func(uint32 a) { - return (a >> 19) & 0x0f; - } // PATC static const uint32 PATC_S = m88200PATC::S; static const uint32 PATC_INVALID = m88200PATC::INVALID; void CreatePATCEntry(); - void InvalidatePATCHash(int); + void InvalidatePATCEntry(m88200PATC&); std::array patc {}; - // 検索用のハッシュ。値のビット N (0..55) が立っていれば patc[N] がこの - // ハッシュに当たることを示している (この後完全一致で比較する必要はある)。 - std::array patc_hash_s {}; - std::array patc_hash_u {}; - // 現在の特権状態によって patc_hash_{s,u} のいずれかを指す - uint64 *patc_hash {}; - static int patc_hash_func(uint32 a) { - return (a >> 12) & 0xff; - } - // patc[] のうち空きエントリはビットを立てて示す - uint64 patc_free_map {}; // 次回追加する位置 int patc_next {}; + // BATC/PATC 混合のハッシュ。 + // 1エントリが 4KB の1ページを示し、4GB のメモリ空間全体あるので + // 1M 個 (x User/Supervisor で2倍)。 + // 各エントリは1バイトで、内容は以下の通り。 + // 0: BATC/PATC なし + // 0xff-0xf6: BATC #(~n) + // 1-56: PATC #(n-1) + // BATC は重複して設定することも可能だが、してはいけないとマニュアルに + // 書いてあるので、ここでも動作不定でよいことにする。 + // 前半 (0x00'0000..0x0f'ffff) が User モード用、 + // 後半 (0x10'0000..0x1f'ffff) が Supervisor モード用。 + inline uint32 addr2hash(bool issuper, uint32 addr) const; + void DumpATC(); + std::array atc_hash_all {}; + // 現在の特権状態によって atc_hash_all の [0] か [0x10'0000] を指す。 + uint8 *atc_hash {}; + // 統計 uint64 translate_total {}; std::array batc_hit {}; uint64 patc_hit {}; uint64 atc_miss {}; -#define M88200_STAT 1 +#define M88200_STAT #if defined(M88200_STAT) // 開発用の統計 - uint64 stat_patc_search {}; // ハッシュを引いた回数 - uint64 stat_patc_hit {}; // ヒットした回数 - uint64 stat_patc_miss1 {}; // ハッシュだけでミスした回数 - uint64 stat_patc_miss2 {}; // ビットを調べてミスした回数 uint64 stat_patc_create {}; // エントリ作成回数 uint64 stat_patc_invcmd_all {}; // Invalidate ALL 発行回数 uint64 stat_patc_invcmd_seg {}; // Invalidate Segment 発行回数 uint64 stat_patc_invcmd_page {}; // Invalidate Page 発行回数 uint64 stat_patc_invalidate {}; // 無効にした PATC の総数 - std::array stat_batc_hash_s {}; // BATC.S の衝突状況 - std::array stat_batc_hash_u {}; // BATC.U の衝突状況 #endif // @@ -559,22 +561,22 @@ class m88200 : public Object private: std::array setarray {}; // キャッシュラインにメモリから読み込む - uint64 ReadLine(m88200CacheSet& set, int line, uint32 tagaddr); + uint64 ReadLine(m88200CacheSet& set, uint line, uint32 tagaddr); // キャッシュラインをメモリに書き出す - uint64 CopyBackLine(m88200CacheSet& set, int line); + uint64 CopyBackLine(m88200CacheSet& set, uint line); public: // キャッシュに対して paddr の読み込みを行う uint64 CacheRead(uint32 paddr); // キャッシュに対して paddr への書き込みを行う - uint64 CacheWrite(uint32 paddr, uint32 data, int size); - uint64 CacheWriteHit(m88200CacheSet& set, int line, - uint32 paddr, uint32 data, int size); - uint64 CacheXmem(uint32 paddr, uint32 data, int size); + uint64 CacheWrite(uint32 paddr, uint32 data, uint size); + uint64 CacheWriteHit(m88200CacheSet& set, uint line, + uint32 paddr, uint32 data, uint size); + uint64 CacheXmem(uint32 paddr, uint32 data, uint size); // モニタスクリーン作成用 - void MonitorCacheSet(TextScreen&, int y, int setidx); - void MonitorCacheOverview(TextScreen&, int y, int cursor, bool is_gui); + void MonitorCacheSet(TextScreen&, int y, uint setidx); + void MonitorCacheOverview(TextScreen&, int y, uint cursor, bool is_gui); void MonitorCacheOverview(TextScreen& s, int y, bool is_gui) { MonitorCacheOverview(s, y, -1, is_gui); } @@ -587,16 +589,15 @@ class m88200 : public Object // これは static 関数 static m88200 *GetBusMaster() { return mbus_master; } - // この CMMU からのアクセスにウェイトを加算する (VM から使う) - void AddCycle(int32 cycle); - private: void MBusAcquire(); void MBusRelease() { } // 他 CMMU にスヌープさせる (バスマスタ側) - void MBusMakeSnoop(uint32, int); + void MBusMakeSnoop(uint32, uint); // バススヌープを行う (スレーブ側) - void Snoop(uint32, int); + void Snoop(uint32, uint); + + MainbusDevice *mainbus {}; // MBus を所有してる CMMU を指す。NULL なら解放。 // これは static 変数で全 m88200 で共有している