multicompでのcamelforthからのbootについて

multicompでは電源ONするとcamelforthが起動し、コマンドを入力することで各OS等が起動する。 どんなものがあるのか確認するためにForthのワード定義をWORDSで見ると、FUZIX, NITROS9, FLEX, BUGGY, SDFORTH, BASIC, SDBOOT, CUBIXあたりがあるが、起動の状況が良くわからない。camelforthはreadme.09を見るとmulticomp6809-master/camelforth/chromium.scrにforthのソースがある模様。 1行64バイト固定長なので単純にエディタでは見えないため、以下のrubyスクリプトで適当に切り出してみた。

   page = 1
   File.open("./camelforth/chromium.scr") do |f|
     catch(:exit) do
       loop do
         puts %Q|===page.#{page}===|
         page += 1
         16.times do
           l = f.read(64)
           throw :exit if l == nil
           puts l
         end
       end
     end
     puts
   end

結果

    : MMUMAP \ enable MMU with 1-1 mapping                29aug15nac
      10 0 DO I DUP 8 LSHIFT OR FFDE ! LOOP 20 FFDE C! ;

    : EFTOCD ( --) \ map top 8K to C000-DFFF so it can be loaded    
      2607 FFDE ! ;

    : CDTOCD ( --) \ restore 1-1 map                                
      2606 FFDE ! ;


    \ Multicomp extras: start CUBIX/BASIC/BUGGY/FORTH     29aug15nac
    : CUBIX \ 4KB from SD at 0x2.0000                               
      MMUMAP EFTOCD                                                 
      2 SDLBA2 0 D800 4 SDRDn 0 SDLBA2 \ load bootloader to F800    
      CDTOCD PIVOTRST ;                \ restore map, go thru RST

    : SDBOOT ( n - ) \ 8KB from SD at 0x2.nnnn and jmp thru RST     
      MMUMAP EFTOCD 2 SDLBA2                                        
      ( n ) C000 10 SDRDn 0 SDLBA2  \ load 8Kb from n to E000       
      CDTOCD 2787 FFDE ! PIVOTRST ; \ restore map, protect, jmp

    : BASIC   1000 SDBOOT ; \ on SD at 0x2.1000

    : SDFORTH 0FF0 SDBOOT ; \ on SD at 0x2.0FF0 - blk file with src

    : BUGGY \ 7KB from SD at 0x2.1E00                               
      MMUMAP EFTOCD                                                 
      2 SDLBA2 1E00 C400 E SDRDn 0 SDLBA2 \ load to E400            
      CDTOCD PIVOTRST ; \ restore map, go thru RST vector

    \ Multicomp extras: start FLEX/NITROS9/FUZIX          10may16nac
    : FLEX \ 512 bytes (256 used) from SD at 0x2.2000               
      MMUMAP                                                        
      2 SDLBA2 2000 C100 SDRD 0 SDLBA2                              
      C100 PIVOT ;                  ( entry point of loader)

    : NITROS9 \ load track34 and start it                           
      \ disk is on SD at 0x2.8000 so track34 is at 0x2.84C8         
      MMUMAP EFTOCD                                                 
      2 SDLBA2 84C8 2600   \ load from 0x2.84C8 to 2600             
      12 SDRD256n 0 SDLBA2 \ 18 (hex 12) 256-byte sectors           
      \ vectors to RAM expected by krn                              
      0100 DFF2 ! 0103 DFF4 ! 010F DFF6 ! \ SWI3 SWI2 FIRQ          
      010C DFF8 ! 0106 DFFA ! 0109 DFFC ! \ IRQ  SWI  NMI           
      CDTOCD 2602 PIVOT ;  \ restore map, start at 2602             
    : FUZIX MMUMAP 3 SDLBA2 0 D000 SDRD D000 PIVOT ;

⇒MMUの仕様がわからないとさっぱり解読出来ない。

そこでmulticomp6809-master/multicomp/Components/MMAPPPER2/mem_mapper2.vhdを読む(vhdlは良くわからないけどコメントで説明がある)。

6809は8ビットCPUでアドレス空間は64KB。そこでMMUで8KB毎にマッピングを行っている。論理的な8KBx8ブロックを物理的な8KBx128ブロックに対応させるため、$FFDE, $FFDFに書き込みによりコントロールを行う。

リセット直後はMMUは無効なので、MMUMAPで以下のようにマップの初期設定を行っている。 「10 0 DO I DUP 8 LSHIFT OR FFDE ! LOOP 20 FFDE C!」 $FFDE(下4bitは論理アドレスブロック)と$FFDF(下7ビットは物理アドレスブロック)に同じもの(0〜$f)を書き込み、1-1マッピングと呼ばれる状態とした上で、MMUイネーブル。

EFTOCDは、「2607 FFDE !」により、論理アドレスブロックに6、対応する物理アドレスブロックに7を設定。 これによりCPUがブロック6の$CDxxをアクセスすると、ブロック7の$EFxx領域がアクセスされることになる。
CDTOCDは、「2606 FFDE !」により、論理アドレスブロックに6、対応する物理アドレスブロックは6と戻す。
要するに、$EFxxの8KBはROM領域なので書けない。そこで$EFxxのRAMを$CDxxにマップさせて書き込みを行い、元に戻す。最終的にROMを無効化すれば良いという考え。

ROMの無効化は以下のようになる。6809CPU自身が$A0をFFDEに書き込みROMの無効化($FFDE bit7=1)を行っている。

    : piv ( --) \ helper for PIVOT, PIVOTRST                        
      4F   1000 C!                     ( CLRA)                      
      1F8B 1001 !                      ( TFR A,DP)                  
      86A0 1003 !                      ( LDA #A0)                   
      B7   1005 C! FFDE 1006 !         ( STA FFDE ; page ROM out)   
      1000 EXECUTE                                                  
    ;                                                               
    : PIVOT ( addr --) \ copy to RAM, init DP, disable ROM, jump    
      7E   1008 C!      1009 !         ( JMP addr ; go there)       
      piv ;

これを見ながら最初のCUBIXからFUZIXまでのブート定義を見ると理解出来た。