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nono 1.7.0
//
// nono
// Copyright (C) 2020 nono project
// Licensed under nono-license.txt
//
//
// MPU (MC68030/MC68040)
//
// MPU/FPU 種別について:
//
// 構造上やむをえないが MPU が 68030 なら FPU は fpu-type で指定し、
// MPU が 68040/68LC040 なら mpu-type で MPU/FPU を指定する。
//
// mpu-type fpu-type
// -------- --------
// 68030 none : 68030、FPU なし
// 68030 68881 : 68030 + 68881
// 68LC040 - : 68040 (FPU なし)
// 68040 - : 68040 (FPU あり)
#include "mpu680x0.h"
#include "config.h"
#include "debugger.h"
#include "event.h"
#include "exttostr.h"
#include "interrupt.h"
#include "m68030cache.h"
#include "m68040mmu.h"
#include "mainapp.h"
#include "mainbus.h"
#include "scheduler.h"
#include "uimessage.h"
#include "vectortable.h"
// 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。
// この段階では知らないものは一旦 68030 にしておく。
if (mpu_type == "68040" || strcasecmp(mpu_type.c_str(), "68LC040") == 0) {
return new MPU68040Device();
} else {
return new MPU68030Device();
}
}
//
// 68030/040 共通クラス
//
// コンストラクタ
MPU680x0Device::MPU680x0Device()
: inherited()
{
// 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;
// FPU
fpu_init();
// 例外カウンタ
excep_counter.resize(256);
}
// デストラクタ
MPU680x0Device::~MPU680x0Device()
{
}
// 初期化
bool
MPU680x0Device::Init()
{
if (inherited::Init() == false) {
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。
// "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。
const ConfigItem& mputype_item = gConfig->Find("mpu-type");
std::string mputype = mputype_item.AsString();
if (mputype == "68030") {
// FPU はこのすぐ次で機種ごとに選ぶ。
} else if (mputype == "68040") {
fpu_type = m680x0FPUType::M68040;
} else if (strcasecmp(mputype.c_str(), "68LC040") == 0) {
fpu_type = m680x0FPUType::M68LC040;
// 名前も再設定?
mpu_name = "MC68LC040";
SetName("MPU(68LC040)");
} else {
mputype_item.Err();
return false;
}
// 機種ごとに MPU/FPU のサポート状況が違う。
// 68030 なら 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 はすぐ上で設定済み。
}
break;
default:
VMPANIC("vmtype=%s not configured", gMainApp.GetVMTypeStr().c_str());
break;
}
// 機種ごとの NetBSD カーネルエントリポイント。
// 履歴で TRAP #0 がシステムコールかどうかの判定に使う。
switch (gMainApp.GetVMType()) {
case VMType::LUNA1:
netbsd_entrypoint = 0xc000;
break;
case VMType::X68030:
netbsd_entrypoint = 0x0022;
break;
case VMType::NEWS:
netbsd_entrypoint = 0x0000;
break;
case VMType::VIRT68K:
netbsd_entrypoint = 0x2000;
break;
default:
__unreachable();
}
interruptdev = GetInterruptDevice();
vectortable = GetVectorTable();
// 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。
// その後レベルを比較するのは次のアップエッジ。
// 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)
auto evman = GetEventManager();
intr_event = evman->Regist(this,
ToEventCallback(&MPU680x0Device::InterruptCallback),
GetName() + " Interrupt");
intr_event->time = 3 * clock_tsec;
// 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;
}
}
reg_monitor->SetSize(78, height);
return true;
}
// リセット
void
MPU680x0Device::ResetHard(bool poweron)
{
if (poweron) {
// サイクルを初期化。
used_cycle = 0;
// 履歴を初期化。電源(再)投入時のみ行う。
exhist.Clear();
brhist.Clear();
for (int i = 0; i < 16; i++) {
reg.R[i] = 0xcccccccc;
}
// XXX ただし X68030 IPLROM には A6 を初期化せずに書き込んでいるバグが
// あるため、A6 を概ね RAM のあるあたりに指定しておく…。
reg.A[6] = 0x000ccccc;
// この後起きるリセット例外で PC を初期化する前に参照することになるので
// これだけここでも初期化しておく。
reg.pc = 0;
}
resetting = true;
// リセット例外を 520 クロック後に起こす。
// 520 は、電源オン時、Vcc が最小動作規定値に達してから最低 520 クロック
// の間アサートしなければならないという値であって、実際これだけかかる
// とかいう値ではない。が、こちら側の都合で、この後実行される RAM の
// ResetHard() がブートページを用意した後で ExceptionReset() で
// SP, PC をフェッチするという順序にしないといけないため、リセット例外が
// 起動するまでに時間がかかるというところを都合よく真似ておく。
exec_event->SetCallback(&MPU680x0Device::ResetCallback);
exec_event->time = 520 * clock_tsec;
exec_event->SetName(GetName() + " Reset");
scheduler->RestartEvent(exec_event);
}
// リセット例外コールバック。
// MPU リセットから規定時間後に呼ばれる。
void
MPU680x0Device::ResetCallback(Event *ev)
{
resetting = false;
intr_pending = false;
// リセット例外を実行
int cycle = ExceptionReset();
// コールバックを ResetCallback から Exec* に差し替える前のここで
// トレース状態を初期化する。
SetTrace(debugger->IsTrace());
// 以降は通常走行。
if (cpu_state == CPU_STATE_NORMAL) {
exec_event->SetCallback(exec_short);
exec_event->time = cycle * clock_tsec;
exec_event->SetName(GetName() + " Execute");
scheduler->RestartEvent(exec_event);
} else {
// リセット例外でダブルバスフォールトならここで停止。
}
}
// 割り込みチェック、STOP/HALT 処理を含んだ完全な実行サイクルのコールバック。
// SR の I2:I0 が変わった直後などに呼ばれる。
// ここでは割り込みをチェックし、必要なら割り込み処理を起動、
// そうでなければ通常の命令実行を行う。
void
MPU680x0Device::ExecFull(Event *ev)
{
if (cpu_state == CPU_STATE_HALT) {
// HALT なら停止。
return;
}
// マスクよりも割り込みレベルのほうが高ければ割り込み処理。
// この時点で intr_pending が true の可能性もあることに留意。
// 割り込みレベルは変化してないので Level 7 の特別処理は不要
// (割り込みレベルの変化はここではなく InterruptCallback() で処理)。
if (intr_level > reg.intr_mask) {
intr_pending = true;
}
if (intr_pending) {
// 割り込み処理を起動。
intr_pending = false;
// 前の命令実行後となるここで割り込みを起動
ev->time = ExceptionInterrupt();
scheduler->StartEvent(ev);
} else {
if (cpu_state == CPU_STATE_NORMAL) {
// コールバックを通常処理に戻してから...
exec_event->SetCallback(exec_short);
// この場で次の命令を実行。
ExecShort(ev);
} else {
// STOP ならここで停止。
}
}
}
// トレース実行
void
MPU680x0Device::ExecTrace(Event *ev)
{
debugger->ExecMain();
ExecFull(ev);
}
// トレース状態を設定する
void
MPU680x0Device::SetTrace(bool enable)
{
if (enable) {
exec_short = ToEventCallback(&MPU680x0Device::ExecTrace);
exec_full = ToEventCallback(&MPU680x0Device::ExecTrace);
} else {
exec_short = ToEventCallback(&MPU680x0Device::ExecShort);
exec_full = ToEventCallback(&MPU680x0Device::ExecFull);
}
exec_event->SetCallback(exec_full);
// STOP 命令中にオンにするには、停止しているイベントを起こす。
// STOP 命令中にオフにする場合は、何もしなくていい。
if (enable && exec_event->IsRunning() == false) {
scheduler->StartEvent(exec_event);
}
}
// 割り込みレベルが変わったことを MPU に通知。
void
MPU680x0Device::Interrupt(int level)
{
assertmsg(0 <= level && level <= 7, "level=%d", level);
intr_event->code = level;
if (intr_event->IsRunning() == false) {
scheduler->StartEvent(intr_event);
}
}
// 外部割り込みイベントコールバック。
// ev.code 0-7 は新しい割り込みレベル。
//
// 割り込みは本来命令境界ごとにチェックするが、実際に割り込みが起きうるのは
// 1) 割り込み信号線が変化した時
// 2) 割り込みマスクを変更した時
// しかないはずなので、この時だけ命令境界でチェックする。
// ここはその 1) のほう。その2のほうは core.cpp:SetSR() 参照。
//
// 外部割り込みが来たので、レベル比較などをして、必要なら次の命令境界で
// 割り込みチェックを行うようにするところ。
void
MPU680x0Device::InterruptCallback(Event *ev)
{
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
// 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
// (ここは変化した時だけ呼ばれるのと 7 より上はないので
// level==7 なら必ず「下位から 7 に変化」のはず)
if (level > mask || level == 7) {
// 通知した結果割り込みが受け付けられたので、
// この命令終了時のコールバックを割り込み処理起動に差し替える。
MakeNextFull();
intr_pending = true;
// STOP 状態だったらここでイベントを開始する
if (cpu_state == CPU_STATE_STOP) {
// STOP から抜ける時間?
exec_event->time = 1 * clock_tsec;
scheduler->StartEvent(exec_event);
}
}
}
// 次の命令境界は Full にする。
void
MPU680x0Device::MakeNextFull()
{
exec_event->SetCallback(exec_full);
}
// A-Line 命令エミュレーションのコールバックを指定。
void
MPU680x0Device::SetALineCallback(bool (*callback)(MPU680x0Device *, void*),
void *arg)
{
aline_callback = callback;
aline_arg = arg;
}
// F-Line 命令エミュレーションのコールバックを指定。
void
MPU680x0Device::SetFLineCallback(bool (*callback)(MPU680x0Device *, void*),
void *arg)
{
fline_callback = callback;
fline_arg = arg;
}
// RESET 命令
void
MPU680x0Device::ops_reset()
{
mainbus->ResetByMPU();
}
// ホールト状態
void
MPU680x0Device::Halt()
{
ChangeState(CPU_STATE_HALT);
// この命令完了後に停止するため exec を差し替える。
MakeNextFull();
// UI に通知 (メッセージボックス表示とか)
gMainApp.GetUIMessage()->Post(UIMessage::HALT);
}
// モニター更新の下請け (レジスタ共通部分)
void
MPU680x0Device::MonitorScreenRegCommon(TextScreen& screen,
m68kreg& tmp, uint32 tmp_ppc, uint32 tmp_state)
{
int x;
// 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%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],
i + 4, tmp.R[i + 12]);
}
// 5列目
x = 50;
// SR
screen.Print(x, 0, "SR:%04x(%c%c%c%c%c)",
tmp.GetSR(),
(tmp.ccr.IsX()) ? 'X' : '-',
(tmp.ccr.IsN()) ? 'N' : '-',
(tmp.ccr.IsZ()) ? 'Z' : '-',
(tmp.ccr.IsV()) ? 'V' : '-',
(tmp.ccr.IsC()) ? 'C' : '-');
// *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, 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, 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, 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
// VBR:01234567
x = 66;
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);
switch (tmp_state) {
case CPU_STATE_NORMAL:
screen.Puts(50, 3, "State: Running");
break;
case CPU_STATE_STOP:
screen.Puts(50, 3, "State: STOP instruction");
break;
case CPU_STATE_HALT:
screen.Puts(50, 3, TA::On, "State: Double Bus Fault");
break;
default:
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::MonitorScreenFPU(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=$xx BS SN OP OV UF DZ I2 I1 AV AO AU AD AI
FPIAR:00000000
*/
x = 0;
screen.Puts(x, y++, "<FPU>");
for (int i = 0; i < 8; i++) {
screen.Print(x, y++, "FP%u:%04x_%08x_%08x = %s",
i,
tmp.fpframe.fpf_regs[i * 3 + 0] >> 16,
tmp.fpframe.fpf_regs[i * 3 + 1],
tmp.fpframe.fpf_regs[i * 3 + 2],
ExtToStr(&tmp.fpframe.fpf_regs[i * 3]).c_str());
}
// FPCR
uint32 fpcr = tmp.fpframe.fpf_fpcr;
screen.Puts(0, y, "FPCR:");
screen.Print(10, y, "%04x", fpcr);
x = 34;
screen.Puts(x + 0, y, TA::OnOff(fpcr & 0x8000), "BS");
screen.Puts(x + 3, y, TA::OnOff(fpcr & 0x4000), "SN");
screen.Puts(x + 6, y, TA::OnOff(fpcr & 0x2000), "OE");
screen.Puts(x + 9, y, TA::OnOff(fpcr & 0x1000), "OF");
screen.Puts(x + 12, y, TA::OnOff(fpcr & 0x0800), "UF");
screen.Puts(x + 15, y, TA::OnOff(fpcr & 0x0400), "DZ");
screen.Puts(x + 18, y, TA::OnOff(fpcr & 0x0200), "X2");
screen.Puts(x + 21, y, TA::OnOff(fpcr & 0x0100), "X1");
screen.Print(x + 25, y, "RP=.%c RM=%s",
"XSD?"[(fpcr >> 6) & 3],
rmstr[(fpcr >> 4) & 3]);
y++;
// FPSR
uint32 fpsr = tmp.fpframe.fpf_fpsr;
uint32 cc = fpsr >> 24;
screen.Print(0, y, "FPSR: %08x", fpsr);
x = 15;
screen.Puts(x + 0, y, TA::OnOff(cc & 0x08), "N");
screen.Puts(x + 2, y, TA::OnOff(cc & 0x04), "Z");
screen.Puts(x + 4, y, TA::OnOff(cc & 0x02), "Inf");
screen.Puts(x + 8, y, TA::OnOff(cc & 0x01), "NAN");
screen.Print(x + 12, y, "Q=$%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->SetCallback(&MPU68030Device::MonitorScreenReg);
// ATC モニター
atc_monitor = gMonitorManager->Regist(ID_MONITOR_MPUATC, this);
atc_monitor->SetCallback(&MPU68030Device::MonitorScreenATC);
#if defined(M68030_CUSTOM_ATC)
atc_monitor->SetSize(114, m68030ATCTable::LINES + 6);
#else
atc_monitor->SetSize(45, m68030ATCTable::LINES + 2);
#endif
// キャッシュモニター
cache_monitor = gMonitorManager->Regist(ID_MONITOR_MPUCACHE, this);
cache_monitor->SetCallback(&MPU68030Device::MonitorScreenCache);
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_);
}
void
MPU68030Device::ResetHard(bool poweron)
{
inherited::ResetHard(poweron);
if (poweron) {
// 電源(再)投入で統計情報もクリア。
atc.ResetStat();
}
}
static int __unused
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::MonitorScreenReg(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。
MonitorScreenRegCommon(screen, tmp, tmp_ppc, tmp_state);
// Cache/MMU 部分。
y = 4;
y = MonitorScreenMMU(screen, y, tmp);
// FPU はある時だけ表示。
if (HasFPU()) {
MonitorScreenFPU(screen, y, tmp);
}
}
// モニター更新の下請け (Cache/MMU 部分)
int
MPU68030Device::MonitorScreenMMU(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 += 25;
for (int i = 0; i < 2; i++) {
uint32 tt = tmp.tt[i];
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'),
(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' : '-',
(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');
screen.Putc(x++, y, '-');
screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr & m68030MMUSR::W) | 'W');
screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr & m68030MMUSR::I) | 'I');
screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr & m68030MMUSR::M) | 'M');
screen.Puts(x, y, "- -");
x += 3;
screen.Putc(x++, y, TA::OnOff(tmp.mmusr & m68030MMUSR::T) | 'T');
screen.Print(x, y, "---N=%u)", tmp.mmusr & m68030MMUSR::N);
y++;
return y;
}
// モニター更新 (68030 ATC)
void
MPU68030Device::MonitorScreenATC(Monitor *, TextScreen& screen)
{
TA e_attr = mmu_tc.e ? TA::Normal : TA::Disable;
screen.Clear();
#if defined(M68030_CUSTOM_ATC)
m68030ATCTable_Custom *table;
struct {
int fc;
const char *name;
} fclist[] = {
{ 1, "User/Data" },
{ 2, "User/Program" },
{ 5, "Super/Data" },
{ 6, "Super/Program" },
};
for (uint t = 0; t < countof(fclist); t++) {
int x = t * 29;
int fc = fclist[t].fc;
const char *name = fclist[t].name;
table = atc.GetTable(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;
}
qsort(&sbuf[0], m68030ATCTable::LINES, sizeof(uint32) * 2, sort_atc);
// エントリ表示
for (uint i = 0; i < m68030ATCTable::LINES; i++) {
int idx = sbuf[i * 2 + 1];
m68030ATCLine& a = table->line[idx];
TA v_attr;
if (a.IsInvalid()) {
v_attr = TA::Disable;
} else {
v_attr = TA::Normal;
}
screen.Print(x, i + 2, e_attr, "[%02x]", idx);
screen.Print(x + 5, i + 2, v_attr, "%08x %08x %c%c%c%c",
a.GetLAddr(),
a.GetPAddr(),
a.IsBusError() ? 'B' : '-',
a.IsCInhibit() ? 'C' : '-',
a.IsWProtect() ? 'P' : '-',
a.IsModified() ? 'M' : '-');
}
// ヒット率とミス率。
uint64 total = 0;
uint64 tthit = 0;
uint64 miss = 0;
bool tt_once_hit;
{
std::lock_guard<std::mutex> lock(table->hist_mtx);
for (int i = 0; i < table->hist.Length(); i++) {
const auto& s = table->hist.Peek(i);
total += s.total;
tthit += s.tthit;
miss += s.miss;
}
tt_once_hit = table->hist_tt_once_hit;
}
int y = m68030ATCTable::LINES + 2;
screen.Puts(x + 1, y, e_attr, "TT Match");
if (tt_once_hit) {
screen.Print(x + 10, y, e_attr, "%5.1f%%",
(double)(tthit * 100) / total);
} else {
screen.Puts(x + 12, y, e_attr, "0");
}
y++;
screen.Puts(x + 1, y, e_attr, "ATC Match");
if (total == 0) {
screen.Puts(x + 12, y, e_attr, "0");
} else {
screen.Print(x + 10, y, e_attr, "%5.1f%%",
(double)((total - miss - tthit) * 100) / total);
}
y++;
screen.Puts(x + 1, y, e_attr, "ATC Miss");
if (miss == 0) {
screen.Puts(x + 12, y, e_attr, "0");
} else {
screen.Print(x + 10, y, e_attr, "%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);
#else
// 00 [00] SD(5).01234'567 01234'567 ----
screen.Puts(0, 0, "No Idx FC LAddr PAddr Flag Hit%");
uint y = 1;
auto table = atc.GetTable();
for (uint pri = 0; pri < m68030ATCTable::LINES; pri++) {
uint idx = table->GetIdx(pri);
const m68030ATCLine *a = &table->line[idx];
TA attr;
if (a->IsInvalid()) {
attr = TA::Disable;
} else {
attr = TA::Normal;
}
uint fc = a->GetFC();
screen.Print(0, y, e_attr, "%2d [%02d]", pri, idx);
screen.Print(8, y++, attr,
"%u(%s).%06x'00 %06x'00 %c%c%c%c",
fc, FCstr(fc),
(a->GetLAddr() >> 8),
(a->GetPAddr() >> 8),
(a->IsBusError() ? 'B' : '-'),
(a->IsCInhibit() ? 'C' : '-'),
(a->IsWProtect() ? 'P' : '-'),
(a->IsModified() ? 'M' : '-'));
}
// ATC ヒット/ミス率。
m68030ATCStat tmp = table->stat;
std::array<float, m68030ATCTable::LINES> hitrate {};
float missrate = 0;
// total はヒットとミスの合計。
uint64 total = tmp.miss;
for (auto v : tmp.hit) {
total += v;
}
if (total != 0) {
for (uint i = 0; i < hitrate.size(); i++) {
hitrate[i] = (float)tmp.hit[i] / total * 100;
}
missrate = (float)tmp.miss / total * 100;
}
y = 1;
for (auto r : hitrate) {
screen.Print(38, y++, e_attr, "%6.2f%%", r);
}
screen.Print(31, y, e_attr, "ATCMiss%6.2f%%", missrate);
#endif
}
// 統計情報を更新 (Syncer から呼ばれる)
void
MPU68030Device::CalcStat()
{
// ATC のヒット率。
atc.CalcStat();
// 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::MonitorScreenCache(Monitor *, TextScreen& screen)
{
int y;
screen.Clear();
// <Instruction Cache>
// 01234567890123456789012345678901234567890123456789
// Tag Address Data
// S.012345'00: 00000000 00000000 -------- 00000000
y = 0;
screen.Puts(0, y++, "<Instruction Cache>");
y = MonitorScreenCache1(screen, y, icache.get(), icache_fc2str);
y++;
screen.Puts(0, y++, "<Data Cache>");
MonitorScreenCache1(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::MonitorScreenCache1(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, "--------");
}
}
y++;
}
// 統計。
float hit = 0.0;
{
std::lock_guard<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;
}
/*static*/ const char
MPU68030Device::fcstr[] =
"--\0\0" // 0
"UD\0\0" // 1
"UP\0\0" // 2
"--\0\0" // 3
"--\0\0" // 4
"SD\0\0" // 5
"SP\0\0" // 6
"--"; // 7
//
// 68040
//
// コンストラクタ
MPU68040Device::MPU68040Device()
: inherited()
{
mpu_type = m680x0MPUType::M68040;
mpu_name = "MC68040";
SetName("MPU(68040)");
cycle_table = cycle_table_040;
mmu_itt[0].reset(new m68040TT("ITT0", ®.itt[0]));
mmu_itt[1].reset(new m68040TT("ITT1", ®.itt[1]));
mmu_dtt[0].reset(new m68040TT("DTT0", ®.dtt[0]));
mmu_dtt[1].reset(new m68040TT("DTT1", ®.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->SetCallback(&MPU68040Device::MonitorScreenReg);
// ATC モニター (Inst/Data)
atc_monitor = gMonitorManager->Regist(ID_MONITOR_MPUATC, this);
atc_monitor->SetCallback(&MPU68040Device::MonitorScreenATC);
atc_monitor->SetSize(125, 34);
}
// デストラクタ
MPU68040Device::~MPU68040Device()
{
}
// モニター更新 (レジスタ)
void
MPU68040Device::MonitorScreenReg(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。
MonitorScreenRegCommon(screen, tmp, tmp_ppc, tmp_state);
// Cache/MMU 部分。
y = 4;
y = MonitorScreenMMU(screen, y, tmp);
// FPU はある時だけ表示。
if (HasFPU()) {
y = MonitorScreenFPU(screen, y, tmp);
MonitorScreenFPU40(screen, y, tmp_fpu40);
}
}
// モニター更新の下請け (Cache/MMU 部分)
int
MPU68040Device::MonitorScreenMMU(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;
MonitorScreenTT(screen, x, y++, "ITT0", tmp.itt[0]);
MonitorScreenTT(screen, x, y++, "ITT1", tmp.itt[1]);
MonitorScreenTT(screen, x, y++, "DTT0", tmp.dtt[0]);
MonitorScreenTT(screen, x, y++, "DTT1", tmp.dtt[1]);
return y;
}
// *TTn 1つ分の下請け。
void
MPU68040Device::MonitorScreenTT(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()
{
}
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