--- nono/vm/ram.cpp	2026/04/29 17:04:28	1.1
+++ nono/vm/ram.cpp	2026/04/29 17:04:42	1.1.1.4
@@ -1,21 +1,31 @@
 //
 // nono
-// Copyright (C) 2018 isaki@NetBSD.org
+// Copyright (C) 2020 nono project
+// Licensed under nono-license.txt
 //
 
 #include "ram.h"
-#include "vm.h"
+#include "aout.h"
+#include "elf.h"
+#include "iodevstream.h"
+#include "mainapp.h"
+#include <fcntl.h>
+#include <sys/stat.h>
+#include <sys/mman.h>
+#include <zlib.h>
 
 //
 // メインメモリ
 //
+
+std::unique_ptr<RAMDevice> gRAM;
+
 // RAM 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。
-//
+std::unique_ptr<uint8[]> ram;
 
-uint8 *ram;
+// RAM 容量(バイト単位)であり ram[] の確保したバイト数
 int ram_size;
-RAMDevice *gRAM;
 
 RAMDevice::RAMDevice()
 {
@@ -24,35 +34,71 @@ RAMDevice::RAMDevice()
 	devaddr = 0;
 
 	ram_size = 0;
-	ram = NULL;
+
+	// アクセスウェイト
+	switch (gMainApp.GetVMType()) {
+	 case VMTYPE_LUNA88K:
+		// 取扱説明書p.21 に、CMMU からのアクセスタイムが
+		// リード(4byte)で 200ns、バーストリード(16byte)で 320ns
+		// ライト(4byte)で 160ns、バーストライト(16byte)で 280ns とある。
+		// 25MHz は 40ns/clockで、この数値は CMMU からのアクセス全体の時間
+		// らしいので、ここで加算するウェイトはそれから 2クロック引いたもの。
+		read_wait  = 3;
+		write_wait = 2;
+		break;
+	 case VMTYPE_LUNA1:
+		// LUNA-I は1ウェイト。
+		read_wait  = 1;
+		write_wait = 1;
+		break;
+
+	 case VMTYPE_X68030:
+	 default:
+		// X68030 ではシステムポートが設定するのでここでは不要。
+		break;
+	}
 }
 
 RAMDevice::~RAMDevice()
 {
-	if (ram) {
-		delete ram;
-		ram = NULL;
-	}
 	ram_size = 0;
 }
 
 bool
 RAMDevice::Init()
 {
-	// とりあえず。実際は設定ファイルから
-	if (gVM->GetType() == VM::TYPE_LUNA) {
-		ram_size = 16 * 1024 * 1024;
-	} else {
-		ram_size = 12 * 1024 * 1024;
+	int ram_size_MB;
+
+	const ConfigItem& item = gConfig->Find("ram-size");
+	ram_size_MB = item.AsInt();
+	// XXX 上限は適当。
+	// LUNA は空間は 1024MB 分あるが末尾に Null と BusErr 領域が必要なはずで
+	// メモリの上限は 1023MB くらいのはず。
+	if (ram_size_MB < 1 || ram_size_MB > 1023) {
+		item.Err();
+		return false;
 	}
-	ram = new uint8[ram_size];
+
+	ram_size = ram_size_MB * 1024 * 1024;
+	ram.reset(new uint8[ram_size]);
 
 	return true;
 }
 
+void
+RAMDevice::ResetHard()
+{
+	// X68030 ではリセットで戻るはず。(LUNA は固定なので関係ない)
+	if (gMainApp.GetVMType() == VMTYPE_X68030) {
+		read_wait  = 0;
+		write_wait = 0;
+	}
+}
+
 uint64
 RAMDevice::Read8(uint32 addr)
 {
+	gMPU->AddCycle(read_wait);
 	uint32 data;
 	data = ram[HLB(addr)];
 	return data;
@@ -61,6 +107,7 @@ RAMDevice::Read8(uint32 addr)
 uint64
 RAMDevice::Read16(uint32 addr)
 {
+	gMPU->AddCycle(read_wait);
 	uint32 data;
 	data = *(uint16 *)&ram[HLW(addr)];
 	return data;
@@ -69,6 +116,7 @@ RAMDevice::Read16(uint32 addr)
 uint64
 RAMDevice::Read32(uint32 addr)
 {
+	gMPU->AddCycle(read_wait);
 	uint32 data;
 	data = *(uint32 *)&ram[addr];
 	return data;
@@ -77,6 +125,7 @@ RAMDevice::Read32(uint32 addr)
 uint64
 RAMDevice::Write8(uint32 addr, uint32 data)
 {
+	gMPU->AddCycle(write_wait);
 	ram[HLB(addr)] = data;
 	return 0;
 }
@@ -84,6 +133,7 @@ RAMDevice::Write8(uint32 addr, uint32 da
 uint64
 RAMDevice::Write16(uint32 addr, uint32 data)
 {
+	gMPU->AddCycle(write_wait);
 	*(uint16 *)&ram[HLW(addr)] = data;
 	return 0;
 }
@@ -91,6 +141,7 @@ RAMDevice::Write16(uint32 addr, uint32 d
 uint64
 RAMDevice::Write32(uint32 addr, uint32 data)
 {
+	gMPU->AddCycle(write_wait);
 	*(uint32 *)&ram[addr] = data;
 	return 0;
 }
@@ -100,3 +151,322 @@ RAMDevice::Peek8(uint32 addr)
 {
 	return ram[HLB(addr)];
 }
+
+// アクセスウェイトを設定 (X68030 でシステムポートから呼ばれる)
+void
+RAMDevice::SetWait(uint32 wait)
+{
+	read_wait  = wait;
+	write_wait = wait;
+}
+
+// filepath で指定されるホストの実行ファイルをゲストにロードする。
+// ファイルのフォーマットは自動で認識する。
+// target_mid は machine id で、実体は a.out の値を流用してはいるが
+// ELF であってもこちらで読み替える。
+// 戻り値はエントリポイントアドレス。エラーなら 0 を返す。
+uint32
+RAMDevice::LoadFile(const char *filepath, uint32 target_mid)
+{
+	uint8 *file;
+	struct stat st;
+	size_t filesize;
+	uint32 entry;
+	int fd;
+
+	fd = open(filepath, O_RDONLY);
+	if (fd == -1) {
+		warn("LoadFile \"%s\" open failed", filepath);
+		return 0;
+	}
+
+	if (fstat(fd, &st) == -1) {
+		warn("LoadFile \"%s\" fstat failed", filepath);
+		close(fd);
+		return 0;
+	}
+
+	if (!S_ISREG(st.st_mode)) {
+		warnx("LoadFile \"%s\" not a regular file", filepath);
+		close(fd);
+		return 0;
+	}
+
+	// 今の所マジック判定は最初の4バイトで出来るので
+	if (st.st_size < 4) {
+		warnx("LoadFile \"%s\" file too short", filepath);
+		close(fd);
+		return 0;
+	}
+	filesize = st.st_size;
+
+	file = (uint8 *)mmap(NULL, filesize, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);
+	if (file == MAP_FAILED) {
+		warn("LoadFile \"%s\" mmap failed", filepath);
+		close(fd);
+		return 0;
+	}
+
+	// 先頭3バイトの gzip マジックを調べる
+	if (file[0] == 0x1f && file[1] == 0x8b && file[2] == 0x08) {
+		// gzip
+		entry = LoadGzFile(filepath, file, filesize, target_mid);
+	} else {
+		// 通常ファイル
+		entry = LoadFile(filepath, file, filesize, target_mid);
+	}
+
+	munmap(file, filesize);
+	close(fd);
+	return entry;
+}
+
+// gzip を展開してゲストにロードする。
+uint32
+RAMDevice::LoadGzFile(const char *filepath,
+	const uint8 *infile, size_t infilesize, uint32 target_mid)
+{
+	z_stream z {};
+	uint32 decompsize;
+	int rv;
+
+	// gzip なら(?) ファイルの末尾4バイトが (LE で?) 展開後サイズ(?)。
+	decompsize = le32toh(*(const uint32 *)&infile[infilesize - 4]);
+	std::unique_ptr<uint8[]> dstbuf(new uint8[decompsize]);
+
+	// gzip 展開
+	// (uncompress() の方が楽そうに見えるが gzip 形式に対応してないらしい)
+	z.zalloc = Z_NULL;
+	z.zfree = Z_NULL;
+	z.opaque = Z_NULL;
+	rv = inflateInit2(&z, 47);
+	if (rv != Z_OK) {
+		warnx("LoadGzFile \"%s\" inflateInit2 failed %d", filepath, rv);
+		return 0;
+	}
+
+	z.next_in = const_cast<Bytef *>(infile);
+	z.avail_in = infilesize - 4;
+	z.next_out = dstbuf.get();
+	z.avail_out = decompsize;
+	rv = inflate(&z, Z_NO_FLUSH);
+	if (rv != Z_OK) {
+		warnx("LoadGzFile \"%s\" inflate failed %d", filepath, rv);
+		return 0;
+	}
+
+	inflateEnd(&z);
+
+	// 展開できたのでロード
+	return LoadFile(filepath, dstbuf.get(), decompsize, target_mid);
+}
+
+// file, filesize で示されるバッファを実行ファイルとみなしてゲストにロードする。
+// ファイルのフォーマットは自動で認識する。
+// target_mid は machine id で、実体は a.out の値を流用してはいるが
+// ELF であってもこちらで読み替える。
+// name はここではエラーメッセージとかの表示用でしかない。
+// 戻り値はエントリポイントアドレス。エラーなら 0 を返す。
+uint32
+RAMDevice::LoadFile(const char *name, const uint8 *file, size_t filesize,
+	uint32 target_mid)
+{
+	uint32 entry = 0;
+
+	// フォーマットだけ判定して分岐
+	const Elf32_Ehdr *ehdr = (const Elf32_Ehdr *)file;
+	const aout_header *aout = (const aout_header *)file;
+	if (memcmp(ehdr->e_ident, "\177ELF", 4) == 0) {
+		entry = Load_elf32(name, file, filesize, target_mid);
+	} else if ((be32toh(aout->magic) & 0xffff) == AOUT_OMAGIC) {
+		entry = Load_aout(name, file, filesize, target_mid);
+	} else {
+		warnx("LoadFile \"%s\" unknown executable file format", name);
+	}
+
+	return entry;
+}
+
+// ホストの a.out をゲストの RAM に読み込む。
+// 戻り値はエントリポイントアドレス。エラーなら 0 を返す。
+uint32
+RAMDevice::Load_aout(const char *name, const uint8 *file, size_t filesize,
+	uint32 target_mid)
+{
+	aout_header aout;
+	int copylen;
+
+	if (filesize < sizeof(aout)) {
+		warnx("Load_aout \"%s\" file too short", name);
+		return 0;
+	}
+
+	// ヘッダを読み込む
+	// BigEndian しかターゲットにしてないので最初から全部変換しとく
+	aout.magic       = be32toh(((const aout_header *)file)->magic);
+	aout.textsize    = be32toh(((const aout_header *)file)->textsize);
+	aout.datasize    = be32toh(((const aout_header *)file)->datasize);
+	aout.bsssize     = be32toh(((const aout_header *)file)->bsssize);
+	aout.symsize     = be32toh(((const aout_header *)file)->symsize);
+	aout.entry       = be32toh(((const aout_header *)file)->entry);
+	aout.textrelsize = be32toh(((const aout_header *)file)->textrelsize);
+	aout.datarelsize = be32toh(((const aout_header *)file)->datarelsize);
+
+	// マジックをチェック
+	uint32 mid = AOUT_MID(aout.magic);
+	if (mid != target_mid) {
+		warnx("Load_aout \"%s\" machine id mismatch (%03x expected but %03x)",
+			name, target_mid, mid);
+		return 0;
+	}
+
+	putmsg(1, "%s textsize    = %08x", __func__, aout.textsize);
+	putmsg(1, "%s datasize    = %08x", __func__, aout.datasize);
+	putmsg(1, "%s bsssize     = %08x", __func__, aout.bsssize);
+	putmsg(1, "%s symsize     = %08x", __func__, aout.symsize);
+	putmsg(1, "%s entry       = %08x", __func__, aout.entry);
+	putmsg(1, "%s textrelsize = %08x", __func__, aout.textrelsize);
+	putmsg(1, "%s datarelsize = %08x", __func__, aout.datarelsize);
+
+	// とりあえず再配置は無視
+	if (aout.textrelsize != 0 || aout.datarelsize != 0) {
+		warnx("Load_aout \"%s\" relocation not supported", name);
+		return 0;
+	}
+
+	// OpenBSD の boot は text+data が filesize より大きくて何かおかしいが
+	// OMAGIC の a.out は text+data が連続しているだけなので、とりあえず
+	// 何も考えずにファイルサイズ分ロードしておく。
+	copylen = aout.textsize + aout.datasize;
+	if (copylen >= filesize) {
+		copylen = filesize;
+		warnx("warning: Load_aout \"%s\" coruppted? "
+		      "(text=%u + data=%u, filesize=%d); loading %d bytes",
+			name, aout.textsize, aout.datasize, (int)filesize, copylen);
+		/* FALLTHROUGH */
+	}
+
+	// 再配置不要なので、text + data を entry に置いて entry に飛ぶだけ
+	IODeviceStream ds(this, aout.entry);
+	const uint8 *src = file + sizeof(aout);
+	for (int i = 0; i < copylen; i++) {
+		ds.Write8(*src++);
+	}
+
+	return aout.entry;
+}
+
+// ELF フォーマットのエンディアンからホストエンディアンに変換
+#define elf16toh(x)	((ehdr->e_ident[EI_DATA] == ELFDATA2MSB) ? \
+	be16toh(x) : le16toh(x))
+#define elf32toh(x) ((ehdr->e_ident[EI_DATA] == ELFDATA2MSB) ? \
+	be32toh(x) : le32toh(x))
+
+// ホストの a.out をゲストの RAM に読み込む。
+// target_aout_mid は a.out での machine id (機種情報) で、こっちで ELF の
+// machine type に読み替える。
+// 戻り値はエントリポイントアドレス。エラーなら 0 を返す。
+uint32
+RAMDevice::Load_elf32(const char *name, const uint8 *file, size_t filesize,
+	uint32 target_aout_mid)
+{
+	uint16 target_elf_mid;
+
+	// a.out machine id から ELF machine type への読み替え
+	switch (target_aout_mid) {
+	 case AOUT_MID_M68K:
+		target_elf_mid = EM_68K;
+		break;
+	 case AOUT_MID_M88K:
+		target_elf_mid = EM_88K;
+		break;
+	 default:
+		warnx("Load_elf32 unknown target_aout_mid $%x", target_aout_mid);
+		return 0;
+	}
+
+	// ヘッダをチェック
+	const Elf32_Ehdr *ehdr = (const Elf32_Ehdr *)file;
+	if (filesize < sizeof(*ehdr)) {
+		warnx("Load_elf32 \"%s\" file too short", name);
+		return 0;
+	}
+	uint16 e_type    = elf16toh(ehdr->e_type);
+	uint16 e_machine = elf16toh(ehdr->e_machine);
+	uint32 e_entry   = elf32toh(ehdr->e_entry);
+	putlog(1, "EI_CLASS    = $%02x", ehdr->e_ident[EI_CLASS]);
+	putlog(1, "EI_DATA     = $%02x", ehdr->e_ident[EI_DATA]);
+	putlog(1, "e_type      = $%02x", e_type);
+	putlog(1, "e_machine   = $%02x", e_machine);
+	putlog(1, "e_entry     = $%08x", e_entry);
+
+	if (ehdr->e_ident[EI_CLASS] != ELFCLASS32) {
+		warnx("Load_elf32 \"%s\" not ELF32 format", name);
+		return 0;
+	}
+	if (e_type != ET_EXEC) {
+		warnx("Load_elf32 \"%s\" not executable file", name);
+		return 0;
+	}
+	if (e_machine != target_elf_mid) {
+		warnx("Load_elf32 \"%s\" machine type mismatch "
+			"($%02x expected but $%02x)",
+			name, target_elf_mid, e_machine);
+		return 0;
+	}
+
+	// プログラムヘッダに読み込むべき領域が示されている
+	// phoff がプログラムヘッダのファイル先頭からのオフセット
+	// phentsize がプログラムヘッダ1つの大きさ
+	// phnum がプログラムヘッダの個数
+	uint32 e_phoff     = elf32toh(ehdr->e_phoff);
+	uint16 e_phentsize = elf16toh(ehdr->e_phentsize);
+	uint16 e_phnum     = elf16toh(ehdr->e_phnum);
+	putlog(1, "e_phoff     = $%08x", e_phoff);
+	putlog(1, "e_phentsize = $%04x", e_phentsize);
+	putlog(1, "e_phnum     = %d",    e_phnum);
+	if (e_phentsize != sizeof(Elf32_Phdr)) {
+		warnx("Load_elf32 \"%s\" unknown program header size 0x%x",
+			name, e_phentsize);
+		return 0;
+	}
+
+	IODeviceStream ds(this);
+
+	for (int j = 0; j < e_phnum; j++) {
+		const Elf32_Phdr *phdr = &((const Elf32_Phdr*)(file + e_phoff))[j];
+		// p_type が PT_LOAD なところをロードする。
+		// その際 p_memsz > p_filesz なら差が BSS 領域。
+		uint32 p_type   = elf32toh(phdr->p_type);	// タイプ
+		uint32 p_offset = elf32toh(phdr->p_offset);	// ファイル上のオフセット
+		uint32 p_vaddr  = elf32toh(phdr->p_vaddr);	// 仮想アドレス
+		uint32 p_filesz = elf32toh(phdr->p_filesz);	// 読み込み元ファイルサイズ
+		uint32 p_memsz  = elf32toh(phdr->p_memsz);	// 書き込み先サイズ
+		putlog(1, "[%d] p_type   = $%08x", j, p_type);
+		putlog(1, "[%d] p_offset = $%08x", j, p_offset);
+		putlog(1, "[%d] p_vaddr  = $%08x", j, p_vaddr);
+		putlog(1, "[%d] p_filesz = $%08x", j, p_filesz);
+		putlog(1, "[%d] p_memsz  = $%08x", j, p_memsz);
+
+		if (p_type == PT_LOAD) {
+			ds.SetAddr(p_vaddr);
+			const uint8 *src = file + p_offset;
+			int i = 0;
+			for (; i < p_filesz; i++) {
+				ds.Write8(*src++);
+			}
+			for (; i < p_memsz; i++) {
+				ds.Write8(0);
+			}
+		} else if (p_type == 0x65a3dbe6) {	// PT_OPENBSD_RANDOMIZE
+			// XXX どうする?
+			continue;
+
+		} else {
+			warnx("Load_elf32 \"%s\" p_type %d not supported", name, p_type);
+			return 0;
+		}
+	}
+
+	return e_entry;
+}