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Up to [Isaki's NoNo m68k/m88k emulator] / nono / vm|
Return to sysctlr.cpp CVS log | Up to [Isaki's NoNo m68k/m88k emulator] / nono / vm |
1.1 root 1: //
2: // nono
3: // Copyright (C) 2020 nono project
4: // Licensed under nono-license.txt
5: //
6:
1.1.1.8 root 7: //
1.1.1.10! root 8: // LUNA-88K のシステムコントローラのような何か
1.1.1.8 root 9: //
1.1 root 10:
1.1.1.8 root 11: // IODevice
12: // |
13: // +-- InterruptDevice (割り込みコントローラの共通部)
14: // |
15: // +-- M680x0Interrupt (m68k 割り込みコントローラの共通部)
16: // | |
17: // | +-- X68030Interrupt (X68030 の割り込みコントローラ)
18: // | +-- LunaInterrupt (LUNA-I の割り込みコントローラ)
19: // |
20: // +-- PEDECDevice (X68030 の Lv1 担当コントローラ)
21: // |
22: // | +---------------+
1.1.1.10! root 23: // +--| SysCtlrDevice | (LUNA-88K の割り込みコントローラ)
1.1.1.8 root 24: // +---------------+
1.1 root 25:
26: // 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。
27: // $6500000n.b HW 割り込みレベル (n*4 = CPU#n)
28: // $65000000.b CPU#0
29: // $65000004.b CPU#1
30: // $65000008.b CPU#2
31: // $6500000c.b CPU#3
32: // $6900000n ソフトウェア割り込み(?)
33: // $6d00000n CPU#n をリセット(?)
34: // $6d000010 全 CPU をリセット
35:
1.1.1.10! root 36: // LUNA-88K
1.1 root 37: // 割り込みコントロールレジスタ
38: // $6500_000n
39: // n: CPU ID * 4 (0,4,8,c)
40: // この16Mページ内はミラーされている模様。
41: // 下位2bitしかデコードしていない?
42: // 書き込み時:
43: // 3 2 1
44: // 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
45: // +-+-+-+-+-+-+---------------------------------------------------+
46: // |6|5|4|3|2|1| |
47: // +-+-+-+-+-+-+---------------------------------------------------+
48: // bit31: 1=割り込み 6 イネーブル
49: // bit30: 1=割り込み 5 イネーブル
50: // bit29: 1=割り込み 4 イネーブル
51: // bit28: 1=割り込み 3 イネーブル
52: // bit27: 1=割り込み 2 イネーブル
53: // bit26: 1=割り込み 1 イネーブル
54: // m68k と異なり、個別の割り込みごとに許可/禁止できる。
55: // 該当ビットに 1 を書き込むと許可。
56: // 空欄部分は無視される模様。
57: //
58: // 読み込み時
59: // 3 2 1
60: // 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
61: // +-----+---------+-+-+-+-+-+-+-----------------------------------+
62: // |Level| |6|5|4|3|2|1| |
63: // +-----+---------+-+-+-+-+-+-+-----------------------------------+
64: // bit31-29: 発生している最上位レベルの割り込み。範囲は7-0
65: // bit23-18: 書き込んだ割り込みマスク。
66: // 空欄部分は「不定」の模様。
67: //
68: // bit31-29 のレベルは、割り込みコントローラに入力
69: // されている割り込み信号線6本を、マスク処理した後、
70: // プライオリティバイナリエンコーダの値がそのまま出力されている模様。
71: // ラッチ機構は無いようだ。
72: // したがってマスクされている割り込み(マスクビットが 0) の
73: // 値が出力されることはない。
74: // 同時に入力があった場合は、数字の大きいほうが出力される。
75: // レベル7 はマスクなしでプライオリティエンコーダに入力されているようだ。
76: //
77: // 割り込み入力がないときは 0 になる模様。
78: // 本体 ABRT スイッチを押すと、押している間、すべての CPU の
79: // level が 111(=7) になる。離すと戻る。
80: // 88100 には NMI が無いので、通常の割り込みと同じように処理している？
81: // (なので IND 状態だとABRT できない。いいのかそれで)
82: // (OpenBSD6.7 の割り込みハンドラはABRTには対応していないように読める)
83: //
84: // 想定される回路
85: //
86: // [割り込みソース]
87: // 1:SOFTINT レジスタ $6900000n
88: // | 2:(XP 低レベル?)
89: // | | 3:SPC
90: // | | | 4:(LANCE|拡張スロット?)
91: // | | | | 5:(拡張PC98?|シリアル?)
92: // | | | | | 6:(XP 高レベル?|システムクロック?)
93: // | | | | | | 7:ABRTスイッチ
94: // V V V V V V |
95: // +---------------------+ |
96: // | 割り込みマスク | | (R:bit23-18, W:bit31-26)
97: // +---------------------+ |
98: // | | | | | | |
99: // V V V V V V V
100: // +-------------------------+
101: // |プライオリティエンコーダ |-> (R:bit31-29)
102: // +-------------------------+
1.1.1.3 root 103: // | | |
104: // V V V
105: // (Wired-OR)
106: // |
107: // [M88K INT]
1.1 root 108: //
1.1.1.3 root 109: // LUNA-I とはレベル配置が違う。
1.1 root 110: //
111: // 割り込みソース調査状況
112: // 1:SOFTINT レジスタ $6900000n
113: // ROM のメモリコマンドで確認。OpenBSD machdep.c の記述の通り。
114: // 2:XP 低レベル
115: // LUNA-I からの類推及び、OpenBSD mainbus.c に記述あり。OpenBSD のほうは
116: // 低レベルかどうかは不明。
117: // 3:SPC
1.1.1.10! root 118: // PROM 1.20, OpenBSD ともに使用。
1.1 root 119: // 4:LANCE
120: // ROM はまだ不明。OpenBSD は使用。
121: // 4:拡張スロット
122: // LUNA-I からの類推のみ。不明。
123: // 5:拡張PC98
1.1.1.10! root 124: // 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、
! 125: // LUNA-88K2 が必要。
1.1 root 126: // OpenBSD mainbus.c に記述あり。
127: // 5:シリアル(7201)
128: // OpenBSD mainbus.c に記述。
129: // 6:XP 高レベル
130: // LUNA-I からの類推。存在するかどうかも不明。
131: // 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、
132: // 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
133: // 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
134: // 変えればいいだけだが)
135: // 6:システムクロック
136: // 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
137: // 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。
138: // OpenBSD maibus.c にも記述。
139: // 7:ABRTスイッチ
140: // ROM のメモリコマンドで確認。
141: //
142: //
143: // SOFTINT レジスタ $6900000n
144: // $69000000: CPU0
145: // $69000004: CPU1
146: // $69000008: CPU2
147: // $6900000c: CPU3
148: // 挙動:
149: // この32ビットのどこかにライトアクセスすると、INT1 をアサートする。
150: // この32ビットのどこかをリードアクセスすると、INT1 をネゲートする。
151: // データバスは無視される。
152: // 0x00 を書いても、アサートされることに注意。
153: // リードアクセスで読み込まれる値も不定のようだ。
154: // 要はアドレスバスとR/W信号線しか見ていない。
155:
1.1.1.8 root 156: #include "sysctlr.h"
1.1.1.10! root 157: #include "lance.h"
1.1.1.8 root 158: #include "mpu88xx0.h"
159: #include "nmi.h"
160: #include "prom.h"
161: #include "sio.h"
162: #include "spc.h"
163: #include "sysclk.h"
1.1 root 164:
165: // コンストラクタ
166: SysCtlrDevice::SysCtlrDevice()
1.1.1.10! root 167: : inherited(OBJ_INTERRUPT)
1.1 root 168: {
1.1.1.10! root 169: SetName("SystemCtlr");
! 170: AddAlias("SystemCtlr");
1.1.1.5 root 171: AddAlias("SysCtlr");
1.1 root 172:
1.1.1.8 root 173: monitor.func = ToMonitorCallback(&SysCtlrDevice::MonitorUpdate);
1.1.1.10! root 174: monitor.SetSize(40, 12);
1.1.1.5 root 175: monitor.Regist(ID_MONITOR_INTERRUPT);
1.1 root 176: }
177:
178: // デストラクタ
179: SysCtlrDevice::~SysCtlrDevice()
180: {
181: }
182:
1.1.1.10! root 183: // 初期化
! 184: bool
! 185: SysCtlrDevice::Init()
! 186: {
! 187: if (inherited::Init() == false) {
! 188: return false;
! 189: }
! 190:
! 191: lance = GetLanceDevice();
! 192: mpu88xx0 = GetMPU88xx0Device();
! 193: nmi = GetNMIDevice();
! 194: sio = GetSIODevice();
! 195: spc = GetSPCDevice();
! 196: sysclk = GetSysClkDevice();
! 197:
! 198: return true;
! 199: }
! 200:
1.1.1.8 root 201: // リセット
1.1.1.3 root 202: void
1.1.1.8 root 203: SysCtlrDevice::ResetHard(bool poweron)
1.1.1.3 root 204: {
205: // さすがにリセットくらいはされるだろう…
1.1.1.8 root 206: inherited::ResetHard(poweron);
1.1.1.7 root 207:
1.1.1.3 root 208: for (int i = 0; i < 4; i++) {
209: // 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
210: cpu[i].maskval = 0xfc000000;
211: cpu[i].intmask = MakeIntMask(cpu[i].maskval, i);
212: cpu[i].ipl = 0;
213: }
214: }
215:
1.1 root 216: uint64
217: SysCtlrDevice::Read32(uint32 addr)
218: {
1.1.1.3 root 219: int n = (addr >> 2) & 3;
1.1 root 220:
221: if (0x65000000 <= addr && addr < 0x65000010) {
1.1.1.3 root 222: // bit31-29 に発生している最上位の割り込みレベル
223: // bit23-18 に設定したレベル 6-1 の割り込みマスク
224: uint32 data = (cpu[n].ipl << 29) | (cpu[n].maskval >> 8);
1.1 root 225: putlog(2, "割り込み保持読み出し(CPU#%d) -> $%08x", n, data);
226: return data;
227: }
228:
229: if (0x69000000 <= addr && addr < 0x69000010) {
1.1.1.3 root 230: // 読み出しで SOFTINT ネゲート (値は関係ない)
231: putlog(1, "Softint(CPU#%d) Negate", n);
232: intmap &= ~(IntmapSoft0 << n);
233: ChangeInterrupt();
1.1 root 234: return 0xffffffff;
235: }
236:
237: if (0x6d000000 <= addr && addr < 0x6d000010) {
1.1.1.9 root 238: putlog(0, "Read CPU%d reset (NOT IMPLEMENTED)", n);
1.1 root 239: return 0xffffffff;
240: }
241: if (addr == 0x6d000010) {
1.1.1.9 root 242: putlog(0, "Read All CPU reset (NOT IMPLEMENTED)");
1.1 root 243: return 0xffffffff;
244: }
245:
1.1.1.9 root 246: putlog(0, "Read $%08x (NOT IMPLEMENTED)", addr);
1.1 root 247: return 0xffffffff;
248: }
249:
250: uint64
251: SysCtlrDevice::Write32(uint32 addr, uint32 data)
252: {
253: int n = (addr & 15) >> 2;
254:
255: if (0x65000000 <= addr && addr < 0x65000010) {
1.1.1.3 root 256: data &= 0xfc000000;
257: // 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。
258: // さらに同レベルが書き込まれることも多い…。
259: if (cpu[n].maskval != data) {
1.1.1.9 root 260: putlog(2, "Interrupt Mask(CPU#%d) <- $%08x", n, data);
1.1.1.3 root 261: } else {
1.1.1.9 root 262: putlog(3, "Interrupt Mask(CPU#%d) <- $%08x", n, data);
1.1.1.3 root 263: }
1.1 root 264:
1.1.1.3 root 265: // 設定値を保存
266: cpu[n].maskval = data;
267: // 内部マスクを書き換えて割り込み状態を更新
268: cpu[n].intmask = MakeIntMask(data, n);
269: ChangeInterrupt();
1.1 root 270: return 0;
271: }
272: if (0x69000000 <= addr && addr < 0x69000010) {
1.1.1.3 root 273: // 書き込みで SOFTINT アサート (値は関係ない)
274: putlog(1, "Softint(CPU#%d) Assert 0x%x", n, data);
275: counter[__builtin_clz(intmap)]++;
276: intmap |= IntmapSoft0 << n;
277: ChangeInterrupt();
1.1 root 278: return 0;
279: }
280: if (0x6d000000 <= addr && addr < 0x6d000010) {
1.1.1.9 root 281: putlog(0, "Write CPU%d reset (NOT IMPLEMENTED)", n);
1.1 root 282: return 0;
283: }
284: if (addr == 0x6d000010) {
1.1.1.4 root 285: putlog(1, "Reset All CPUs");
1.1.1.8 root 286: // XXX このあたりもう少し整理する必要がある
287: // 今は MPU.ResetHard() が func を ResetCallback に、time をリセット
288: // 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
289: // ExecCallback が time だけ所要サイクルに書き換えて再度 Start() する
290: // 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。
1.1.1.10! root 291: GetPROM0Device()->ResetHard(false);
! 292: mpu->ResetHard(false);
1.1.1.8 root 293: ResetHard(false);
1.1 root 294: return 0;
295: }
296:
1.1.1.9 root 297: putlog(0, "Write $%08x <- $%08x (NOT IMPLEMENTED)", addr, data);
1.1 root 298: return 0;
299: }
300:
301: uint64
302: SysCtlrDevice::Peek8(uint32 addr)
303: {
1.1.1.3 root 304: int n = (addr >> 2) & 3;
1.1 root 305: uint32 data;
306:
307: if (0x65000000 <= addr && addr < 0x65000010) {
1.1.1.3 root 308: data = (cpu[n].ipl << 29) | (cpu[n].maskval >> 8);
1.1 root 309: } else {
310: data = 0xffffffff;
311: }
312: switch (addr & 3) {
313: case 0:
314: return data >> 24;
315: case 1:
316: return (data >> 16) & 0xff;
317: case 2:
318: return (data >> 8) & 0xff;
319: case 3:
320: return data & 0xff;
321: default:
1.1.1.10! root 322: __unreachable();
1.1 root 323: }
324: }
325:
1.1.1.2 root 326: void
1.1.1.5 root 327: SysCtlrDevice::MonitorUpdate(Monitor *, TextScreen& screen)
1.1 root 328: {
1.1.1.3 root 329: int y;
330: struct {
331: const char *name;
332: uint32 map;
333: } table[] = {
334: { "NMI", IntmapNMI },
335: { "Clock", IntmapSysClk },
1.1.1.10! root 336: { "XP(Hi)", IntmapXPHigh },
1.1.1.3 root 337: { "SIO", IntmapSIO },
338: { "Lance", IntmapLance },
339: { "SPC", IntmapSPC },
1.1.1.10! root 340: { "XP(Lo)", IntmapXPLow },
1.1.1.3 root 341: { "Soft#0", IntmapSoft0 },
342: { "Soft#1", IntmapSoft1 },
343: { "Soft#2", IntmapSoft2 },
344: { "Soft#3", IntmapSoft3 },
345: };
346:
347: // 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
1.1.1.10! root 348: bool ei = mpu88xx0->IsIntrEnable();
1.1.1.3 root 349:
1.1.1.5 root 350: screen.Clear();
1.1.1.10! root 351:
! 352: // 0 1 2 3 4
! 353: // 01234567890123456789012345678901234567890
! 354: // Lv Device CPU0 Count
! 355:
1.1.1.3 root 356: y = 0;
1.1.1.10! root 357: // XXX CPU の実装数によってウィンドウ幅を変えること。
! 358: screen.Print(0, y, "Lv Device CPU0");
! 359: screen.Puts(35, y, "Count");
! 360: y++;
1.1.1.3 root 361: for (int i = 0; i < countof(table); i++) {
362: uint32 map = table[i].map;
363: int clz = __builtin_clz(map);
364: int lv = (31 - clz) / 4;
1.1.1.5 root 365: screen.Print(0, y, "%d", lv);
1.1.1.10! root 366: screen.Print(3, y, TA::OnOff(intmap & map), "%s", table[i].name);
! 367: screen.Print(14, y, "%26s", format_number(counter[clz]).c_str());
1.1.1.3 root 368:
369: // CPU ごとのマスク
370: // XXX 今は CPU は1つしかない
371: for (int n = 0; n < 1; n++) {
372: // Softint の他 CPU 分は
373: // 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、
374: // 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。
375: if (lv == 1 && map != (IntmapSoft0 << n)) {
1.1.1.10! root 376: screen.Puts(10 + n * 5, y, "----");
1.1.1.3 root 377: } else if ((cpu[n].intmask & map) == 0) {
1.1.1.10! root 378: screen.Puts(10 + n * 5, y, "Mask");
1.1.1.3 root 379: } else if (!ei) {
1.1.1.10! root 380: screen.Puts(10 + n * 5, y, "IND");
1.1.1.3 root 381: }
382: }
383:
384: y++;
385: }
386: }
387:
388: // デバイスから Intmap 値を引く
389: uint32
390: SysCtlrDevice::GetIntmap(Device *source) const
391: {
1.1.1.10! root 392: if (__predict_true(source == sysclk)) {
1.1.1.3 root 393: return IntmapSysClk;
394: }
1.1.1.10! root 395: if (__predict_true(source == sio)) {
1.1.1.3 root 396: return IntmapSIO;
397: }
1.1.1.10! root 398: if (__predict_true(source == lance)) {
1.1.1.3 root 399: return IntmapLance;
400: }
1.1.1.10! root 401: if (__predict_true(source == spc)) {
1.1.1.3 root 402: return IntmapSPC;
403: }
1.1.1.10! root 404: if (__predict_true(source == DEVICE_XPINT_HIGH)) {
! 405: return IntmapXPHigh;
! 406: }
! 407: if (__predict_true(source == DEVICE_XPINT_LOW)) {
! 408: return IntmapXPLow;
! 409: }
! 410: if (source == nmi) {
1.1.1.8 root 411: return IntmapNMI;
412: }
1.1.1.3 root 413: PANIC("Unknown interrupt source?");
414: }
415:
416: // 割り込みアクノリッジはない
417: int
418: SysCtlrDevice::InterruptAcknowledge(int lv)
419: {
420: return 0;
421: }
422:
423: // 割り込み状態を更新
424: void
425: SysCtlrDevice::ChangeInterrupt()
426: {
427: // 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
428: for (int i = 0; i < 1; i++) {
429: uint32 localmap = intmap & cpu[i].intmask;
430:
431: // intmap の最下位ビットは常に立ててあり localmap は 0 にならない
432: int newipl = (uint)(31 - __builtin_clz(localmap)) / 4;
433:
1.1.1.7 root 434: // 割り込みレベルが変わったら、新しいレベルを通知
1.1.1.3 root 435: if (newipl != cpu[i].ipl) {
436: cpu[i].ipl = newipl;
437: // MPU 側は 1 レベルしかない
1.1.1.10! root 438: mpu->Interrupt(cpu[i].ipl ? 1 : 0);
1.1.1.3 root 439: }
1.1 root 440: }
441: }
1.1.1.3 root 442:
443: // 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
444: // data は bit31-26 のみ使用。他のビットは不問。
445: // n は CPU# (Softint 用)。
446: /*static*/ uint32
447: SysCtlrDevice::MakeIntMask(uint32 data, int n)
448: {
449: uint32 val = 0xf0000001; // Lv7 は NMI、最下位は番兵用
450:
451: uint32 mask = 0x0f000000;
452: for (int i = 6; i >= 1; i--) {
453: if ((int32)data < 0) {
454: val |= mask;
455: }
456: mask >>= 4;
457: data <<= 1;
458: }
459:
460: // Softint は他 CPU 分のビットを下ろす
461: val &= (0xffffff0f | (IntmapSoft0 << n));
462:
463: return val;
464: }
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