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Up to [Isaki's NoNo m68k/m88k emulator] / nono / vm|
Return to mpu64180.cpp CVS log | Up to [Isaki's NoNo m68k/m88k emulator] / nono / vm |
1.1 root 1: //
2: // nono
3: // Copyright (C) 2022 nono project
4: // Licensed under nono-license.txt
5: //
6:
7: //
8: // MPU (HD647180)
9: //
10:
11: #include "mpu64180.h"
12: #include "debugger.h"
13: #include "hd647180.h"
14: #include "pio.h"
15: #include "scheduler.h"
16: #include "xpbus.h"
17:
18: // コンストラクタ
19: MPU64180Device::MPU64180Device()
20: : inherited(OBJ_MPUXP)
21: {
22: ClearAlias();
23: AddAlias("XP");
24: AddAlias("HD647180");
25:
26: // 6.144MHz = 162.7604… [nsec]
27: clock_nsec = 163;
28:
29: // 命令実行イベント。func, time は都度設定する。
30: exec_event.Regist("XP(HD647180) Execute");
31:
32: // タイマーイベント。time は都度設定する。
33: timer_event.func = ToEventCallback(&MPU64180Device::TimerCallback);
34: timer_event.Regist("XP(HD647180) Timer");
35:
36: // レジスタモニター
37: reg_monitor.func = ToMonitorCallback(&MPU64180Device::MonitorUpdateReg);
38: reg_monitor.SetSize(38, 6);
39: reg_monitor.Regist(ID_MONITOR_XPREG);
40:
41: // I/O モニター
42: io_monitor.func = ToMonitorCallback(&MPU64180Device::MonitorUpdateIO);
43: io_monitor.SetSize(55, 20);
44: io_monitor.Regist(ID_MONITOR_XPIO);
45:
46: // 割り込みモニター
47: intr_monitor.func = ToMonitorCallback(&MPU64180Device::MonitorUpdateIntr);
48: intr_monitor.SetSize(64, 18);
49: intr_monitor.Regist(ID_MONITOR_XPINTR);
50: }
51:
52: // デストラクタ
53: MPU64180Device::~MPU64180Device()
54: {
55: }
56:
57: // ログ表示を差し替える。
58: // こっちでは XP の PC を表示したい。
59: void
60: MPU64180Device::putlogn(const char *fmt, ...) const
61: {
62: char buf[1024];
63: va_list ap;
64: uint64 vt;
65: int len;
66:
67: vt = scheduler->GetVirtTime();
68: len = snprintf(buf, sizeof(buf), "%4d.%03d'%03d'%03d %04x %s ",
69: (int)(vt / 1000 / 1000 / 1000),
70: (int)((vt / 1000 / 1000) % 1000),
71: (int)((vt / 1000) % 1000),
72: (int)(vt % 1000),
73: GetPPC(),
74: GetName().c_str());
75:
76: va_start(ap, fmt);
77: vsnprintf(buf + len, sizeof(buf) - len, fmt, ap);
78: va_end(ap);
79:
80: WriteLog(buf);
81: }
82:
83: // 初期化
84: bool
85: MPU64180Device::Init()
86: {
87: if (inherited::Init() == false) {
88: return false;
89: }
90:
91: debugger = GetDebugger();
92: pio0 = GetPIO0Device();
93: xpbus = GetXPbusDevice();
94:
95: scheduler->ConnectMessage(MessageID::MPU_TRACE_XP, this,
96: ToMessageCallback(&MPU64180Device::TraceMessage));
97:
98: return true;
99: }
100:
101: // こっちは本体リセットと電源オン
102: void
103: MPU64180Device::ResetHard(bool poweron)
104: {
105: if (poweron) {
106: used_cycle = 0;
107:
108: // 履歴は電源オン時だけ初期化。
109: exhist.Clear();
110: brhist.Clear();
111: }
112:
113: // リセット信号でさすがにリセットされるよな?
114: Reset();
115: }
116:
117: // RESET 信号を変化させる。
118: // new_reset が true ならアサート、false ならネゲート。
119: void
120: MPU64180Device::ChangeRESET(bool new_reset)
121: {
122: if (new_reset) {
123: AssertRESET();
124: } else {
125: NegateRESET();
126: }
127: }
128:
129: // RESET 信号をアサートする。
130: void
131: MPU64180Device::AssertRESET()
132: {
133: if (opmode != OpMode::Reset) {
134: Reset();
135: }
136: }
137:
138: // RESET 信号をネゲートする。
139: void
140: MPU64180Device::NegateRESET()
141: {
142: if (opmode == OpMode::Reset) {
143: // リセット解除がタイマーの開始時刻
144: timer_epoch = scheduler->GetVirtTime();
145:
146: EnterNormal();
147: }
148: }
149:
150: // プロセッサをリセット
151: // (どうすべ)
152: void
153: MPU64180Device::Reset()
154: {
155: putlog(1, "RESET");
156: opmode = OpMode::Reset;
157:
158: // 命令実行サイクルを停止
159: exec_event.SetName("XP(HD647180) Reset");
160: scheduler->StopEvent(exec_event);
161:
162: // 汎用レジスタの値は不定。目印として $cc で埋めておく。
163: memset((void *)®, 0xcc, sizeof(reg));
164: reg.f.Set(0xcc);
165: reg.ex.f.Set(0xcc);
166:
167: ppc = 0;
168: reg.pc = 0;
169: reg.sp = 0;
170: reg_i = 0;
171: reg_r = 0;
172: ief1 = false;
173: ief2 = false;
174: int0mode = 0;
175:
176: for (int i = 0; i < timer.size(); i++) {
177: timer[i].reload = 0xffff;
178: timer[i].count = 0xffff;
179: timer[i].running = false;
180: timer[i].intr_enable = false;
181: timer[i].tif = 0;
182: // 一時レジスタの初期値は定義されてないがとりあえず
183: timer[i].tmpcount = 0xffff;
184: }
185: MakeActiveTimer();
186: timer_toc = 0;
187: scheduler->StopEvent(timer_event);
188:
189: memwait = 3;
190: iowait = 4;
191: dcntl = 0;
192: itc_trap = false;
193: itc_ufo = false;
194: itc_ite0 = true; // ITE0 は初期値 1
195: itc_ite1 = false;
196: itc_ite2 = false;
197: rcr = 0xfc;
198: commbase = 0;
199: bankbase = 0;
200: commarea = 0xf000;
201: bankarea = 0x0000;
202: io_address = 0x00;
203:
204: memset(&int_counter, 0, sizeof(int_counter));
205:
206: xpbus->SetRMCR(0xf0);
207: }
208:
209: // ノーマルモードに入る。
210: void
211: MPU64180Device::EnterNormal()
212: {
213: putlog(1, "Normal mode");
214: opmode = OpMode::Normal;
215:
216: SetExec(ToEventCallback(&MPU64180Device::ExecNormal));
217: exec_event.SetName("XP(HD647180) Execute");
218:
219: // 3 クロック後から通常サイクル開始? (HD647180.pdf, p23)
220: exec_event.time = 3 * clock_nsec;
221: scheduler->RestartEvent(exec_event);
222: }
223:
224: // スリープモードに入る。(SLP 命令から呼ばれる)
225: void
226: MPU64180Device::EnterSleep()
227: {
228: // ExecNormal() 内で StartEvent() をしないに分岐するのは無駄が多いので、
229: // ここでは一旦コールバックだけ差し替えて、イベントを停止する。
230: SetExec(ToEventCallback(&MPU64180Device::ExecSleep));
231: exec_event.SetName("XP(HD647180) Sleep");
232: exec_event.time = 0;
233:
234: // 内蔵デバイスのイベントも停止する。
235: scheduler->StopEvent(timer_event);
236: }
237:
238: // スリープモードから抜ける。
239: void
240: MPU64180Device::EnterWakeup()
241: {
242: // 復帰処理のため一旦 Wakeup へ。
243: SetExec(ToEventCallback(&MPU64180Device::ExecWakeup));
244: exec_event.time = 3 * clock_nsec;
245:
246: scheduler->StartEvent(exec_event);
247: }
248:
249: // スリープに入る時のイベント
250: void
251: MPU64180Device::ExecSleep(Event& ev)
252: {
253: // 実行イベントを停止する。(StartEvent() を呼ばない)
254: }
255:
256: // スリープから復帰するイベント
257: void
258: MPU64180Device::ExecWakeup(Event& ev)
259: {
260: // EI なら、割り込み処理から再開。
261: // DI なら、次の命令から再開。
262: if (GetIEF1()) {
263: DoInterrupt();
264: }
265:
266: EnterNormal();
267: }
268:
269: // MPU トレース状態設定要求メッセージ
270: void
271: MPU64180Device::TraceMessage(MessageID msgid, uint32 arg)
272: {
273: // リセット中は SetTrace しない
274: if (opmode == OpMode::Reset) {
275: return;
276: }
277:
278: // デバッガから MPU のトレース状態を設定してくれと言われた
279: SetTrace((bool)arg);
280: }
281:
282: // トレース実行
283: void
284: MPU64180Device::ExecTrace(Event& ev)
285: {
286: debugger->ExecXP();
287: (this->*exec_func)(ev);
288: }
289:
290: // 実行コールバックを設定する。
291: void
292: MPU64180Device::SetExec(EventCallback_t new_exec)
293: {
294: exec_func = new_exec;
295:
296: if (exec_event.func != ToEventCallback(&MPU64180Device::ExecTrace)) {
297: exec_event.func = exec_func;
298: }
299: }
300:
301: // トレース状態を設定する。
302: void
303: MPU64180Device::SetTrace(bool enable)
304: {
305: EventCallback_t func;
306:
307: if (enable) {
308: func = ToEventCallback(&MPU64180Device::ExecTrace);
309: } else {
310: func = exec_func;
311: }
312: exec_event.func = func;
313: }
314:
315: // IX/IY 分を考慮したサイクル数
316: void
317: MPU64180Device::CYCLE_IX(int cycle_hl, int cycle_ix)
318: {
319: if (__predict_true(ixiy == USE_HL)) {
320: used_cycle += cycle_hl;
321: } else {
322: used_cycle += cycle_ix;
323: }
324: }
325:
326: uint32
327: MPU64180Device::Fetch8()
328: {
329: uint8 data = Read8(reg.pc++);
330: ops.push_back(data);
331: if (__predict_false(reg.pc > 0xffff)) {
332: reg.pc = 0;
333: }
334: return data;
335: }
336:
337: uint32
338: MPU64180Device::Read8(uint32 laddr)
339: {
340: uint32 paddr = Translate(laddr);
341: // XXX 内蔵 RAM はノーウェイト
342: CYCLE(memwait);
343: return xpbus->Read8(paddr);
344: }
345:
346: uint32
347: MPU64180Device::Write8(uint32 laddr, uint32 data)
348: {
349: uint32 paddr = Translate(laddr);
350: // XXX 内蔵 RAM はノーウェイト
351: CYCLE(memwait);
352: return xpbus->Write8(paddr, data);
353: }
354:
355: uint32
356: MPU64180Device::Peek8(uint32 laddr) const
357: {
358: uint32 addr = TranslatePeek(laddr);
359: return xpbus->Peek8(addr);
360: }
361:
362: uint32
363: MPU64180Device::Peek16(uint32 laddr) const
364: {
365: uint32 data;
366: data = Peek8(laddr);
367: data |= Peek8(laddr + 1) << 8;
368: return data;
369: }
370:
371: // アドレス変換
372: uint32
373: MPU64180Device::Translate(uint32 laddr) const
374: {
375: uint32 paddr;
376:
377: paddr = TranslatePeek(laddr);
378: putlog(3, "Translate: $%04x -> $%05x", laddr, paddr);
379: return paddr;
380: }
381:
382: // アドレス変換 (デバッガ用)
383: uint64
384: MPU64180Device::TranslatePeek(uint32 laddr) const
385: {
386: uint32 paddr;
387:
388: // 論理アドレスから物理アドレスへの変換
389: if (laddr >= commarea) {
390: // Common Area 1
391: paddr = commbase + laddr;
392: } else if (laddr >= bankarea) {
393: // Bank Area
394: paddr = bankbase + laddr;
395: } else {
396: // Common Area 0
397: paddr = laddr;
398: }
399:
400: return paddr;
401: }
402:
403: // MSXDOS エミュレーションのコールバックを指定
404: void
405: MPU64180Device::SetSYSCALLCallback(void (*callback)(void *), void *arg)
406: {
407: syscall_callback = callback;
408: syscall_arg = arg;
409: }
410:
411: void
412: MPU64180Device::MonitorUpdateReg(Monitor *, TextScreen& screen)
413: {
414: screen.Clear();
415:
416: // 0 1 2 3
417: // 012345678901234567890123456789012345678
418: // AF:00 00 (------) PC:8000 AF':00 00
419: // BC:00 00 SP:8000 BC':00 00
420: // DE:00 00 IX:0000 I:00 DE':00 00
421: // HL:00 00 IY:0000 R:00 HL':00 00
422: //
423: // Operation Mode: Normal
424:
425: hd64180reg tmp = reg;
426:
427: screen.Print(0, 0, "AF:%02x %02x", tmp.a, tmp.f.Get());
428: screen.Print(0, 1, "BC:%02x %02x", tmp.b, tmp.c);
429: screen.Print(0, 2, "DE:%02x %02x", tmp.d, tmp.e);
430: screen.Print(0, 3, "HL:%02x %02x", tmp.h, tmp.l);
431:
432: screen.Print(9, 0, "(%c%c%c%c%c%c)",
433: tmp.f.IsS() ? 'S' : '-',
434: tmp.f.IsZ() ? 'Z' : '-',
435: tmp.f.IsH() ? 'H' : '-',
436: tmp.f.IsV() ? 'V' : (tmp.f.IsP() ? 'P' : '-'),
437: tmp.f.IsN() ? 'N' : '-',
438: tmp.f.IsC() ? 'C' : '-');
439: screen.Print(10, 2, "IX:%04x", tmp.ix);
440: screen.Print(10, 3, "IY:%04x", tmp.iy);
441:
442: screen.Print(19, 0, "PC:%04x", tmp.pc);
443: screen.Print(19, 1, "SP:%04x", tmp.sp);
444: screen.Print(20, 2, "I:%02x", reg_i);
445: screen.Print(20, 3, "R:%02x", GetR());
446:
447: screen.Print(29, 0, "AF':%02x %02x", tmp.ex.a, tmp.ex.f.Get());
448: screen.Print(29, 1, "BC':%02x %02x", tmp.ex.b, tmp.ex.c);
449: screen.Print(29, 2, "DE':%02x %02x", tmp.ex.d, tmp.ex.e);
450: screen.Print(29, 3, "HL':%02x %02x", tmp.ex.h, tmp.ex.l);
451:
452: screen.Puts(0, 5, "Operation Mode:");
453: screen.Puts(16, 5, (opmode == OpMode::Reset) ? TA::On : TA::Normal,
454: opmode_names[(int)opmode]);
455: }
456:
457: /*static*/ const char * const
458: MPU64180Device::opmode_names[] = {
459: "Reset",
460: "Normal",
461: "Halt",
462: "Sleep",
463: };
464:
465: void
466: MPU64180Device::MonitorUpdateIO(Monitor *, TextScreen& screen)
467: {
468: int y;
469: uint32 val;
470:
471: screen.Clear();
472:
473: /*
474: 0 1 2 3 4 5 6 7
475: 01234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789
476: <MMU>
477: 38H CBR = $20: Common Base Addr = $20000
478: 39H BBR = $00: Bank Base Addr = $00000
479: 3AH CBAR = $83: Common Area = $8000
480: Bank Area = $3000
481: 51H RMCR = $00: RAM Address = $00000
482: */
483: y = 0;
484: screen.Puts(0, y++, "<DMA and wait>");
485: val = PeekDCNTL();
486: screen.Print(0, y, "32H DCNTL= $%02x:", val);
487: screen.Print(16, y, "MemWait=%d", memwait);
488: screen.Print(26, y, "IOWait=%d", iowait);
489: y++;
490:
491: screen.Puts(0, y++, "<Interrupt Control>");
492: screen.Print(0, y++, "33H IL = $%02x", intvec_low);
493:
494: val = PeekITC();
495: screen.Print(0, y, "34H ITC = $%02x:", val);
496: static const char * const itc_str[] = {
497: "TRAP", "UFO", "----", "----", "----", "ITE2", "ITE1", "ITE0"
498: };
499: for (int i = 0; i < 8; i++) {
500: screen.Puts(16 + 5 * i, y,
501: TA::OnOff(val & (1U << (7 - i))), itc_str[i]);
502: }
503: y++;
504: val = PeekRCR();
505: screen.Print(0, y, "36H RCR = $%02x:", val);
506: static const char * const rcr_str[] = {
507: "REFE", "REFW", "----", "----", "----", "----"
508: };
509: for (int i = 0; i < countof(rcr_str); i++) {
510: screen.Puts(16 + 5 * i, y,
511: TA::OnOff(val & (1U << (7 - i))), rcr_str[i]);
512: }
513: screen.Print(46, y, "RefCyc=%d", (1 << (val & 3)) * 10);
514: y++;
515:
516: y++;
517: screen.Puts(0, y++, "<Timer>");
518: val = PeekTCR();
519: screen.Print(0, y, "10H TCR = $%02x:", val);
520: static const char * const tcr_str[] = {
521: "TIF1", "TIF0", "TIE1", "TIE0", "", "", "TDE1", "TDE0"
522: };
523: for (int i = 0; i < 8; i++) {
524: screen.Puts(16 + 5 * i, y,
525: TA::OnOff(val & (1U << (7 - i))), tcr_str[i]);
526: }
527: screen.Print(16 + 5 * 4, y, "TOC=$%d", timer_toc);
528: y++;
529: for (int ch = 0; ch < timer.size(); ch++) {
530: auto& t = timer[ch];
531: uint64 reload_nsec = t.reload * clock_nsec * 20;
532: screen.Print(4, y++, "Timer%d: Count=$%04x Reload=$%04x(%6u.%03u usec)",
533: ch, t.count, t.reload,
534: (uint)(reload_nsec / 1000),
535: (uint)(reload_nsec % 1000));
536: }
537: screen.Print(0, y++, "18H FRC = $%02x", PeekFRC());
538:
539: y++;
540: screen.Puts(0, y++, "<Memory Control>");
541: screen.Print(0, y++, "38H CBR = $%02x: Common Base Addr = $%05x",
542: PeekCBR(), commbase);
543: screen.Print(0, y++, "39H BBR = $%02x: Bank Base Addr = $%05x",
544: PeekBBR(), bankbase);
545: screen.Print(0, y++, "3AH CBAR = $%02x: Common Area = $%04x",
546: PeekCBAR(), commarea);
547: screen.Print(18, y++, "Bank Area = $%04x", bankarea);
548:
549: screen.Print(0, y++, "3FH ICR = $%02x: I/O Address = $%02x",
550: PeekICR(), io_address);
551: screen.Print(0, y++, "51H RMCR = $%02x: RAM Address = $%05x",
552: PeekRMCR(), xpbus->GetXPRAMAddr());
553: }
554:
555: void
556: MPU64180Device::MonitorUpdateIntr(Monitor *, TextScreen& screen)
557: {
558: static const struct {
559: uint offset;
560: const char *flagname;
561: } table[] = {
562: { 0x00, "" }, // TRAP
563: { 0x66, "" }, // NMI
564: { 0, "ITC:ITE0" }, // INT0
565: { 0x00, "ITC:ITE1" }, // INT1
566: { 0x02, "ITC:ITE2" }, // INT2
567: { 0x12, "" }, // Input Capture
568: { 0x14, "" }, // Output Compare
569: { 0x16, "" }, // Timer Overflow
570: { 0x04, "TCR:TIE0" }, // Timer0
571: { 0x06, "TCR:TIE1" }, // Timer1
572: { 0x08, "" }, // DMA0
573: { 0x0a, "" }, // DMA1
574: { 0x0c, "" }, // CSIO
575: { 0x0e, "" }, // ASCI0
576: { 0x10, "" }, // ASCI1
577: };
578: struct {
579: bool enable; // この割り込みが有効か
580: uint32 vecaddr; // ベクタが格納されているアドレス
581: uint16 handler; // ハンドラのアドレス
582: } data[countof(table)];
583: int x, y;
584:
585: // 割り込み有効制御ビットは各地に散らばってるのでここで集める。
586: uint32 itc = PeekITC();
587: uint32 tcr = PeekTCR();
588: data[HD647180::IntmapINT0].enable = (itc & 0x01);
589: data[HD647180::IntmapINT1].enable = (itc & 0x02);
590: data[HD647180::IntmapINT2].enable = (itc & 0x04);
591: data[HD647180::IntmapTimer0].enable = (tcr & 0x10);
592: data[HD647180::IntmapTimer1].enable = (tcr & 0x20);
593:
594: // ベクタを集める。
595: // INT1 (Pri=3) 以降が I + IL + ベクタ方式。
596: // 0(TRAP), 1(NMI), 2(INT0) は個別処理。
597: uint32 intvec = (reg_i << 8) + intvec_low;
598: for (int i = 3; i < countof(data); i++) {
599: data[i].vecaddr = intvec + table[i].offset;
600: data[i].handler = Peek16(data[i].vecaddr);
601: }
602:
603: screen.Clear();
604:
605: screen.Puts(0, 0, "Mask:");
606: screen.Puts(6, 0, TA::OnOff(GetIEF1()), "IEF1");
607: screen.Putc(11, 0, '(');
608: screen.Puts(12, 0, TA::OnOff(GetIEF2()), "IEF2");
609: screen.Putc(16, 0, ')');
610: screen.Print(26, 0, "INT0 Mode: %d", int0mode);
611:
612: // 0 1 2 3 4 5 6
613: // 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
614: // Pri Name Enable Vec Count
615: // 00 InputCapture ITC:ITE0 0000H(0000H)01234567890123456789012345
616:
617: y = 2; // 012345678901234567890123456789012345
618: screen.Puts(0, y, "Pri Name Enable Vector");
619: screen.Puts(59, y, "Count");
620: y++;
621:
622: // TRAP, NMI だけ別処理
623: screen.Puts(3, y, InterruptName[0]);
624: screen.Puts(3, y + 1, TA::Disable, "NMI (NotConn)");
625:
626: // INT0 以降はレベルトリガー & マスク可能なので現在の状態を表示
627: for (int i = 2; i < 15; i++) {
628: screen.Puts(3, y + i, TA::OnOff(intmap & (1U << (31 - i))),
629: InterruptName[i]);
630: screen.Puts(17, y + i, TA::OnOff(data[i].enable), table[i].flagname);
631: }
632:
633: // ベクタ
634: x = 26;
635: screen.Puts(x, y + 0, "0000H");
636: screen.Puts(x, y + 1, "0066H");
637: if (int0mode == 1) {
638: screen.Puts(x, y + 2, "0038H");
639: } else {
640: // Mode0 はデータバスから命令自体を読み込む方式。
641: // Mode1 はデータバスからベクタの下位アドレスを読み込む方式。
642: // どちらもサポートしていない。
643: screen.Print(x, y + 2, "(IM%d)", int0mode);
644: }
645: for (int i = 3; i < 15; i++) {
646: screen.Print(x, y + i, "%04XH(%04XH)",
647: data[i].handler, data[i].vecaddr);
648: }
649:
650: // カウンタ
651: x = 38;
652: for (int i = 0; i < 15; i++) {
653: screen.Print(0, y + i, "%2d", i);
654: screen.Print(x, y + i, "%26s", format_number(int_counter[i]).c_str());
655: }
656: }
657:
658: /*static*/ std::vector<const char *>
659: MPU64180Device::InterruptName = {
660: "TRAP",
661: "NMI",
662: "INT0(PIO1)",
663: "INT1",
664: "INT2",
665: "InputCapture",
666: "OutputCompare",
667: "TimerOverflow",
668: "Timer 0",
669: "Timer 1",
670: "DMA 0",
671: "DMA 1",
672: "CSIO",
673: "ASCI 0",
674: "ASCI 1",
675: };
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