ちょっとだけ、BIOSの移植が進んだのでメモしたいと思います。
BIOSを移植するにあたり、実機での確認が不可欠と思いますが、それを行うには、CP/Mのシステムを実機のメモリに書き込みしなくてはいけません。
CP/MのシステムはCCPとBDOS及びBIOSですが、BIOSはその機器に依存するので、今回のように書き直しが必要です。CCPとBDOSは基本的に手を加える必要はないはずです。たぶん＾＾
ということで、ちょっとずるですが！ 、CCPとBDOSのバイナリを探してHEXフォーマットに変換して、モニタのLコマンドで読み込みをする方法でCCPとBDOSを実メモリに読み込みたいと思います。
さて、CCPとBDOSのバイナリーの在りかですが、先輩諸氏のブログを参考にさせていただきました。
CPM BIOS編１ で 紹介したサイトの「Digital Research Binary Files」「OPERATING SYSTEMS」から CP/M 2.2 のCP/M2.2 BINARY をダウンロードします。cpm22-b.zipというファイルでダウロードされますので、解凍します。解凍したフォルダーの中から CPM.SYSというファイルを使用します。
このCPM.SYSというファイルにはCCPとBDOSとBIOSが一緒にパッケージされているようです。
このCPM.SYSのメモリ配置は下記のようになっています。
CP/Mにはメモリサイズにより、CCP,BDOS、BIOSの配置が異なるようで今回のCPM.SYSのメモリサイズは、 ６２K CP/Mになるようです。
さて、HEXファイルへのコンバートですが、HEXファイルにはロードアドレスが必要になります。 今回の６２K CPMでは 0xDC00となります。
コンバートを行うソフトですが今旬なPythonを使うことにします。
Pythonで記述されたIntelHexというライブラリーがあり、その中にオブジェクトをHEXコードに変換する実行コマンドが含まれています。
では早速インストールしたいと思います。(今まで通りRaspberryPiのRaspbianでの環境で確認しています。）
ライブラリのインストール
pythonのパッケージ管理コマンドのpipコマンドでインストールします。
$ sudo pip install intelhex
cpm.sysをHEXファイルに変換します。ロードアドレスは0xdc00とします。
コマンド名は bin2hex.py オフセットアドレス、入力ファイル、出力ファイルを順に指定します。ここでは出力ファイル名としてcpm.hexとしました。
$ sudo python /usr/local/bin/bin2hex.py --offset=0xdc00 CPM.SYS cpm.hex
前回に作成しているRAM６４Kモニタで、ｔコマンドで６４Kメモリに切り替えてから、ｌコマンドで先ほどのcpm.hexを読み込みます。0xdc00以降にccp、bdos、biosと書き込まれます。
biosは今回のシステムでは書き換えが必要なので、シリアル通信が確認できるようにシリアル関連のみコードを追加しました。またCCPに制御を渡すまでのbootについてもコードを追加してみました。
BIOSの先頭アドレスには、jp bootが配置されてるので、無条件でbootに飛んできます。 boot：では仮のスタックポインターをDMA buffer ariaの高位アドレスに設定しています。そのあと、シリアルとPIOをイニシャライズしています。その後、サイズとバージョンを表示し、login disk No.を0x00(つまりA:)に
I/O Byte に0x00に設定しています。そのあと gocpmに飛びます。
gocpm:では 0x0000から3バイトに ｗbooteにジャンプするように設定しています。その後、BDOSのコール先を設定しています。
login disk No. をCレジスターにセットして、ccpにジャンプしています。
const: conin: conout:の標準入出力と readerとlist:、punch：は標準入出力にて代用しています。
その他のルーチンは単なるretのみで帰っていきます。
ディスク関係はエラーになりますが、標準入出力関係の確認をBDOSをコールして確認ができそうです。
下記の仮のBIOSをアセンブルします。
;;z80 (TMPZ84C015) 62K cp/m V2.2 BIOS by Pinecone 2020/02/02
; TMPZ84C015 cpu
; ram 0000h -- ffffh
; External clock 20MHz
; TMPZ84C015 serial communication (CH-B)
; extemal Clock 614.4KHz(38.4Kpbs)
; assembler
; program start 0xF200
; main 0xF200
;
; assemblers ASxxxx and ASlink V5.10
; file name bios202.asm
; $ asz80 -l -s -o bios202.asm
; $ aslink -i bios202
; $ tmpz84_moni71 l command Hex load jump 0xf200
.z80
VERS .equ 22 ;Version 2.2
MSIZE .equ 62 ;CP/M memory size
BIAS .equ (MSIZE-20)*1024
CCP .equ 0x3400 + BIAS ;base of cpm console processor
BDOS .equ 0x806 + CCP ;basic dos
BIOS .equ CCP + 0x1600 ;BIOS
CDISK .equ 0x0004 ;disk number 0=A 1=B ..
IOBYTE .equ 0x0003 ;intel i/o byte
cpmboot .equ CCP
;; TMPZ84C015 serial port SIO-B CH
SIOBD .equ 0x1A ;SIO-B CH DATA REG
SIOBC .equ 0x1B ;SIO-B CH CONTL REG
;; TMPZ84C015 pio port PIO-A CH
PIOAD .equ 0x1c ;PIO-A CH DATA REG
PIOAC .equ 0x1d ;PIO-A CH CONTL REG
;; TMPZ84C015 pio SPI OUT-PORT PIO-A CH
S_DI .equ 7 ;0b10000000 D7
S_CS .equ 6 ;0b01000000 D6
S_CLK .equ 5 ;0b00100000 D5
;; TMPZ84C015 pio SPI INPUT-PORT PIO-A CH
DO .equ 0 ;0b00000001 D0
BUFF_ADDR .equ 0x80 ;default buff address
.area BIOS(ABS)
.org BIOS
;NSECTS .equ (#. - CCP)/128 ;warm start sector count
;; jump vector for indiviual routines
;
jp boot ;cold start
wboote: jp wboot ;warm start
jp const ;console status
jp conin ;console character in
jp conout ;console character out
jp list ;list character out
jp punch ;punch character out
jp reader ;reader character out
jp home ;move head to home position
jp seldsk ;select disk
jp settrk ;set track number
jp setsec ;set sector number
jp setdma ;set dma address
jp read ;read disk
jp write ;write disk
jp listst ;return list status
jp sectran ;sector translate
;;
;; IBN-COMPATIBLE 8 Inch DISKS
;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
; disk Parameter header for disk 00
dpbase: .dw trans, 0x0000
.dw 0x0000, 0x0000
.dw dirbf, dpblk
.dw chk00, all00
; disk parameter header for disk 01
.dw trans, 0x0000
.dw 0x0000, 0x0000
.dw dirbf, dpblk
.dw chk01, all01
; disk parameter header for disk 02
.dw trans, 0x0000
.dw 0x0000, 0x0000
.dw dirbf, dpblk
.dw chk02, all02
; disk parameter header for disk 03
.dw trans, 0x0000
.dw 0x0000, 0x0000
.dw dirbf, dpblk
.dw chk03, all03
;
; sector translate vector
trans: .db 1, 7, 13, 19 ;sectors 1, 2, 3, 4
.db 25, 5, 11, 17 ;sectors 5, 6, 7, 6
.db 23, 3, 9, 15 ;sectors 9, 10, 11, 12
.db 21, 2, 8, 14 ;sectors 13, 14, 15, 16
.db 20, 26, 6, 12 ;sectors 17, 18, 19, 20
.db 18, 24, 4, 10 ;sectors 21, 22, 23, 24
.db 16, 22 ;sectors 25, 26
;
dpblk: ;disk parameter block, common to all disks
.dw 26 ;sectors per track
.db 3 ;block shift factor
.db 7 ;block mask
.db 0 ;null mask
.dw 242 ;disk size-1
.dw 63 ;directory max
.db 192 ;alloc 0
.db 0 ;alloc 1
.dw 16 ;check size
.dw 2 ;track offset
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
; disk port and commands
lf .equ 0x0a
cr .equ 0x0d
signon: ;signon massage ??K cp/m ?.?
.db cr,lf,lf
.db MSIZE/10+"0",MSIZE % 10 +"0"
.str "K CP/M VERS "
.db VERS/10+"0",".",VERS % 10 +"0"
.db cr,lf,0
boot:
ld sp,BUFF_ADDR+0x80
call init_io
ld hl,signon
call prmsg
xor a
ld (CDISK),a
ld (IOBYTE),a
jr gocpm
wboot:
ret
gocpm: ;set default buff address to 0x80
ld bc,BUFF_ADDR
call setdma
ld a,0xc3 ;jump wboot address set at 0x0000
ld (0x0000),a
ld hl,wboote
ld (0x0001),hl
ld (0x0005),a ;jump BDOS address set at 0x0005
ld hl,BDOS
ld (0x0006),hl
ld a,(CDISK)
ld c,a
jp cpmboot
prmsg:
ld a,(hl)
cp 0x00 ;massage end ?
ret z
ld c,a
call conout
inc hl
jr prmsg
const: ;console status
ld a,0xff ;READY= 0xff BUSY=0x00 out Areg
ret
conin: ;console character in
reader: ;reader character out
jp ci
conout: ;console character out
list: ;list character out
punch: ;punch character out
push af
ld a,c
call co
pop af
ret
home:
ret
listst: ;return list status
ld a,0x00
ret
sectran: ;sector translate
ret
setdma: ;set dma address set bc reg
ret
seldsk: ;c reg set disk no
ret
settrk: ;set track address given by c
ret
setsec: ;set sector numbar given by c
ret
read: ;read next disk record(assuming disk/trk/sec/dma set)
ret
init_io: ;tmpz84c015 serial siob ch/pio-a ch/spi-init
call siobinit
call pioainit
; call init_spi
ret
write:
ret
ci:
in a,(SIOBC)
bit 0,a
jr z,ci
in a,(SIOBD)
ret
co:
push af
com_out01:
in a,(SIOBC)
bit 2,a
jr z,com_out01
pop af
out (SIOBD),a
ret
siobinit:
ld b,12
ld hl,SIO_init_data
siobinit01:
ld a,(HL)
out (SIOBC),a
inc hl
djnz siobinit01
ret
pioainit:
ld b,3
ld hl,PIO_init_data
pioainit01:
ld a,(HL)
out (PIOAC),a
inc hl
djnz pioainit01
ret
SIO_init_data:
.db 0x00,0b00110000 ;WR0=WR0:set ,WR0: err reset
.db 0x01,0b00000000 ;WR0=WR1:set ,WR1: all int reset
.db 0x02,0b00000000 ;WR0=WR2:set ,WR2: CH-B int set
.db 0x03,0b11000001 ;WR0=WR3:set ,WR3: RxBit=8bit Rx=ready
.db 0x04,0b01000100 ;WR0=WR4:set ,WR4: clck=exIN*1 stop=1bit parity=non
.db 0x05,0b11101010 ;WR0=WR5:set ,WR5: char=8bit hardware flow=non Tx=ready
PIO_init_data:
.db 0b11001111 ;PIOAC:set 0xcf: Mode3 (bit mode)
.db 0b00011111 ;PIOAC:set 0x1f: D4-D0=input D7-D5=output
.db 0b00000000 ;PIOAC:set 0x00: interrupt disables
track: .ds 2 ;two bytes for expansion
sector: .ds 2 ;two bytes for expansion
dmaad: .ds 2 ;direct memory address
diskno: .ds 1 ;disk number 0-15
;
; scratch ram area for bdos use
;begdat equ $ ;beginning of data area
dirbf: .ds 128 ;scratch directory area
all00: .ds 31 ;allocation vector 0
all01: .ds 31 ;allocation vector 1
all02: .ds 31 ;allocation vector 2
all03: .ds 31 ;allocation vector 3
chk00: .ds 16 ;check vector 0
chk01: .ds 16 ;check vector 1
chk02: .ds 16 ;check vector 2
chk03: .ds 16 ;check vector 3
アセンブルしたbios202.hexをモニタのｌコマンドで、先ほどcpm.hexのbiosを上書きします。（モニタはMonitor TMPZ84C015 CPU ver0.72(SPI) by Pinecone 2019/9/6 で確認しました。）
jコマンドで 0xf200に飛びます。
下記の表示がでます。(0xf200に飛んだあと、Enterを押しています。）
>j f200 y:
62K CP/M VERS 2.2
Bdos Err On A: SelectBDOSでエラーになっています。ディスク関係のルーチンがないので当然ですね＾＾
BDOSの確認ができそうなので、次回はシリアル関係のBDOSコールの確認プログラムを作成して、見たいと思います。
