--- nono/vm/mpu680x0.cpp	2026/04/29 17:05:17	1.1.1.15
+++ nono/vm/mpu680x0.cpp	2026/04/29 17:05:32	1.1.1.18
@@ -5,52 +5,62 @@
 //
 
 //
-// MPU (MC68030)
+// MPU (MC68030/MC68040)
 //
 
 #include "mpu680x0.h"
 #include "config.h"
 #include "debugger.h"
+#include "exttostr.h"
 #include "interrupt.h"
+#include "m68030cache.h"
+#include "m68040mmu.h"
 #include "mainapp.h"
+#include "mainbus.h"
 #include "scheduler.h"
 #include "syncer.h"
 #include "uimessage.h"
 #include "vectortable.h"
-#include "vm.h"
-#include <cmath>
 
 static Syncer *gSyncer;
 
+// ブートストラップ。設定に応じてインスタンスを生成して返す。
+// ここではとりあえず 68040 かそれ以外なら 68030 を生成しておき、
+// Init() でもう一度 (機種情報も含めて) チェックする。
+// Init() (か Create()) まで進まないとエラー終了出来ないが、
+// その時点では MainMPU のインスタンスは必要なので。
+MPU680x0Device *
+NewMPU680x0Device()
+{
+	const ConfigItem& item = gConfig->Find("mpu-type");
+	std::string mpu_type = item.AsString();
+
+	// 設定に応じて継承側のクラスを作成する。
+	// この段階では 68040 かそれ以外だけ判断する。
+	if (mpu_type == "68040") {
+		return new MPU68040Device();
+	} else {
+		return new MPU68030Device();
+	}
+}
+
+
+//
+// 68030/040 共通クラス
+//
+
 // コンストラクタ
 MPU680x0Device::MPU680x0Device()
 	: inherited()
 {
-	SetName("MPU(68030)");
+	// MPU 種別は継承側で設定する。設定されないままなら Init() でエラー。
+	mpu_type = m680x0MPUType::NONE;
 
-	// MMU.xRP.DT == 0 になってはいけない(MMU 構成例外)。
-	SetSRP(0x00000001, 0);
-	SetCRP(0x00000001, 0);
 	// FPU
 	fpu_init();
 
-	// 割り込みイベントコールバック設定
-	intr_event.func = ToEventCallback(&MPU680x0Device::InterruptCallback);
-	intr_event.Regist(GetName() + " Interrupt");
-
-	// レジスタモニター
-	reg_monitor.func = ToMonitorCallback(&MPU680x0Device::MonitorUpdateReg);
-	reg_monitor.SetSize(79, 16);
-	reg_monitor.Regist(ID_MONITOR_MPUREG);
-
-	// ATC モニター
-	atc_monitor.func = ToMonitorCallback(&MPU680x0Device::MonitorUpdateATC);
-#if !defined(ATC_SINGLE)
-	atc_monitor.SetSize(131, m68030ATCTable::LINES + 3);
-#else
-	atc_monitor.SetSize(31, 24);
-#endif
-	atc_monitor.Regist(ID_MONITOR_MPUATC);
+	// 例外カウンタ
+	excep_counter.resize(256);
 
 	SetTrace(false);
 }
@@ -68,12 +78,67 @@ MPU680x0Device::Init()
 		return false;
 	}
 
+	// なる早で、もう一度 MPU 設定を読んで判定。そのついでに FPU も判定。
+	const ConfigItem& mputype_item = gConfig->Find("mpu-type");
+	std::string mputype = mputype_item.AsString();
+	// mpu-type の設定値が不正な場合でも (コンストラクト時点ではまだエラーを
+	// 報告できない構造なので) 一旦 MPU68030Device インスタンスとしてここに
+	// 来る。なのでここで改めてチェックしてエラー報告する必要がある。
+	// mpu_type (メンバ変数) 自体はすでにセットされている。
+	if (mputype != "68030" && mputype != "68040") {
+		mputype_item.Err();
+		return false;
+	}
+
+	// 機種ごとに MPU/FPU のサポート状況が違う。
+	// fpu_type はここでセットする。
+	switch (gMainApp.GetVMType()) {
+	 case VMType::LUNA1:
+	 case VMType::NEWS:
+		// NEWS は元々 68030 モデルのみ。
+		// うち NWS-1750 は 68030/68882 固定のようだがここでは 68881 とする。
+		// LUNA-I は基本的に 68030/68881 モデルのみ。
+		if (mpu_type != m680x0MPUType::M68030) {
+			mputype_item.Err("Only 68030 can be specified for vmtype=%s",
+				gMainApp.GetVMTypeStr().c_str());
+			return false;
+		}
+		fpu_type = m680x0FPUType::M68881;
+		break;
+
+	 case VMType::X68030:
+	 case VMType::VIRT68K:
+		// 68030/68040 をサポート。mpu_type は継承コンストラクタで設定済み。
+		if (mpu_type == m680x0MPUType::M68030) {
+			// 68030 なら FPU は設定で指定可能。
+			const ConfigItem& fputype_item = gConfig->Find("fpu-type");
+			std::string fputype = fputype_item.AsString();
+			if (fputype == "none" || fputype == "0") {
+				fpu_type = m680x0FPUType::M68030_NOFPU;
+			} else if (fputype == "68881" || fputype == "1") {
+				fpu_type = m680x0FPUType::M68881;
+			} else {
+				fputype_item.Err();
+				return false;
+			}
+		} else {
+			// 68040 なら FPU は現状 !LC040 固定。
+			fpu_type = m680x0FPUType::M68040;
+		}
+		break;
+
+	 default:
+		VMPANIC("vmtype=%s not configured", gMainApp.GetVMTypeStr().c_str());
+		break;
+	}
+
 	debugger = GetDebugger();
 	interruptdev = GetInterruptDevice();
+	vectortable = GetVectorTable();
 	// static 関数から参照するため。うーん…。
 	gSyncer = syncer;
 
-	// 割り込み時のディレイ。
+	// 割り込みイベントコールバック設定。
 	//
 	// 外部デバイスが 68030 の IPL0-2 をアサートしてから、68030 がそれを
 	// 認識(確定)するのに 1 ~ 2 クロックかかる。
@@ -81,27 +146,23 @@ MPU680x0Device::Init()
 	// その後 /IPEND をアサートするのはその次のアップエッジ。
 	// 合わせると、IPL0-2 が変化してから /IPEND がアサートされるまでは
 	// 2 ~ 3 クロックかかる。(Figure 8-4)
+	intr_event.func = ToEventCallback(&MPU680x0Device::InterruptCallback);
 	intr_event.time = 3 * clock_nsec;
+	intr_event.SetName(GetName() + " Interrupt");
+	scheduler->RegistEvent(intr_event);
 
-	// FPU (6888x)
-	if (gMainApp.IsX68030()) {
-		// X68k は設定による
-		const ConfigItem& item = gConfig->Find("fpu-type");
-		std::string type = item.AsString();
-		if (type == "none" || type == "0") {
-			has_fpu = 0;
-		} else if (type == "68881" || type == "1") {
-			has_fpu = 1;
-		} else {
-			item.Err();
-			return false;
+	// レジスタモニタの行数。
+	int height = 9;
+	if (mpu_type == m680x0MPUType::M68030) {
+		height++;
+	}
+	if (HasFPU()) {
+		height += 12;
+		if (GetFPUType().Is4060FPU()) {
+			height += 3;
 		}
-	} else {
-		// LUNA は 68881 固定 (設定は見ない)
-		has_fpu = 1;
 	}
-
-	vectortable = GetVectorTable();
+	reg_monitor->SetSize(78, height);
 
 	return true;
 }
@@ -197,9 +258,7 @@ MPU680x0Device::ExecFull(Event& ev)
 		intr_pending = false;
 
 		// 前の命令実行後となるここで割り込みを起動
-		int cycle = ExceptionInterrupt();
-
-		ev.time = cycle * clock_nsec;
+		ev.time = ExceptionInterrupt();
 		scheduler->StartEvent(ev);
 	} else {
 		if (cpu_state == CPU_STATE_NORMAL) {
@@ -268,19 +327,19 @@ MPU680x0Device::Interrupt(int level)
 void
 MPU680x0Device::InterruptCallback(Event& ev)
 {
-	int level = ev.code;
-	int mask = reg.intr_mask;
+	uint level = ev.code;
+	uint mask = reg.intr_mask;
 
 	// 信号線が 2 クロック期間安定していること云々は省略
 
-	// ホールトなら何もしない
+	// 割り込みを起こすかどうかに関わらずここで更新。
+	intr_level = level;
+
+	// ホールトならここまで。
 	if (cpu_state == CPU_STATE_HALT) {
 		return;
 	}
 
-	// 割り込みを起こすかどうかに関わらずここで更新
-	intr_level = level;
-
 	// 割り込み例外を起動するのは
 	// o レベルがマスクより高い
 	// o マスクに関係なく、レベルが下位から 7 に変化した場合
@@ -347,7 +406,8 @@ MPU680x0Device::SetFLineCallback(bool (*
 void
 MPU680x0Device::ops_reset()
 {
-	gVM->ResetByMPU();
+	auto mainbus = GetMainbusDevice();
+	mainbus->ResetByMPU();
 }
 
 // ホールト状態
@@ -363,91 +423,16 @@ MPU680x0Device::Halt()
 	UIMessage::Post(UIMessage::HALT);
 }
 
-// MPU からのアクセスをエミュレート
-uint64
-MPU680x0Device::Read8(uint32 addr)
-{
-	try {
-		return read_8(addr);
-	} catch (...) {
-		return (uint64)-1;
-	}
-}
-
-uint64
-MPU680x0Device::Read16(uint32 addr)
-{
-	try {
-		return read_16(addr);
-	} catch (...) {
-		return (uint64)-1;
-	}
-}
-
-uint64
-MPU680x0Device::Read32(uint32 addr)
-{
-	try {
-		return read_32(addr);
-	} catch (...) {
-		return (uint64)-1;
-	}
-}
-
-uint64
-MPU680x0Device::Write8(uint32 addr, uint32 data)
-{
-	try {
-		write_8(addr, data);
-		return 0;
-	} catch (...) {
-		return (uint64)-1;
-	}
-}
-
-uint64
-MPU680x0Device::Write16(uint32 addr, uint32 data)
-{
-	try {
-		write_16(addr, data);
-		return 0;
-	} catch (...) {
-		return (uint64)-1;
-	}
-}
-
-uint64
-MPU680x0Device::Write32(uint32 addr, uint32 data)
-{
-	try {
-		write_32(addr, data);
-		return 0;
-	} catch (...) {
-		return (uint64)-1;
-	}
-}
-
-// モニター更新 (レジスタウィンドウ)
+// モニター更新の下請け (レジスタ共通部分)
 void
-MPU680x0Device::MonitorUpdateReg(Monitor *, TextScreen& screen)
+MPU680x0Device::MonitorUpdateRegCommon(TextScreen& screen,
+	m68kreg& tmp, uint32 tmp_ppc, uint32 tmp_state)
 {
-	m68kreg tmp;
-	uint32 tmp_ppc;
-	uint32 tmp_state;
 	int x;
-	int y;
-
-	screen.Clear();
-
-	// ローカルにコピー
-	// ただし一部は reg ではなく cpu クラス本体にある
-	tmp = reg;
-	tmp_ppc = ppc;
-	tmp_state = cpu_state;
 
 	// データレジスタ、アドレスレジスタ
 	for (int i = 0; i < 4; i++) {
-		screen.Print(0, i, "D%d:%08x D%d:%08x  A%d:%08x A%d:%08x",
+		screen.Print(0, i, "D%u:%08x D%u:%08x  A%u:%08x A%u:%08x",
 			i + 0, tmp.R[i],
 			i + 4, tmp.R[i + 4],
 			i + 0, tmp.R[i + 8],
@@ -465,76 +450,268 @@ MPU680x0Device::MonitorUpdateReg(Monitor
 		(tmp.ccr.IsV()) ? 'V' : '-',
 		(tmp.ccr.IsC()) ? 'C' : '-');
 
-	// VBR
-	screen.Print(x, 1, "VBR:%08x", tmp.vbr);
-
 	// *SP
 	uint ms = (tmp.s ? 2 : 0) | (tmp.m ? 1 : 0); // T1 T0 S M
 	if (ms == 3) {
 		// Supervisor (Master) mode (A7=MSP, USP/ISP)
-		screen.Print(x, 2, TA::Disable, "USP:%08x", tmp.usp);
-		screen.Print(x, 3, TA::Disable, "ISP:%08x", tmp.isp);
+		screen.Print(x, 1, TA::Disable, "USP:%08x", tmp.usp);
+		screen.Print(x, 2, TA::Disable, "ISP:%08x", tmp.isp);
 	} else if (ms == 2) {
 		// Supervisor (Interrupt) mode (A7=ISP, USP/MSP)
-		screen.Print(x, 2, TA::Disable, "USP:%08x", tmp.usp);
-		screen.Print(x, 3, TA::Disable, "MSP:%08x", tmp.msp);
+		screen.Print(x, 1, TA::Disable, "USP:%08x", tmp.usp);
+		screen.Print(x, 2, TA::Disable, "MSP:%08x", tmp.msp);
 	} else {
 		// User mode (A7=USP, ISP/MSP)
-		screen.Print(x, 2, TA::Disable, "ISP:%08x", tmp.isp);
-		screen.Print(x, 3, TA::Disable, "MSP:%08x", tmp.msp);
+		screen.Print(x, 1, TA::Disable, "ISP:%08x", tmp.isp);
+		screen.Print(x, 2, TA::Disable, "MSP:%08x", tmp.msp);
 	}
 
 	// 6列目
-	// PC:  01234567
-	// SFC:1   DFC:1
-	// CACR:01234567
-	// CAAR:01234567
+	// PC: 01234567
+	// SFC:1  DFC:1
+	// VBR:01234567
 	x = 66;
-	screen.Print(x, 0, "PC:  %08x", tmp_ppc);
-	screen.Print(x, 1, "SFC:%d  DFC:%d", tmp.sfc, tmp.dfc);
-	screen.Print(x, 2, "CACR:%08x", tmp.cacr);
-	screen.Print(x, 3, "CAAR:%08x", tmp.caar);
+	screen.Print(x, 0, "PC: %08x", tmp_ppc);
+	screen.Print(x, 1, "SFC:%u  DFC:%u", tmp.GetSFC(), tmp.GetDFC());
+	screen.Print(x, 2, "VBR:%08x", tmp.vbr);
 
-	// XXX どこに置くのがいいか
 	switch (tmp_state) {
 	 case CPU_STATE_NORMAL:
-		screen.Puts(25, 4, "State: Running");
+		screen.Puts(50, 3, "State: Running");
 		break;
 	 case CPU_STATE_STOP:
-		screen.Puts(25, 4, "State: STOP instruction");
+		screen.Puts(50, 3, "State: STOP instruction");
 		break;
 	 case CPU_STATE_HALT:
-		screen.Puts(25, 4, TA::On, "State: Double Bus Fault");
+		screen.Puts(50, 3, TA::On, "State: Double Bus Fault");
 		break;
 	 default:
-		screen.Print(25, 4, TA::On, "corrupted cpu_state=%d", tmp_state);
+		screen.Print(50, 3, TA::On, "corrupted cpu_state=%u", tmp_state);
 		break;
 	}
+}
+
+// モニタ更新の下請け (FPU)
+int
+MPU680x0Device::MonitorUpdateFPU(TextScreen& screen, int y, m68kreg& tmp)
+{
+	int x;
+
+/*
+0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345
+FP0:7fff_ffffffff_ffffffff = NAN
+FPCR:     0000                    BS SN OP OV UF DZ I2 I1  Prec=.X Mode=Minus
+FPSR: 00000000 N Z INF NAN Q=$xx  BS SN OP OV UF DZ I2 I1  AV AO AU AD AI
+FPIAR:00000000
+*/
 
-	// MMU
 	x = 0;
+	screen.Puts(x, y++, "<FPU>");
+	for (int i = 0; i < 8; i++) {
+		screen.Print(x, y++, "FP%u:%04x_%08x_%08x = %s",
+			i,
+			tmp.fpframe.fpf_regs[i * 3 + 0] >> 16,
+			tmp.fpframe.fpf_regs[i * 3 + 1],
+			tmp.fpframe.fpf_regs[i * 3 + 2],
+			ExtToStr(&tmp.fpframe.fpf_regs[i * 3]).c_str());
+	}
+
+	// FPCR
+	uint32 fpcr = tmp.fpframe.fpf_fpcr;
+	screen.Puts(0, y, "FPCR:");
+	screen.Print(10, y, "%04x", fpcr);
+	x = 34;
+	screen.Puts(x +  0, y, TA::OnOff(fpcr & 0x8000), "BS");
+	screen.Puts(x +  3, y, TA::OnOff(fpcr & 0x4000), "SN");
+	screen.Puts(x +  6, y, TA::OnOff(fpcr & 0x2000), "OE");
+	screen.Puts(x +  9, y, TA::OnOff(fpcr & 0x1000), "OF");
+	screen.Puts(x + 12, y, TA::OnOff(fpcr & 0x0800), "UF");
+	screen.Puts(x + 15, y, TA::OnOff(fpcr & 0x0400), "DZ");
+	screen.Puts(x + 18, y, TA::OnOff(fpcr & 0x0200), "X2");
+	screen.Puts(x + 21, y, TA::OnOff(fpcr & 0x0100), "X1");
+	screen.Print(x + 25, y, "RP=.%c RM=%s",
+		"XSD?"[(fpcr >> 6) & 3],
+		rmstr[(fpcr >> 4) & 3]);
+	y++;
+
+	// FPSR
+	uint32 fpsr = tmp.fpframe.fpf_fpsr;
+	uint32 cc = fpsr >> 24;
+	screen.Print(0, y, "FPSR: %08x", fpsr);
+	x = 15;
+	screen.Puts(x +  0, y, TA::OnOff(cc & 0x08), "N");
+	screen.Puts(x +  2, y, TA::OnOff(cc & 0x04), "Z");
+	screen.Puts(x +  4, y, TA::OnOff(cc & 0x02), "Inf");
+	screen.Puts(x +  8, y, TA::OnOff(cc & 0x01), "NAN");
+	screen.Print(x + 12, y, "Q=$%02x", (fpsr >> 16) & 0xff);
+	x = 34;
+	screen.Puts(x +  0, y, TA::OnOff(fpsr & 0x8000), "BS");
+	screen.Puts(x +  3, y, TA::OnOff(fpsr & 0x4000), "SN");
+	screen.Puts(x +  6, y, TA::OnOff(fpsr & 0x2000), "OE");
+	screen.Puts(x +  9, y, TA::OnOff(fpsr & 0x1000), "OF");
+	screen.Puts(x + 12, y, TA::OnOff(fpsr & 0x0800), "UF");
+	screen.Puts(x + 15, y, TA::OnOff(fpsr & 0x0400), "DZ");
+	screen.Puts(x + 18, y, TA::OnOff(fpsr & 0x0200), "X2");
+	screen.Puts(x + 21, y, TA::OnOff(fpsr & 0x0100), "X1");
+	screen.Puts(x + 25, y, TA::OnOff(fpsr & 0x80), "AV");
+	screen.Puts(x + 28, y, TA::OnOff(fpsr & 0x40), "AO");
+	screen.Puts(x + 31, y, TA::OnOff(fpsr & 0x20), "AU");
+	screen.Puts(x + 34, y, TA::OnOff(fpsr & 0x10), "AZ");
+	screen.Puts(x + 37, y, TA::OnOff(fpsr & 0x08), "AX");
+	y++;
+
+	// FPIAR
+	screen.Print(0, y++, "FPIAR:%08x", tmp.fpframe.fpf_fpiar);
+
+	return y;
+}
+
+
+//
+// 68030
+//
+
+// コンストラクタ
+MPU68030Device::MPU68030Device()
+	: inherited()
+{
+	mpu_type = m680x0MPUType::M68030;
+	mpu_name = "MC68030";
+	SetName("MPU(68030)");
+
+	// MMU.xRP.DT == 0 になってはいけない(MMU 構成例外)。
+	SetSRP(0x00000001, 0);
+	SetCRP(0x00000001, 0);
+
+	// キャッシュ
+	icache.reset(new m68030Cache());
+	dcache.reset(new m68030Cache());
+
+	// レジスタモニター (サイズは Init で確定する)
+	reg_monitor = gMonitorManager->Regist(ID_MONITOR_MPUREG, this);
+	reg_monitor->func = ToMonitorCallback(&MPU68030Device::MonitorUpdateReg);
+
+	// ATC モニター
+	atc_monitor = gMonitorManager->Regist(ID_MONITOR_MPUATC, this);
+	atc_monitor->func = ToMonitorCallback(&MPU68030Device::MonitorUpdateATC);
+	atc_monitor->SetSize(114, m68030ATCTable::LINES + 6);
+
+	// キャッシュモニター
+	cache_monitor = gMonitorManager->Regist(ID_MONITOR_MPUCACHE, this);
+	cache_monitor->func =
+		ToMonitorCallback(&MPU68030Device::MonitorUpdateCache);
+	cache_monitor->SetSize(48, 20 * 2 + 1);
+}
+
+// デストラクタ
+MPU68030Device::~MPU68030Device()
+{
+}
+
+void
+MPU68030Device::SetLogLevel(int loglevel_)
+{
+	inherited::SetLogLevel(loglevel_);
+
+	atc.SetLogLevel(loglevel_);
+}
+
+static int
+sort_atc(const void *a, const void *b)
+{
+	const uint32 *ua = (const uint32 *)a;
+	const uint32 *ub = (const uint32 *)b;
+	return *ub - *ua;
+}
+
+// モニター更新 (レジスタ)
+void
+MPU68030Device::MonitorUpdateReg(Monitor *, TextScreen& screen)
+{
+	m68kreg tmp;
+	uint32 tmp_ppc;
+	uint32 tmp_state;
+	int y;
+
+	screen.Clear();
+
+	// ローカルにコピーする。
+	// ただし一部は reg ではなく cpu クラス本体にある。
+	tmp = reg;
+	tmp_ppc = ppc;
+	tmp_state = cpu_state;
+
+	// 共通部分。
+	MonitorUpdateRegCommon(screen, tmp, tmp_ppc, tmp_state);
+
+	// Cache/MMU 部分。
 	y = 4;
+	y = MonitorUpdateMMU(screen, y, tmp);
+
+	// FPU はある時だけ表示。
+	if (HasFPU()) {
+		MonitorUpdateFPU(screen, y, tmp);
+	}
+}
+
+// モニター更新の下請け (Cache/MMU 部分)
+int
+MPU68030Device::MonitorUpdateMMU(TextScreen& screen, int y, m68kreg& tmp)
+{
+	int x;
+
+	// Cache
+	screen.Puts(0, y++, "<Cache>");
+	screen.Print(0, y,  "CACR:%08x(", tmp.cacr);
+	screen.Puts(14, y, TA::OnOff(tmp.cacr & M68030::CACR_WA),  "WA");
+	screen.Puts(17, y, TA::OnOff(tmp.cacr & M68030::CACR_DBE), "DBE");
+	screen.Puts(21, y, "- -");
+	screen.Puts(25, y, TA::OnOff(tmp.cacr & M68030::CACR_FD),  "FD");
+	screen.Puts(28, y, TA::OnOff(tmp.cacr & M68030::CACR_ED),  "ED");
+	screen.Puts(31, y, "000");
+	screen.Puts(35, y, TA::OnOff(tmp.cacr & M68030::CACR_IBE), "IBE");
+	screen.Puts(39, y, "- -");
+	screen.Puts(43, y, TA::OnOff(tmp.cacr & M68030::CACR_FI),  "FI");
+	screen.Puts(46, y, TA::OnOff(tmp.cacr & M68030::CACR_EI),  "EI");
+	screen.Putc(48, y, ')');
+	screen.Print(50, y, "CAAR:%08x", tmp.caar);
+	y++;
+
+	// MMU
+	x = 0;
 	screen.Puts(x, y++, "<MMU>");
 	screen.Print(x, y,     "SRP:%08x_%08x", tmp.srp.h, tmp.srp.l);
 	screen.Print(x, y + 1, "CRP:%08x_%08x", tmp.crp.h, tmp.crp.l);
-	x += 23;
+	x += 25;
 	for (int i = 0; i < 2; i++) {
 		uint32 tt = tmp.tt[i];
-		screen.Print(x, y + i, "TT%d:%08x(%c%c%c)",
+		screen.Print(x, y + i,
+			"TT%u:%08x(%c%c%c Addr=$%02x Mask=$%02x FC=%u FCMask=%u)",
 			i, tt,
 			(tt & m68030TT::E)   ? 'E' : '-',
 			(tt & m68030TT::CI)  ? 'C' : '-',
-			(tt & m68030TT::RWM) ? '-' : ((tt & m68030TT::RW)  ? 'R' : 'W'));
-	}
-	x += 19;
-	screen.Print(x, y, "TC:%08x(%c%c%c)",
+			(tt & m68030TT::RWM) ? '-' : ((tt & m68030TT::RW)  ? 'R' : 'W'),
+			(tt >> 24),
+			(tt >> 16) & 0xff,
+			(tt >>  4) & 0x07,
+			(tt      ) & 0x07);
+	}
+	y += 2;
+	screen.Print(0, y,
+		"TC:%08x(%c%c%c IS=$%x TIA-D=%x:%x:%x:%x PS=$%x)",
 		tmp.tc,
 		(tmp.tc & m68030TC::TC_E)   ? 'E' : '-',
 		(tmp.tc & m68030TC::TC_SRE) ? 'S' : '-',
-		(tmp.tc & m68030TC::TC_FCL) ? 'F' : '-');
-	y++;
-	screen.Print(x, y, "MMUSR: %04x(", tmp.mmusr);
-	x += 12;
+		(tmp.tc & m68030TC::TC_FCL) ? 'F' : '-',
+		(tmp.tc >> 16) & 0xf,
+		(tmp.tc >> 12) & 0xf,
+		(tmp.tc >>  8) & 0xf,
+		(tmp.tc >>  4) & 0xf,
+		(tmp.tc      ) & 0xf,
+		(tmp.tc >> 20) & 0xf);
+	x = 49;
+	screen.Print(x, y, "MMUSR:%04x(", tmp.mmusr);
+	x += 11;
 	screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr & m68030MMUSR::B) | 'B');
 	screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr & m68030MMUSR::L) | 'L');
 	screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr & m68030MMUSR::S) | 'S');
@@ -545,81 +722,20 @@ MPU680x0Device::MonitorUpdateReg(Monitor
 	screen.Puts(x, y, "- -");
 	x += 3;
 	screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr & m68030MMUSR::T) | 'T');
-	screen.Print(x, y, "---N=%d)", tmp.mmusr & m68030MMUSR::N);
-
-	// FPU
-	x = 0;
-	y = 7;
-	screen.Puts(x, y++, "<FPU>");
-	for (int i = 0; i < 8; i++) {
-		screen.Print(x, y + i, "FP%d:%04x_%08x_%08x (%-20s)",
-			i,
-			tmp.fpframe.fpf_regs[i * 3 + 0] >> 16,
-			tmp.fpframe.fpf_regs[i * 3 + 1],
-			tmp.fpframe.fpf_regs[i * 3 + 2],
-			"not yet");
-	}
-
-	x = 51;
-
-	// FPCR
-	static const char * const rpstr[] = {
-		".EXT",
-		".SGL",
-		".DBL",
-		".???",
-	};
-	uint32 fpcr = tmp.fpframe.fpf_fpcr;
-	screen.Print(x, y++, "FPCR:%04x", fpcr);
-	screen.Puts(x +  2, y, TA::OnOff(fpcr & 0x8000), "BS");
-	screen.Puts(x +  5, y, TA::OnOff(fpcr & 0x4000), "SN");
-	screen.Puts(x +  8, y, TA::OnOff(fpcr & 0x2000), "OP");
-	screen.Puts(x + 11, y, TA::OnOff(fpcr & 0x1000), "OV");
-	screen.Puts(x + 14, y, TA::OnOff(fpcr & 0x0800), "UF");
-	screen.Puts(x + 17, y, TA::OnOff(fpcr & 0x0400), "DZ");
-	screen.Puts(x + 20, y, TA::OnOff(fpcr & 0x0200), "I2");
-	screen.Puts(x + 23, y, TA::OnOff(fpcr & 0x0100), "I1");
-	y++;
-	screen.Print(x + 2, y++, "RP=%s RM=%s",
-		rpstr[(fpcr >> 6) & 3],
-		rmstr[(fpcr >> 4) & 3]);
-
-	// FPSR
-	uint32 fpsr = tmp.fpframe.fpf_fpsr;
-	uint32 cc = fpsr >> 24;
-	screen.Print(x, y++, "FPSR:%08x", fpsr);
-	screen.Puts(x +  2, y, TA::OnOff(cc & 0x08), "N");
-	screen.Puts(x +  4, y, TA::OnOff(cc & 0x04), "Z");
-	screen.Puts(x +  6, y, TA::OnOff(cc & 0x02), "Inf");
-	screen.Puts(x + 10, y, TA::OnOff(cc & 0x01), "NAN");
-	screen.Print(x + 14, y, "Q=$%02x", (fpsr >> 16) & 0xff);
-	y++;
-	screen.Puts(x +  2, y, TA::OnOff(fpsr & 0x8000), "BS");
-	screen.Puts(x +  5, y, TA::OnOff(fpsr & 0x4000), "SN");
-	screen.Puts(x +  8, y, TA::OnOff(fpsr & 0x2000), "OP");
-	screen.Puts(x + 11, y, TA::OnOff(fpsr & 0x1000), "OV");
-	screen.Puts(x + 14, y, TA::OnOff(fpsr & 0x0800), "UF");
-	screen.Puts(x + 17, y, TA::OnOff(fpsr & 0x0400), "DZ");
-	screen.Puts(x + 20, y, TA::OnOff(fpsr & 0x0200), "I2");
-	screen.Puts(x + 23, y, TA::OnOff(fpsr & 0x0100), "I1");
-	y++;
-	screen.Puts(x +  2, y, TA::OnOff(fpsr & 0x80), "IOP");
-	screen.Puts(x +  6, y, TA::OnOff(fpsr & 0x80), "OVFL");
-	screen.Puts(x + 11, y, TA::OnOff(fpsr & 0x80), "UNFL");
-	screen.Puts(x + 16, y, TA::OnOff(fpsr & 0x80), "DZ");
-	screen.Puts(x + 19, y, TA::OnOff(fpsr & 0x80), "INEX");
+	screen.Print(x, y, "---N=%u)", tmp.mmusr & m68030MMUSR::N);
 	y++;
 
-	// FPIAR
-	screen.Print(x, y++, "FPIAR:%08x", tmp.fpframe.fpf_fpiar);
+	return y;
 }
 
-// モニター更新 (ATC)
+// モニター更新 (68030 ATC)
 void
-MPU680x0Device::MonitorUpdateATC(Monitor *, TextScreen& screen)
+MPU68030Device::MonitorUpdateATC(Monitor *, TextScreen& screen)
 {
 	m68030ATCTable *table;
-#if !defined(ATC_SINGLE)
+
+	screen.Clear();
+
 	struct {
 		int fc;
 		const char *name;
@@ -630,98 +746,353 @@ MPU680x0Device::MonitorUpdateATC(Monitor
 		{ 6,	"Super/Program" },
 	};
 
-	screen.Clear();
-
-	// 行数は左端にだけ
-	for (int i = 0; i < m68030ATCTable::LINES; i++) {
-		screen.Print(0, i + 2, "%02d:", i);
-	}
-
-	for (int t = 0; t < countof(fclist); t++) {
-		int x = t * 32 + 4;
+	for (uint t = 0; t < countof(fclist); t++) {
+		int x = t * 29;
 		int fc = fclist[t].fc;
 		const char *name = fclist[t].name;
-		double r;
-		int i;
 
-		table = &atc.tables[fc];
-		screen.Print(x, 0, "FC=%d %s", fc, name);
-		screen.Puts(x, 1, "LAddr    PAddr   Flag Hit%  Age");
-		// 先に統計用の母数を計算
-		uint64 total = 0;
-		for (i = 0; i < countof(table->hit); i++) {
-			total += table->hit[i];
+		table = atc.fctables[fc];
+		screen.Print(x, 0, "FC=%u %s", fc, name);
+		screen.Puts(x, 1, "No.  LAddr    PAddr    Flag");
+
+		std::array<uint32, m68030ATCTable::LINES * 2> sbuf;
+		for (uint i = 0; i < m68030ATCTable::LINES; i++) {
+			sbuf[i * 2 + 0] = table->line[i].age;
+			sbuf[i * 2 + 1] = i;
 		}
-		total += table->hit_head;
+		qsort(&sbuf[0], m68030ATCTable::LINES, sizeof(uint32) * 2, sort_atc);
 
 		// エントリ表示
-		for (i = 0; i < countof(table->line); i++) {
-			m68030ATCLine& a = table->line[i];
+		for (uint i = 0; i < m68030ATCTable::LINES; i++) {
+			int idx = sbuf[i * 2 + 1];
+			m68030ATCLine& a = table->line[idx];
 			TA attr;
 			if (a.IsInvalid()) {
 				attr = TA::Disable;
-			} else if (table->head == &a) {
-				attr = TA::Em;
 			} else {
 				attr = TA::Normal;
 			}
 
-			screen.Print(x, i + 2, attr, "%08x %08x %c%c%c",
+			screen.Print(x, i + 2, attr, "[%02x] %08x %08x %c%c%c%c",
+				idx,
 				a.GetLAddr(),
 				a.GetPAddr(),
 				a.IsBusError() ? 'B' : '-',
+				a.IsCInhibit() ? 'C' : '-',
 				a.IsWProtect() ? 'P' : '-',
 				a.IsModified() ? 'M' : '-');
 		}
-		// ヘッドのヒット率
-		screen.Puts(x + 0, i + 2, "head");
-		r = (double)table->hit_head * 100 / total;
-		if (!std::isnan(r)) {
-			screen.Print(x + 5, i + 2, "%4.1f%%", r);
-		}
-		// 配列のヒット率とミス率
-		screen.Puts(x + 17, i + 2, "miss");
-		for (i = 0; i < countof(table->hit); i++) {
-			r = (double)(table->hit[i] * 100) / total;
-			if (!std::isnan(r)) {
-				screen.Print(x + 22, i + 2, "%4.1f%%", r);
+
+		// ヒット率とミス率。
+		uint64 total = 0;
+		uint64 tthit = 0;
+		uint64 miss = 0;
+		bool tt_once_hit;
+
+		{
+			std::unique_lock<std::mutex> lock(table->atchist_mtx);
+			for (int i = 0; i < table->atchist.Length(); i++) {
+				const auto& s = table->atchist.Peek(i);
+				total += s.total;
+				tthit += s.tthit;
+				miss  += s.miss;
 			}
+			tt_once_hit = table->atchist_tt_once_hit;
 		}
-		// カウンタ
-		// 分かりやすさのため最大値からの差(距離)を表示
-		for (i = 0; i < countof(table->line); i++) {
-			m68030ATCLine& a = table->line[i];
-			if (!a.IsInvalid()) {
-				screen.Print(x + 27, i + 2, "%4d", table->head->age - a.age);
+
+		int y = m68030ATCTable::LINES + 2;
+		screen.Puts(x + 1, y, "TT Match");
+		if (tt_once_hit) {
+			screen.Print(x + 10, y, "%5.1f%%", (double)(tthit * 100) / total);
+		} else {
+			screen.Puts(x + 12, y, "0");
+		}
+		y++;
+
+		screen.Puts(x + 1, y, "ATC Match");
+		if (total == 0) {
+			screen.Puts(x + 12, y, "0");
+		} else {
+			screen.Print(x + 10, y, "%5.1f%%",
+				(double)((total - miss - tthit) * 100) / total);
+		}
+		y++;
+
+		screen.Puts(x + 1, y, "ATC Miss");
+		if (miss == 0) {
+			screen.Puts(x + 12, y, "0");
+		} else {
+			screen.Print(x + 10, y, "%5.1f%%", (double)(miss * 100) / total);
+		}
+		y++;
+	}
+
+	screen.Print(0, m68030ATCTable::LINES + 5,
+		"Note: The real 68030 ATC is single FC-mixed 22-entries. "
+		"This ATC with FC-separated %u-entries is by nono.",
+		m68030ATCTable::LINES);
+}
+
+// 統計情報を更新 (Syncer から呼ばれる)
+void
+MPU68030Device::CalcStat()
+{
+	// ATC のヒット率。
+	for (auto& table : atc.tables) {
+		// ここはロックなしでやってしまう
+		m68030ATCStat s;
+		s.total = table->atcstat.total;
+		s.tthit = table->atcstat.tthit;
+		s.miss  = table->atcstat.miss;
+		table->atcstat.total = 0;
+		table->atcstat.tthit = 0;
+		table->atcstat.miss  = 0;
+
+		// こっちはロックする
+		{
+			std::unique_lock<std::mutex> lock(table->atchist_mtx);
+
+			table->atchist.EnqueueForce(s);
+			if (__predict_false(s.tthit != 0)) {
+				table->atchist_tt_once_hit = true;
 			}
 		}
 	}
-#else
-	m68030ATCLine *a;
-	int i;
 
-	table = &atc.tables[0];
+	// キャッシュのヒット率。
+	icache->CalcStat();
+	dcache->CalcStat();
+}
+
+static char
+icache_fc2str(const m68030CacheLine& l)
+{
+	return l.IsSuper() ? 'S' : 'U';
+}
+
+static char
+dcache_fc2str(const m68030CacheLine& l)
+{
+	return "0U234S67"[l.GetFC()];
+}
+
+// モニタ更新 (68030 キャッシュ)
+void
+MPU68030Device::MonitorUpdateCache(Monitor *, TextScreen& screen)
+{
+	int y;
+
 	screen.Clear();
 
-	screen.Puts(0, 0, "No. FC    LAddr    PAddr   Flag");
-	for (a = table->head, i = 0; a; a = a->next, i++) {
-		screen.Print(0, i + 1, "%02d:", i);
-		if (!a->IsInvalid()) {
-			char dp;
-			switch (a->fc & 3) {
-			 case 1:	dp = 'D';	break;
-			 case 2:	dp = 'P';	break;
-			 default:	dp = '?';	break;
+	// <Instruction Cache>
+	// 01234567890123456789012345678901234567890123456789
+	// Tag Address  Data
+	// S.012345'00: 00000000 00000000 -------- 00000000
+
+	y = 0;
+	screen.Puts(0, y++, "<Instruction Cache>");
+	y = MonitorUpdateCache1(screen, y, icache.get(), icache_fc2str);
+
+	y++;
+	screen.Puts(0, y++, "<Data Cache>");
+	MonitorUpdateCache1(screen, y, dcache.get(), dcache_fc2str);
+}
+
+// モニタ更新 (68030 キャッシュ片方の下請け)
+int
+MPU68030Device::MonitorUpdateCache1(TextScreen& screen, int y,
+	m68030Cache *cache, char (*fc2str)(const m68030CacheLine&))
+{
+	screen.Puts(0, y, "Tag Address  Data[0]");
+	screen.Puts(13 + 1 * 9, y, "[1]");
+	screen.Puts(13 + 2 * 9, y, "[2]");
+	screen.Puts(13 + 3 * 9, y, "[3]");
+	y++;
+
+	TA attr = cache->enable ? TA::Normal : TA::Disable;
+	for (int idx = 0; idx < cache->line.size(); idx++) {
+		auto& l = cache->line[idx];
+		screen.Print(0, y, attr, "%c.%06x'%x0:",
+			fc2str(l), (l.TagAddr() >> 8), idx);
+
+		for (int i = 0; i < 4; i++) {
+			if (l.valid[i]) {
+				screen.Print(13 + 9 * i, y, attr, "%08x", l.data[i]);
+			} else {
+				screen.Puts(13 + 9 * i, y, TA::Disable, "--------");
 			}
-			screen.Print(4, i + 1, "%d(%c%c):%08x %08x %c%c%c",
-				a->fc,
-				(a->fc & 4) ? 'S' : 'U',
-				dp,
-				a->GetLAddr(), a->GetPAddr(),
-				a->IsBusError() ? 'B' : '-',
-				a->IsWProtect() ? 'W' : '-',
-				a->IsModified() ? 'M' : '-');
 		}
+		y++;
+	}
+
+	// 統計。
+	float hit = 0.0;
+	{
+		std::unique_lock<std::mutex> lock(cache->hist_mtx);
+		int len = cache->hist.Length();
+		if (len != 0) {
+			for (int i = 0; i < cache->hist.Length(); i++) {
+				const auto& s = cache->hist.Peek(i);
+				hit += s.hit;
+			}
+			hit /= len;
+		}
+	}
+
+	y++;
+	screen.Print(1, y++, attr, "Cache Read Hit            %5.1f%%", hit);
+
+	return y;
+}
+
+
+//
+// 68040
+//
+
+// コンストラクタ
+MPU68040Device::MPU68040Device()
+	: inherited()
+{
+	mpu_type = m680x0MPUType::M68040;
+	mpu_name = "MC68040";
+	SetName("MPU(68040)");
+
+	mmu_itt[0].reset(new m68040TT("ITT0", &reg.itt[0]));
+	mmu_itt[1].reset(new m68040TT("ITT1", &reg.itt[1]));
+	mmu_dtt[0].reset(new m68040TT("DTT0", &reg.dtt[0]));
+	mmu_dtt[1].reset(new m68040TT("DTT1", &reg.dtt[1]));
+	mmu_tc.reset(new m68040TC());
+	atc_inst.reset(new m68040ATC());
+	atc_data.reset(new m68040ATC());
+
+	// レジスタモニター (サイズは Init で確定する)
+	reg_monitor = gMonitorManager->Regist(ID_MONITOR_MPUREG, this);
+	reg_monitor->func = ToMonitorCallback(&MPU68040Device::MonitorUpdateReg);
+
+	// ATC モニター (Inst/Data)
+	atc_monitor = gMonitorManager->Regist(ID_MONITOR_MPUATC, this);
+	atc_monitor->func = ToMonitorCallback(&MPU68040Device::MonitorUpdateATC);
+	atc_monitor->SetSize(121, 34);
+}
+
+// デストラクタ
+MPU68040Device::~MPU68040Device()
+{
+}
+
+// モニター更新 (レジスタ)
+void
+MPU68040Device::MonitorUpdateReg(Monitor *, TextScreen& screen)
+{
+	m68kreg tmp;
+	uint32 tmp_ppc;
+	uint32 tmp_state;
+	FPU40 tmp_fpu40;
+	int y;
+
+	screen.Clear();
+
+	// ローカルにコピーする。
+	// ただし一部は reg ではなく cpu クラス本体にある。
+	tmp = reg;
+	tmp_ppc = ppc;
+	tmp_state = cpu_state;
+	tmp_fpu40 = fpu40;
+
+	// 共通部分。
+	MonitorUpdateRegCommon(screen, tmp, tmp_ppc, tmp_state);
+
+	// Cache/MMU 部分。
+	y = 4;
+	y = MonitorUpdateMMU(screen, y, tmp);
+
+	// FPU はある時だけ表示。
+	if (HasFPU()) {
+		y = MonitorUpdateFPU(screen, y, tmp);
+		MonitorUpdateFPU40(screen, y, tmp_fpu40);
 	}
-#endif
+}
+
+// モニター更新の下請け (Cache/MMU 部分)
+int
+MPU68040Device::MonitorUpdateMMU(TextScreen& screen, int y, m68kreg& tmp)
+{
+	int x;
+
+	screen.Puts(0, y++, "<MMU/Cache>");
+	screen.Print(0, y, "SRP:%08x    TC:%04x(   )", tmp.srp40, tmp.tc40);
+	screen.Putc(24, y, TA::OnOff(tmp.tc40 & m68040TC::E) | 'E');
+	screen.Putc(26, y, TA::OnOff(tmp.tc40 & m68040TC::P) | 'P');
+	y++;
+	screen.Print(0, y++, "URP:%08x", tmp.urp40);
+	screen.Print(0, y, "MMUSR:%05x'%03x",
+		(tmp.mmusr40 >> 12),
+		(tmp.mmusr40 & 0xfff));
+	x = 16;
+	screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr40 & m68040MMUSR::B) | 'B');
+	screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr40 & m68040MMUSR::G) | 'G');
+	screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr40 & m68040MMUSR::U1)| 'U');
+	screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr40 & m68040MMUSR::U0)| 'U');
+	screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr40 & m68040MMUSR::S) | 'S');
+	x++;
+	screen.Print(x,  y, "CM%u", (tmp.mmusr40 & m68040MMUSR::CM) >> 5);
+	x += 4;
+	screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr40 & m68040MMUSR::M) | 'M');
+	screen.Putc(x++, y, '-');
+	screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr40 & m68040MMUSR::W) | 'W');
+	screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr40 & m68040MMUSR::T) | 'T');
+	screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr40 & m68040MMUSR::R) | 'R');
+	y++;
+
+	screen.Print(0, y, "CACR:%08x(", tmp.cacr);
+	screen.Puts(14, y, TA::OnOff(tmp.cacr & M68040::CACR_DE), "DE");
+	screen.Puts(17, y, TA::OnOff(tmp.cacr & M68040::CACR_IE), "IE");
+	screen.Putc(19, y, ')');
+	y++;
+
+	y -= 4;
+	x = 33;
+	MonitorUpdateTT(screen, x, y++, "ITT0", tmp.itt[0]);
+	MonitorUpdateTT(screen, x, y++, "ITT1", tmp.itt[1]);
+	MonitorUpdateTT(screen, x, y++, "DTT0", tmp.dtt[0]);
+	MonitorUpdateTT(screen, x, y++, "DTT1", tmp.dtt[1]);
+
+	return y;
+}
+
+// *TTn 1つ分の下請け。
+void
+MPU68040Device::MonitorUpdateTT(TextScreen& screen, int x, int y,
+	const char *name, uint32 tt)
+{
+	bool e = (tt & m68040TT::E);
+
+	screen.Print(x, y, "%s:%08x(", name, tt);
+	x += 14;
+	screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(e) | 'E');
+	x++;
+	screen.Print(x, y, (e ? TA::Normal : TA::Disable),
+		"Base=$%02x Mask=$%02x", (tt >> 24), (tt >> 16) & 0xff);
+
+	x += 18;
+	if (e) {
+		screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tt & m68040TT::S_IGN) | 'S');
+		screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tt & m68040TT::S_FC2) | 'S');
+		screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tt & m68040TT::U1)    | 'U');
+		screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tt & m68040TT::U0)    | 'U');
+		x++;
+		screen.Print(x, y, "CM%u", (tt & m68040TT::CM) >> 5);
+		x += 4;
+		screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tt & m68040TT::W)     | 'W');
+	} else {
+		screen.Puts(x, y, TA::Disable, "---- --- -");
+		x += 10;
+	}
+	screen.Putc(x, y, ')');
+}
+
+void
+MPU68040Device::CalcStat()
+{
 }