--- nono/vm/sysctlr.cpp 2026/04/29 17:04:36 1.1 +++ nono/vm/sysctlr.cpp 2026/04/29 17:05:24 1.1.1.12 @@ -4,9 +4,24 @@ // Licensed under nono-license.txt // -// LUNA88K のシステムコントローラのような何か +// +// LUNA-88K のシステムコントローラのような何か +// -#include "sysctlr.h" +// IODevice +// | +// +-- InterruptDevice (割り込みコントローラの共通部) +// | +// +-- M680x0Interrupt (m68k 割り込みコントローラの共通部) +// | | +// | +-- X68030Interrupt (X68030 の割り込みコントローラ) +// | +-- LunaInterrupt (LUNA-I の割り込みコントローラ) +// | +// +-- PEDECDevice (X68030 の Lv1 担当コントローラ) +// | +// | +---------------+ +// +--| SysCtlrDevice | (LUNA-88K の割り込みコントローラ) +// +---------------+ // この辺を全部一つのデバイスで受け付けておくか。BusIO はまた後で考える。 // $6500000n.b HW 割り込みレベル (n*4 = CPU#n) @@ -18,15 +33,7 @@ // $6d00000n CPU#n をリセット(?) // $6d000010 全 CPU をリセット -// intmask[] について: -// I/O ポート 0x6500_00xx での設定値は、 -// bit 31 30 29 28 27 26 25... -// lvl 6 5 4 3 2 1 (not used) -// の対応になっている。intmask では 25bit 右シフトして、 -// ビット番号が割り込みレベルに対応するようにマップした。 - - -// LUNA88K +// LUNA-88K // 割り込みコントロールレジスタ // $6500_000n // n: CPU ID * 4 (0,4,8,c) @@ -77,12 +84,12 @@ // 想定される回路 // // [割り込みソース] -// 1:SOFTINT レジスタ $6900000n -// | 2:(XP 低レベル?) +// 1:(XP低レベル|SOFTINT レジスタ $6900000n) +// | 2: // | | 3:SPC // | | | 4:(LANCE|拡張スロット?) -// | | | | 5:(拡張PC98?|シリアル?) -// | | | | | 6:(XP 高レベル?|システムクロック?) +// | | | | 5:(XP高レベル|拡張PC98?|シリアル?) +// | | | | | 6:システムクロック // | | | | | | 7:ABRTスイッチ // V V V V V V | // +---------------------+ | @@ -93,37 +100,33 @@ // +-------------------------+ // |プライオリティエンコーダ |-> (R:bit31-29) // +-------------------------+ -// (入力のWired-OR) -// | -// [M88K INT] +// | | | +// V V V +// (Wired-OR) +// | +// [M88K INT] // -// LUNA-I とはレベル配置が違う。1 レベルのズレに加え、シリアルが -// 6 -> 5 に変更されているようだ？ +// LUNA-I とはレベル配置が違う。 // // 割り込みソース調査状況 // 1:SOFTINT レジスタ $6900000n // ROM のメモリコマンドで確認。OpenBSD machdep.c の記述の通り。 -// 2:XP 低レベル -// LUNA-I からの類推及び、OpenBSD mainbus.c に記述あり。OpenBSD のほうは -// 低レベルかどうかは不明。 +// 1:XP 低レベル +// OpenBSD mainbus.c および Issue#131 より。 // 3:SPC -// ROM1.2, OpenBSD ともに使用。 +// PROM 1.20, OpenBSD ともに使用。 // 4:LANCE // ROM はまだ不明。OpenBSD は使用。 // 4:拡張スロット // LUNA-I からの類推のみ。不明。 // 5:拡張PC98 -// LUNA-I からの類推のみ。LUNA88K にはスロットがないようなので、 -// LUNA88K2 が必要。 +// LUNA-I からの類推のみ。LUNA-88K にはスロットがないようなので、 +// LUNA-88K2 が必要。 // OpenBSD mainbus.c に記述あり。 // 5:シリアル(7201) // OpenBSD mainbus.c に記述。 -// 6:XP 高レベル -// LUNA-I からの類推。存在するかどうかも不明。 -// ただ、これをなくすと XP ファームウェアまで作り直しなので、 -// なくさないんじゃないかなあ。OMRON ファームで使ってなければ -// さっくり廃止されているかもしれない(PSGPAM が使用...レベル1 に -// 変えればいいだけだが) +// 5:XP 高レベル +// Issue#131 より。 // 6:システムクロック // ROM のメモリコマンドではレベル6割り込みが常時上がっているように観測 // できるので、おそらくシステムクロック割り込みが上がっている。 @@ -145,17 +148,27 @@ // リードアクセスで読み込まれる値も不定のようだ。 // 要はアドレスバスとR/W信号線しか見ていない。 - -std::unique_ptr gSysCtlr; - +#include "sysctlr.h" +#include "lance.h" +#include "mpu88xx0.h" +#include "nmi.h" +#include "prom.h" +#include "sio.h" +#include "spc.h" +#include "sysclk.h" // コンストラクタ SysCtlrDevice::SysCtlrDevice() + : inherited(OBJ_INTERRUPT) { - logname = "sysctlr"; - devname = "SysCtlr"; + SetName("SysCtlr"); + AddAlias("SysCtlr"); + AddAlias("SystemCtlr"); - monitor.Init(60, 5); + intmap_status = IntmapSentinel; + + monitor.func = ToMonitorCallback(&SysCtlrDevice::MonitorUpdate); + monitor.Regist(ID_MONITOR_INTERRUPT); } // デストラクタ @@ -163,96 +176,162 @@ SysCtlrDevice::~SysCtlrDevice() { } -uint64 +// 初期化 +bool +SysCtlrDevice::Init() +{ + if (inherited::Init() == false) { + return false; + } + + mpu88xx0 = GetMPU88xx0Device(mpu); + + // 検索順 + RegistINT(IntmapSysClk, "Clock", GetSysClkDevice()); + RegistINT(IntmapSIO, "SIO", GetSIODevice()); + RegistINT(IntmapLance, "Lance", GetLanceDevice()); + RegistINT(IntmapSPC, "SPC", GetSPCDevice()); + RegistINT(IntmapXPHigh, "XP(Hi)", DEVICE_XPINT_HIGH); + RegistINT(IntmapXPLow, "XP(Lo)", DEVICE_XPINT_LOW); + RegistINT(IntmapSoft, "SoftInt", mpu88xx0); // ? + RegistINT(IntmapNMI, "NMI", GetNMIDevice()); + + // 表示順 + disp_list = { + IntmapNMI, + IntmapSysClk, + IntmapSIO, + IntmapXPHigh, + IntmapLance, + IntmapSPC, + IntmapXPLow, + IntmapSoft, + }; + + // 行数が確定したのでサイズ設定 + monitor.SetSize(41, 1 + disp_list.size()); + + return true; +} + +// リセット +void +SysCtlrDevice::ResetHard(bool poweron) +{ + // さすがにリセットくらいはされるだろう… + inherited::ResetHard(poweron); + + for (int i = 0; i < 4; i++) { + // XXX 初期値は分からないがとりあえず割り込み禁止にしておく + cpu[i].maskval = 0xfc000000; + cpu[i].intmask = MakeIntMask(cpu[i].maskval, i); + cpu[i].ipl = 0; + cpu[i].softint = 0; + cpu[i].softint_count = 0; + } + ChangeInterrupt(); +} + +busdata SysCtlrDevice::Read32(uint32 addr) { - int n = (addr & 15) >> 2; + int n = (addr >> 2) & 3; - // 読み込みでは割り込みレベルを返すようだ - // bit 31..29: アクティブな割り込みのレベル - // 24 level7 割り込みが発生したら 1 - // 23 level6 .. - // 22 level5 - // 21 level4 - // 20 level3 - // 19 level2 - // 18 level1 - // XXX: もう資料がないとわからない if (0x65000000 <= addr && addr < 0x65000010) { - int maxlev = 0; - // 7 to 1 - for (int i = 7; i > 0; i--) { - if (intlevel[n] & (1 << i)) { - maxlev = i; - break; - } - } - - uint32 data = (maxlev << 29) | (intlevel[n] << 17); + // bit31-29 に発生している最上位の割り込みレベル + // bit23-18 に設定したレベル 6-1 の割り込みマスク + uint32 data = (cpu[n].ipl << 29) | (cpu[n].maskval >> 8); putlog(2, "割り込み保持読み出し(CPU#%d) -> $%08x", n, data); return data; } if (0x69000000 <= addr && addr < 0x69000010) { - putlog(1, "ソフトウェア割り込み(CPU#%d)クリア(未実装)", n); + // 読み出しで SOFTINT ネゲート (値は関係ない) + if (cpu[n].softint) { + putlog(1, "Softint(CPU#%d) Negate", n); + cpu[n].softint = 0; + ChangeInterrupt(); + } return 0xffffffff; } if (0x6d000000 <= addr && addr < 0x6d000010) { - putlog(1, "CPU%d リセット 未実装読み込み", n); + putlog(0, "Read CPU%d reset (NOT IMPLEMENTED)", n); return 0xffffffff; } if (addr == 0x6d000010) { - putlog(1, "CPU ALL リセット 未実装読み込み"); + putlog(0, "Read All CPU reset (NOT IMPLEMENTED)"); return 0xffffffff; } - putlog(0, "未実装読み込み $%08x", addr); + putlog(0, "Read $%08x (NOT IMPLEMENTED)", addr); return 0xffffffff; } -uint64 +busdata SysCtlrDevice::Write32(uint32 addr, uint32 data) { int n = (addr & 15) >> 2; if (0x65000000 <= addr && addr < 0x65000010) { - intmask[n] = data >> 25; - - // XXX: クリアしてみる - intlevel[n] = 0; + data &= 0xfc000000; + // 割り込みレベル変えるたびに表示されるのですごく多い。 + // さらに同レベルが書き込まれることも多い…。 + if (cpu[n].maskval != data) { + putlog(2, "Interrupt Mask(CPU#%d) <- $%08x", n, data); + } else { + putlog(3, "Interrupt Mask(CPU#%d) <- $%08x", n, data); + } - putlog(1, "割り込みマスク(CPU#%d) <- $%08x", n, intmask[n] << 25); + // 設定値を保存 + cpu[n].maskval = data; + // 内部マスクを書き換えて割り込み状態を更新 + cpu[n].intmask = MakeIntMask(data, n); + ChangeInterrupt(); return 0; } if (0x69000000 <= addr && addr < 0x69000010) { - // 詳細不明。0xFFFFFFFF が書き込まれている、ようだ。 - intlevel[n] &= ~data; - // bit 表示したい - putlog(0, "割り込み(CPU#%d)クリア 0x%x 残り=0x%x", n, data, intlevel[n]); + // 書き込みで SOFTINT アサート (値は関係ない) + if (cpu[n].softint == false) { + putlog(1, "Softint(CPU#%d) Assert", n); + cpu[n].softint = IntmapSoft; + cpu[n].softint_count++; + // 親クラスのカウンタも上げる (4つの和になる) + int clz = __builtin_clz(IntmapSoft); + counter[clz]++; + ChangeInterrupt(); + } return 0; } if (0x6d000000 <= addr && addr < 0x6d000010) { - putlog(0, "CPU%d リセット 未実装書き込み", n); + putlog(0, "Write CPU%d reset (NOT IMPLEMENTED)", n); return 0; } if (addr == 0x6d000010) { - putlog(0, "CPU ALL リセット 未実装書き込み"); + putlog(1, "Reset All CPUs"); + // XXX このあたりもう少し整理する必要がある + // 今は MPU.ResetHard() が func を ResetCallback に、time をリセット + // 間隔に書き換えて Start() した後、この書き込み命令から戻ったところの + // ExecCallback が time だけ所要サイクルに書き換えて再度 Start() する + // ため、時間はともかく幸い ResetCallback() が呼ばれることで動いている。 + GetPROM0Device()->ResetHard(false); + mpu->ResetHard(false); + ResetHard(false); return 0; } - putlog(0, "未実装書き込み $%08x <- $%08x", addr, data); + putlog(0, "Write $%08x <- $%08x (NOT IMPLEMENTED)", addr, data); return 0; } -uint64 +busdata SysCtlrDevice::Peek8(uint32 addr) { + int n = (addr >> 2) & 3; uint32 data; - int n = (addr & 15) >> 2; if (0x65000000 <= addr && addr < 0x65000010) { - data = intmask[n] << 25; + data = (cpu[n].ipl << 29) | (cpu[n].maskval >> 8); } else { data = 0xffffffff; } @@ -266,19 +345,98 @@ SysCtlrDevice::Peek8(uint32 addr) case 3: return data & 0xff; default: - break; + __unreachable(); } - __unreachable(); } -bool -SysCtlrDevice::MonitorUpdate() +void +SysCtlrDevice::MonitorUpdate(Monitor *, TextScreen& screen) { - monitor.Clear(); - monitor.Puts(6, 0, "IntrEnable SWIntr"); - for (int i = 0; i < countof(intmask); i++) { - monitor.Print(0, i + 1, "CPU#%d $%02x", i, intmask[i]); + int y; + + // CPU の割り込み可否は本当は関係ないけど、便宜的に一緒に表示したい + bool ei = mpu88xx0->IsIntrEnable(); + + screen.Clear(); + + // 0 1 2 3 4 + // 01234567890123456789012345678901234567890 + // Lv Device CPU0 Count + + y = 0; + // XXX CPU の実装数によってウィンドウ幅を変えること。 + screen.Print(0, y, "Lv Device CPU0"); + screen.Puts(36, y, "Count"); + y++; + for (uint32 map : disp_list) { + int clz = __builtin_clz(map); + int lv = (31 - clz) / 4; + screen.Print(0, y, "%d", lv); + screen.Puts(3, y, TA::OnOff(intmap_status & map), GetIntName(map)); + screen.Print(15, y, "%26s", format_number(counter[clz]).c_str()); + + // CPU ごとのマスク + // XXX 今は CPU は1つしかない + for (int n = 0; n < 1; n++) { + // Softint の他 CPU 分は + // 動作としては常にマスクされてて通過しないから問題ないが、 + // 見せる分にはマスクされているではなく無効と見せたほうがいい。 + if ((cpu[n].intmask & map) == 0) { + screen.Puts(11 + n * 5, y, "Mask"); + } else if (!ei) { + screen.Puts(11 + n * 5, y, "IND"); + } + } + + y++; } - return true; + // ソフトウェア割り込みの CPU ごとのカウンタいる? +} + +// 割り込みアクノリッジはない +busdata +SysCtlrDevice::InterruptAcknowledge(int lv) +{ + return 0; +} + +// 割り込み状態を更新 +void +SysCtlrDevice::ChangeInterrupt() +{ + // XXX MPU 側がまだマルチプロセッサに対応してないので CPU#0 だけ + for (int i = 0; i < 1; i++) { + uint32 localmap = (intmap_status | cpu[i].softint) & cpu[i].intmask; + + // intmap_status の最下位ビットは常に立ててあり localmap は 0 にならない + int newipl = (uint)(31 - __builtin_clz(localmap)) / 4; + + // 割り込みレベルが変わったら、新しいレベルを通知 + if (newipl != cpu[i].ipl) { + cpu[i].ipl = newipl; + // MPU 側は 1 レベルしかない + mpu->Interrupt(cpu[i].ipl ? 1 : 0); + } + } +} + +// 割り込みマスク設定レジスタの書き込み値から内部用のマスクを作成 +// data は bit31-26 のみ使用。他のビットは不問。 +// n は CPU# (Softint 用)。 +/*static*/ uint32 +SysCtlrDevice::MakeIntMask(uint32 data, int n) +{ + uint32 val = 0xf0000001; // Lv7 は NMI、最下位は番兵用 + + uint32 mask = 0x0f000000; + for (int i = 6; i >= 1; i--) { + if ((int32)data < 0) { + val |= mask; + } + mask >>= 4; + data <<= 1; + } + + return val; }