--- nono/vm/lunafb.cpp 2026/04/29 17:04:55 1.1 +++ nono/vm/lunafb.cpp 2026/04/29 17:05:10 1.1.1.2 @@ -4,16 +4,8 @@ // Licensed under nono-license.txt // -#include "lunafb.h" -#include "bt454.h" -#include "cgrom.h" -#include "mpu.h" - // -// ビットマッププレーン -// -// Lunafb の VRAM はロングワード単位でホストバイトオーダ配置なので、 -// バイトアクセス、ワードアクセス時は HLB(), HLW() マクロを使用のこと。 +// LUNA ビットマッププレーン // // SX-9100 のほうはこう書いてあってこっちが正しいようだ。 @@ -41,59 +33,85 @@ // ファンクションセットが 64バイトで折り返してるか未調査だが、 // b130'0000 も b133'0000 も 0xff が読めるのでこの範囲全域でミラーかも。 // b150'0000 以降(b1ff'ffffまで) は BUSERR のようだ。 -// -std::unique_ptr gLunafb; +// Lunafb の VRAM はロングワード単位でホストバイトオーダ配置なので、 +// バイトアクセス、ワードアクセス時は HLB(), HLW() マクロを使用のこと。 + +#include "lunafb.h" +#include "bt454.h" +#include "cgrom.h" +#include "config.h" +#include "mpu.h" +// コンストラクタ LunafbDevice::LunafbDevice() - : inherited("Lunafb") + : inherited("Lunafb", 2048, 1024) { devaddr = 0xb1000000; - monitor.func = (MonitorCallback_t)&LunafbDevice::MonitorUpdate; + modify_mask = 0xffff; + + monitor.func = ToMonitorCallback(&LunafbDevice::MonitorUpdate); monitor.SetSize(42, 11); - monitor.Regist(ID_MONITOR_LUNAFB); + monitor.Regist(ID_MONITOR_LUNAVC); } +// デストラクタ LunafbDevice::~LunafbDevice() { } +// 初期化。 +// +// 呼び出し順が際どいので注意。Lunafb::Init() と BT454::Init() とが相互に +// 参照しているが、このうち Lunafb::Init() が呼んでる BT454::GetHostPalette() +// は BT454::Init() 実行前でも取得できる。逆に BT454::Init() が呼んでる +// Lunafb::GetPlaneCount() は Lunafb::Init() の後でないと行えないので、 +// vm_luna.cpp での初期化順は PlaneVRAM -> BT454 の順を維持すること。 bool LunafbDevice::Init() { - // XXX とりあえず。実際は設定による - nplane = 1; + const ConfigItem& item = gConfig->Find("luna-video-plane"); + if (item.TryInt(&nplane) == false) { + item.Err(); + return false; + } + if (nplane != 1 && nplane != 4) { + item.Err("must be 1 or 4"); + return false; + } + plane_end = plane0base + 0x40000 * nplane; // プレーン数によってメモリを確保 mem.reset(new uint8 [0x40000 * nplane]); - return true; -} + // ホストパレットを取得。 + palette = gBT454->GetHostPalette(); -bool -LunafbDevice::PowerOn() -{ - // XXX 実際は不定値だと思うけど、観測手段がないのでとりあえず。 - memset(&mem[0], 0xff, 0x40000 * nplane); return true; } +// 電源オン/リセット void -LunafbDevice::ResetHard() +LunafbDevice::ResetHard(bool poweron) { + if (poweron) { + // XXX 実際は不定値だと思うけど、観測手段がないのでとりあえず。 + memset(&mem[0], 0xff, 0x40000 * nplane); + } + // 厳密にどの時点でリセットされるのかは知らないけど bmsel = 0; // XXX 初期値の観測は困難なので適当 rfcnt = 0; - hscroll = 0; - vscroll = 0; + xscroll = 0; + yscroll = 0; for (int i = 0; i < MAX_PLANES; i++) { - fcs[i] = 5; - mask[i] = 0xffffffff; + fcset[i] = 5; + fcmask[i] = 0xffffffff; } // XXX ここ? @@ -188,6 +206,7 @@ LunafbDevice::Write8(uint32 addr, uint32 // ビットマッププレーンN putlog(2, "プレーン%d書き込み $%08x <- $%02x", plane, addr, data); WritePlane8(plane, offset, data); + SetDirty(offset); return 0; } // HW 設定によっては存在しないプレーンへの書き込み @@ -239,6 +258,7 @@ LunafbDevice::Write16(uint32 addr, uint3 // ビットマッププレーンN putlog(2, "プレーン%d書き込み $%08x <- $%04x", plane, addr, data); WritePlane16(plane, offset, data); + SetDirty(offset); return 0; } // HW 設定によっては存在しないプレーンへの書き込み @@ -290,6 +310,7 @@ LunafbDevice::Write32(uint32 addr, uint3 // ビットマッププレーンN putlog(3, "プレーン%d書き込み $%08x <- $%08x", plane, addr, data); WritePlane32(plane, offset, data); + SetDirty(offset); return 0; } // HW 設定によっては存在しないプレーンへの書き込み @@ -303,12 +324,7 @@ LunafbDevice::Write32(uint32 addr, uint3 uint rop = (addr & 0x3f) / 4; putlog(2, "共通FCSet 書き込み $%08x <- $%08x (%s)", addr, data, RopStr(rop)); - for (int i = 0; i < nplane; i++) { - if ((bmsel & (1 << i))) { - fcs[i] = rop; - mask[i] = data; - } - } + WriteCommonFCSet(rop, data); return 0; } @@ -321,8 +337,8 @@ LunafbDevice::Write32(uint32 addr, uint3 uint rop = (addr & 0x3f) / 4; putlog(2, "FCSet%d書き込み $%08x <- $%08x (%s)", plane, addr, data, RopStr(rop)); - fcs[plane] = rop; - mask[plane] = data; + fcset[plane] = rop; + fcmask[plane] = data; return 0; } // HW 設定によっては存在しない FCSet への書き込み @@ -360,14 +376,14 @@ LunafbDevice::MonitorUpdate(Monitor *, T // BMSEL=$4 ROP Mask RGB RGB // Plane#0 Sel THRU $ffffffff $0:RGB $8:RGB screen.Print(0, 0, "RFCNT: $%08x (X=%ddot, Y=%ddot)", - rfcnt, hscroll, vscroll); + rfcnt, xscroll, yscroll); screen.Print(3, 2, "BMSEL=$%x ROP Mask", bmsel); for (i = 0; i < nplane; i++) { screen.Print(0, 3 + i, "Plane#%d %s %s $%08x", i, (bmsel & (1 << i)) ? "Sel" : "---", - RopStr(fcs[i]), mask[i]); + RopStr(fcset[i]), fcmask[i]); } for (; i < MAX_PLANES; i++) { screen.Print(0, 3 + i, TA::Disable, "Plane#%d (Not installed)", i); @@ -388,13 +404,46 @@ LunafbDevice::MonitorUpdate(Monitor *, T } } -// 全画面の更新フラグを立てる -void -LunafbDevice::Invalidate() -{ - for (int i = 0; i < 1024; i++) { - atomic_dirty[i] = 1; - } +// offset の位置に対応する更新フラグを立てる。 +// offset はプレーン先頭から (VRAM 先頭からでも同じ) のバイトオフセット。 +inline void +LunafbDevice::SetDirty(uint32 offset) +{ + // VRAM は横 2048 ドット(256バイト) x 縦 1024 ドットで、これを + // 横 128 ドット(16バイト) x 縦 16 ドットずつのブロックに分割する。 + // ブロック数は横 16個 x 縦 64個。 + // + // 1 0 + // 4 3 2 1 0 f e d c b a 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 + // +-----------+-------+-------+-------+-----+ + // VRAM | Y座標 (1024dot) | X (256byte) : 8bit| + // +-----------+-------+-------+-------+-----+ + // : : : : : + // +-----------+-------+-------+-------------+ + // Block | Y(64blks) | 16dot | X(16) | 128dot | *: X は 16 blocks + // +-----------+-------+-------+-------------+ + // ＼ ＼ | | + // ＼ ＼ | | + // ＼ ＼ | | + // +-----------+-------+ + // Dirty | Y(64blks) | X(16) | + // +-----------+-------+ + // 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 + + // x 座標(バイト単位 8 bit)の上位 4 bit + int x = (offset >> 4) & 0x0f; + // y 座標(10bit) の上位 6 bit + int y = (offset >> 8) & 0x3f0; + + // からインデックスを求める + int b = x + y; + + dirty[b] = 1; + +#if defined(PERF_HIT) + // どのロングワードが更新されたか + dirty_word[offset >> 2] = true; +#endif } // RFCNT への書き込み @@ -410,17 +459,17 @@ LunafbDevice::WriteRFCNT(uint32 data) // XXX 193 以上を指定するとどうなるのか (とりあえずほっとく) // 実機の挙動を目分量で見ると、右にはみ出た部分は // 256 ラスタ先のラスタデータを描画しているようだ。 - hscroll = ((rfcnt >> 16) & 0xff) + 8; - hscroll *= 4; + xscroll = ((rfcnt >> 16) & 0xff) + 8; + xscroll *= 4; // ラスタ(垂直)カウンタ - vscroll = (rfcnt + 26) & 0x3ff; + yscroll = (rfcnt + 26) & 0x3ff; // 全画面更新 Invalidate(); putlog(1, "RFCNT <- $%08x (水平 %ddot, 垂直 %ddot)", - data, hscroll, vscroll); + data, xscroll, yscroll); } // 共通ビットマッププレーン バイト書き込み @@ -434,6 +483,7 @@ LunafbDevice::WriteCommonBitmap8(uint32 WritePlane8(i, offset, data); } } + SetDirty(offset); } // 共通ビットマッププレーン ワード書き込み @@ -447,6 +497,7 @@ LunafbDevice::WriteCommonBitmap16(uint32 WritePlane16(i, offset, data); } } + SetDirty(offset); } // 共通ビットマッププレーン ロング書き込み @@ -460,62 +511,86 @@ LunafbDevice::WriteCommonBitmap32(uint32 WritePlane32(i, offset, data); } } + SetDirty(offset); } -static inline uint32 -RasterOp(uint rop, uint32 data, uint32 m) +// 共通ファンクションセット設定 +void +LunafbDevice::WriteCommonFCSet(uint rop, uint32 data) +{ + for (int i = 0; i < nplane; i++) { + if ((bmsel & (1 << i))) { + fcset[i] = rop; + fcmask[i] = data; + } + } +} + +// 現在の VRAM の値 vram と、書き込まれた値 data から +// 演算後 VRAM に書き戻すことになる値を返す。 +// ここではマスクはまだ評価しない。 +/*static*/ uint32 +LunafbDevice::RasterOp(uint rop, uint32 vram, uint32 data) { switch (rop) { - case 0: // ZERO - data = 0; + case ROP::ZERO: + vram = 0; break; - case 1: // AND1 - data &= m; + case ROP::AND1: + vram = vram & data; break; - case 2: // AND2 - data = ~data & m; + case ROP::AND2: + vram = vram & ~data; break; - case 3: // 使用不可 - // 本当はここにシリアルモード変更コマンドがあるらしい - data = m; + case ROP::cmd: + // 使用不可。本当はここにシリアルモード変更コマンドがあるらしい。 + + // ログを出すためにはインスタンスが必要だが、普段は static 関数で + // 十分なので、ログを出す時だけグローバルインスタンスを参照する。 + if (gPlaneVRAM->loglevel >= 0) { + gPlaneVRAM->putlogn("ROP 3 is used"); + } break; - case 4: // AND3 - data &= ~m; + case ROP::AND3: + vram = ~vram & data; break; - case 5: // THROUGH + case ROP::THRU: + vram = data; break; - case 6: // EOR - data ^= m; + case ROP::EOR: + vram = vram ^ data; break; - case 7: // OR1 - data |= m; + case ROP::OR1: + vram = vram | data; break; - case 8: // NOR - data = ~data & ~m; + case ROP::NOR: + vram = ~vram & ~data; break; - case 9: // ENOR - data = (data & m) | (~data & ~m); + case ROP::ENOR: + vram = (vram & data) | (~vram & ~data); break; - case 10: // INV1 - data = ~data; + case ROP::INV1: + vram = ~data; break; - case 11: // OR2 - data = ~data | m; + case ROP::OR2: + vram = vram | ~data; break; - case 12: // INV2 - data = ~m; + case ROP::INV2: + vram = ~vram; break; - case 13: // OR3 - data |= ~m; + case ROP::OR3: + vram = ~vram | data; break; - case 14: // NAND - data = ~data | ~m; + case ROP::NAND: + vram = ~vram | ~data; break; - case 15: // ONE - data = 0xffffffff; + case ROP::ONE: + vram = 0xffffffff; break; + default: + __unreachable(); } - return data; + return vram; } // ROP 文字列を返す @@ -543,53 +618,55 @@ LunafbDevice::RopStr(uint rop) return ropstr[rop]; } -// プレーン バイト書き込み +// 個別プレーンへのバイト書き込み +// (dirty は変更しない) void LunafbDevice::WritePlane8(uint plane, uint32 offset, uint32 data) { uint32 memoffset = plane * 0x40000 + offset; - uint32 m; - uint32 mask8; + uint32 vram; + uint32 mask; - m = mem[HLB(memoffset)]; - data = RasterOp(fcs[plane], data, m); - mask8 = mask[plane] >> (24 - (memoffset & 3) * 8); - mem[HLB(memoffset)] = (data & mask8) | (m & ~mask8); - atomic_dirty[offset / 256] = 1; + vram = mem[HLB(memoffset)]; + data = RasterOp(fcset[plane], vram, data); + mask = fcmask[plane] >> (24 - (memoffset & 3) * 8); + mem[HLB(memoffset)] = (data & mask) | (vram & ~mask); } -// プレーン ワード書き込み +// 個別プレーンへのワード書き込み +// (dirty は変更しない) void LunafbDevice::WritePlane16(uint plane, uint32 offset, uint32 data) { uint32 memoffset = plane * 0x40000 + offset; - uint32 m; - uint32 mask16; + uint32 vram; + uint32 mask; - m = *(uint16 *)&mem[HLW(memoffset)]; - data = RasterOp(fcs[plane], data, m); + vram = *(uint16 *)&mem[HLW(memoffset)]; + data = RasterOp(fcset[plane], vram, data); if ((memoffset & 2) == 0) { // 上位ワード - mask16 = mask[plane] >> 16; + mask = fcmask[plane] >> 16; } else { // 下位ワード - mask16 = mask[plane]; + mask = fcmask[plane]; } - *(uint16 *)&mem[HLW(memoffset)] = (data & mask16) | (m & ~mask16); - atomic_dirty[offset / 256] = 1; + *(uint16 *)&mem[HLW(memoffset)] = (data & mask) | (vram & ~mask); } -// プレーン ロングワード書き込み +// 個別プレーンへのロングワード書き込み +// (dirty は変更しない) void LunafbDevice::WritePlane32(uint plane, uint32 offset, uint32 data) { uint32 memoffset = plane * 0x40000 + offset; - uint32 m; + uint32 vram; + uint32 mask; - m = *(uint32 *)&mem[memoffset]; - data = RasterOp(fcs[plane], data, m); - *(uint32 *)&mem[memoffset] = (data & mask[plane]) | (m & ~mask[plane]); - atomic_dirty[offset / 256] = 1; + vram = *(uint32 *)&mem[memoffset]; + data = RasterOp(fcset[plane], vram, data); + mask = fcmask[plane]; + *(uint32 *)&mem[memoffset] = (data & mask) | (vram & ~mask); } @@ -597,126 +674,105 @@ LunafbDevice::WritePlane32(uint plane, u // // VM 内からの操作ではなく、エミュレータ本体から画面を操作する // エミュレーション ROM によるモニタコンソール用の機能。 -// サービスを使いたい側 (EmuROM など) が任意の大きさの TextScreen を -// 用意し EmuConsoleOpen() をコールすると (現在のパレットのまま) 画面を -// クリアし、画面中央をこのテキスト VRAM の表示エリアとみなす。 -// 以降は EmuConsoleUpdate() で TextScreen の内容に従って画面を更新し、 -// 使用後は EmuConsoleClose() で再び画面をクリア (およびリソースの解放) を -// すること。 - -// エミュレータによる出力開始 -void -LunafbDevice::EmuConsoleOpen(TextScreen *t) -{ - textscr = t; - - screen_w = textscr->GetCol(); - screen_h = textscr->GetRow(); - prev.resize(screen_w * screen_h); - for (int i = 0; i < screen_w * screen_h; i++) { - prev[i] = 0x0020; - } - - // ざっくりセンタリングする - origin_x = (1280 - screen_w * 12) / 2; - origin_y = (1024 - screen_h * 24) / 2; - // ただし横は 48ドット境界から始める - // こうすると1(,2)文字目の24ビットが必ずワード境界から始まる。 - origin_x = (origin_x / 48) * 48; +// サービスを使いたい側 (EmuROM など) は EmuInitScreen() をコールすると +// (現在のパレットのまま) 画面をクリアする。 +// 以降は EmuPutc() で文字を表示する。 +// エミュレータ出力用に画面を初期化する +void +LunafbDevice::EmuInitScreen() +{ // 同時書き込み設定 bmsel = (1 << nplane) - 1; + // ROP を初期化 + WriteCommonFCSet(ROP::THRU, 0xffffffff); + // 全画面をクリア - for (uint32 addr = 0xb1080000; addr < 0xb10c0000; addr += 4) { - WriteCommonBitmap32(addr, 0); + EmuFill(0, 0, 2048, 1024, 0); +} + +// 矩形領域を data で埋める。 +void +LunafbDevice::EmuFill(uint x, uint y, uint w, uint h, uint32 data) +{ + // ロングワードアラインしていないケースは対応しない + assert(x % 32 == 0); + assert(w % 32 == 0); + + for (uint py = y; py < y + h; py++) { + uint32 addr = 0xb1080000 + (x / 32) * 4 + py * 256; + for (uint px = x; px < x + w; px += 32) { + WriteCommonBitmap32(addr, data); + addr += 4; + } } } -// エミュレータによる出力終了 +// ピクセル座標 x, y を左上として文字 c を出力。 +// 文字が VRAM からはみ出ないようにすること。 void -LunafbDevice::EmuConsoleClose() +LunafbDevice::EmuPutc(uint x, uint y, uint c) { - // 全画面をクリア - for (uint32 addr = 0xb1080000; addr < 0xb10c0000; addr += 4) { - WriteCommonBitmap32(addr, 0); + EmuPutc(x, y, c, ROP::THRU); +} + +// ピクセル座標 x, y を左上として文字 c を出力。 +// 文字が VRAM からはみ出ないようにすること。 +void +LunafbDevice::EmuPutc(uint x, uint y, uint c, int rop) +{ + uint32 addr = 0xb1080000 + (x / 32) * 4 + y * 256; + uint32 bofs = x % 32; + + // マスク設定。上から 12bit にマスクを置いといて.. + union64 mask {}; + mask.h = 0xfff00000; + + // うまい具合にシフト + mask.q >>= bofs; + + // その文字のフォントデータ上でのアドレス + const uint8 * const fontaddr = BuiltinCGROM::Get12x24(c & 0xff); + + for (int i = 0; i < 24; i++) { + // その文字のフォントデータ。 + // データは MSB 側 12bit に入っているのでこれを 64bit MSB 詰めにする + union64 data {}; + data.h = be16toh(*(const uint16*)(fontaddr + i * 2)) << 16; + + // うまい具合にシフト + data.q >>= bofs; + + WriteCommonFCSet(rop, mask.h); + WriteCommonBitmap32(addr, data.h); + if (mask.l) { + WriteCommonFCSet(rop, mask.l); + WriteCommonBitmap32(addr + 4, data.l); + } + addr += 256; // 1ライン進める } - // 同時書き込みも元に戻す - bmsel = 0; - textscr = NULL; - prev.clear(); + // ROP を元に戻す + WriteCommonFCSet(ROP::THRU, 0xffffffff); } -// エミュレータによる出力 -// ts が出力するテキスト情報、oldts は前回の情報。 +// 画面を縦スクロールさせる。上スクロールのみサポート。 void -LunafbDevice::EmuConsoleUpdate() +LunafbDevice::EmuScrollY(uint dy, uint sy, uint h) { - auto& text = textscr->GetBuf(); - - // 12ドットフォントなので2文字ずつ (24ビットずつ) 更新する - for (int y = 0; y < screen_h; y++) { - for (int x = 0; x < screen_w; x += 2) { - // 2文字分の文字と属性 - uint32 t32 = *(const uint32 *)&text[y * screen_w + x]; - uint32 p32 = *(const uint32 *)&prev[y * screen_w + x]; - if (t32 == p32) { - continue; - } - // ここからは変更があったので出力 - *(uint32 *)&prev[y * screen_w + x] = t32; - // 2文字分として直接32ビットキャストして取り出した t32 だと - // エンディアンによって上下が変わるので、ここでは改めて - // 順序通りに2回取り出す - uint32 ch0 = text[y * screen_w + x]; - uint32 ch1 = text[y * screen_w + x + 1]; - // その文字のフォントデータ上でのオフセット - const uint8 * const fo0 = BuiltinCGROM::Get12x24(ch0 & 0xff); - const uint8 * const fo1 = BuiltinCGROM::Get12x24(ch1 & 0xff); - - // 1,2文字目なら true、3,4文字目なら false - bool evenpair = ((x & 2) == 0); - - // ビットマップ上の書き始めアドレス - uint32 addr = 0xb1080000 + - ((origin_y + y * 24) * 256) + - ((origin_x + x * 12) / 8); - - for (int i = 0; i < 24; i++) { - // その文字のフォントデータ - uint32 fdat0 = be16toh(*(const uint16*)(fo0 + i * 2)); - uint32 fdat1 = be16toh(*(const uint16*)(fo1 + i * 2)); - - // 属性はとりあえず反転のみサポート - if ((ch0 & TA::On)) { - fdat0 = ~fdat0 & 0xfff0; - } - if ((ch1 & TA::On)) { - fdat1 = ~fdat1 & 0xfff0; - } - - // 1文字目と2文字目を組み合わせて 24bit にする - uint32 data = (fdat0 << 8) | (fdat1 >> 4); - - // 書き込みは一度に 3バイトずつになるので、 - // 効率化のため上位下位ペアで書き込みパターンを変える。 - // - // | chr1 | chr2 | chr3 | chr4 | - // +----+----+----+----+----+----+ - // | +0 | +1 | +2 | +3 | +4 | +5 | - // +----+----+----+----+----+----+ - // |<-.Word->|<.B>|<.B>|<-.Word->| - if (evenpair) { - WriteCommonBitmap16(addr, data >> 8); - WriteCommonBitmap8(addr + 2, data & 0xff); - } else { - WriteCommonBitmap8(addr, data >> 16); - WriteCommonBitmap16(addr + 1, data & 0xffff); - } + assert(dy < sy); - addr += 256; // 1ライン進める - } + uint32 da = dy * 256; + uint32 sa = sy * 256; + + for (uint y = 0; y < h; y++) { + for (int i = 0; i < nplane; i++) { + memcpy(&mem[da + i * 0x40000], &mem[sa + i * 0x40000], 160); } + da += 256; + sa += 256; } + + Invalidate(); }