CP/M v2.23

Uebersicht

CP/M-Bootvorgang

Das Booten von CP/M erfolgt in zwei Phasen:

1. Mit der originalen AFI-Diskettensteuersoftware wird ein invertierter Bootsektor eingelesen, geprueft, ob er bei 0x0000 den Steuercode 0x02 + “IPLPRO” enthaelt, und dann die Kontrolle an den eingebetteten Bootlader uebergeben
2. Laden, beginnend bei 0x9C00, des CCP, BDOS und CBIOS. Das CBIOS uebernimmt nun die Kontrolle und wendet ein anderes Diskettenformat an und verwendet eine andere FDC-Controller-Logik (d. h. invertiert die Daten erneut).

CBIOS

Um ein CBIOS zu erstellen, muessen Sie die folgenden API-Methoden bereitstellen:

Um das CBIOS zu schreiben, muessen daher die folgenden Firmware-Untermodule programmiert werden:

All diese Funktionalitaet beansprucht Platz und sie wurde wie folgt aufgeteilt:

CPM-Diskettenlaufwerke

Die Reihenfolge der Laufwerke ist in der folgenden Tabelle dargestellt. Originale MZ-80K- (und MZ-80A-) CP/M-Disketten, die ueber die MZ80AFI-Karte gelesen werden, erscheinen in dieser Tabelle als Floppy Disk-Laufwerke — typischerweise C: und D:, wenn zusaetzlich ein ROM-Laufwerk und/oder eine SD-Karte vorhanden ist.

Funktionen

Neben der Standard-BIOS-Funktionalitaet wurden dem CBIOS die folgenden Funktionen hinzugefuegt.

• Echtzeituhr mit 50-ms-Granularitaet
• Interrupt-gesteuerte Tastatur mit Puffer und automatischer Wiederholung.
• Drei-Modus-Tastensperre, Normal, Caps Lock, Shift Lock
• ANSI-Terminal-Funktionalitaet
• Neu zuweisbare Diskettenlaufwerke der Groesse 1.44M, 720K und 320K
• Direktes Booten und Lesen von originalen (nicht konvertierten) MZ-80K-CP/M-Disketten ueber die MZ80AFI-Karte, automatisch anhand der Sektorgroesse erkannt und als Laufwerke C:/D: eingebunden
• Neu zuweisbare ROM-Laufwerke der Groesse 240K (ueber Konfiguration aenderbar)
• Neu zuweisbare SD-Karten-16-MB-Festplatten.
• Beenden zum Monitor ueber SHIFT+GRAPH+BREAK.

Automatisierte Einrichtung und Build (empfohlen)

macOS / Linux / WSL — setup_RFS.sh

chmod +x setup_RFS.sh
./setup_RFS.sh

Windows 10 / 11 (nativ — empfohlen) — setup_RFS_windows_native.ps1, an einer PowerShell-Eingabeaufforderung:

Set-ExecutionPolicy -Scope Process -ExecutionPolicy Bypass
.\setup_RFS_windows_native.ps1

Windows 10 / 11 (ueber WSL2) — setup_RFS_windows.ps1, aus einer PowerShell mit Administratorrechten:

Set-ExecutionPolicy -Scope Process -ExecutionPolicy Bypass
.\setup_RFS_windows.ps1

Die Skripte beruecksichtigen die Umgebungsvariablen RFS_REPO_URL (Standard https://git.eaw.app/eaw/RFS.git) und RFS_FILES_URL (Speicherort des Inhaltspakets), um die interaktiven Eingabeaufforderungen zu ueberschreiben. Der Build schreibt die Monitor-/User-ROM-Images (mit dem eingepackten CP/M-CBIOS und der CP/M-MZF-Anwendung) und das SD-Karten-Image, das die CP/M-Disk-Images enthaelt, in das Verzeichnis roms/. Fuer die vollstaendige Schritt-fuer-Schritt-Anleitung siehe den RFS Technischen Leitfaden — Build-System.

CPM bauen

Um dies zu erreichen, benoetigen Sie mehrere Werkzeuge und im Moment ist es ein recht manueller Prozess.

Pfade

Zur einfacheren Lesbarkeit beziehen sich die folgenden Kurznamen auf den entsprechenden Pfad in diesem Kapitel.

Werkzeuge

Z80 Glass Assembler - Ein Z80-Assembler zum Konvertieren von Assembler-Dateien in Maschinencode.
samdisk - Ein betriebssystemuebergreifendes kommandozeilenbasiertes Low-Level-Diskettenmanipulationswerkzeug.
cpmtools - Ein betriebssystemuebergreifendes kommandozeilenbasiertes CP/M-Diskettenmanipulationswerkzeug.
CPMToolsGUI - Ein Windows-basiertes GUI-CP/M-Diskettenmanipulationswerkzeug.
z88dk - Ein hervorragendes C-Entwicklungskit fuer die Z80-CPU.
sdcc - Ein weiterer hervorragender Small Device C Compiler, wobei der Z80 eines seiner Ziele ist. z88dk stellt in seinem Paket eine (fuer den Z80) erweiterte Version dieses Werkzeugs bereit.

Software

Das Bauen der Software-Images kann durch Klonen des Repositorys und Ausfuehren einiger der bereitgestellten Shell-Skripte und Binaries erfolgen.

Das CP/M-System wird in 4 Teilen gebaut,

1. die cpm22.bin, die den CCP, das BDOS und einen CBIOS-Stub enthaelt.
2. das gebankte CBIOS, dessen Hauptquelle in einem 4K-ROM und 4 gebankten 2K-ROMs liegt. Diese
   werden zum Hinzufuegen in das RFS-Banked-Monitor-ROM und das Banked-User-ROM generiert.
3. bis zu 2 (derzeit) Read-Only-CP/M-ROM-Laufwerke, die jedem CP/M-Laufwerksbuchstaben
   zugewiesen werden koennen.
4. Konvertierung der in 1. und 3. generierten Binaries in sektorierte MZF-Images, die geeignet sind,
   direkt in das Rom Filing System als einfach ein weiteres Programm hinzugefuegt zu werden.

All das Obige ist im Bash-Skript assemble_cpm.sh kodiert, das wie folgt ausgefuehrt werden kann:

cd <software>
tools/assemble_cpm.sh

Das Skript ist derzeit so eingestellt, dass es 1 Read-Only-CPM-ROM-Laufwerk generiert. Um ein zweites CPM-ROM-Laufwerk hinzuzufuegen, befolgen Sie diese Anweisungen:

1. Edit the <tools>/make_cpmdisks.sh script and change the
   variable:
   from BUILDCPMLIST="cpm22 CPM_RFS_1"
   to   BUILDCPMLIST="cpm22 CPM_RFS_1 CPM_RFS_2"

   change the variable:
   from SOURCEDIRS="CPM_RFS_[1] CPM[0-9][0-9]_* CPM_MC_5 CPM_MC_C? CPM_MC_D? CPM_MC_E? CPM_MC_F? CPM[0-9][0-9]_MZ800*" to
   to   SOURCEDIRS="CPM_RFS_[1-2] CPM[0-9][0-9]_* CPM_MC_5 CPM_MC_C? CPM_MC_D? CPM_MC_E? CPM_MC_F? CPM[0-9][0-9]_MZ800*"
   
2. Create a directory (if it doesn't exist): 
   <CPM>/CPM_RFS_2

3. Fill the directory with required CPM files to be placed in the ROM.

4. Build the image by running the make_cpmdisks.sh script or as part of the sequence of commands listed below.

Um CPM zu verwenden, ist es notwendig, die MonitorROM- und USERROM-Images zu erstellen, die in die 2x512-KByte-Flash-RAMs programmiert werden koennen. Geben Sie die folgenden Befehle ein, um CPM zusammen mit dem gesamten RFS, den ROMs und Anwendungen im ROM zu bauen:

cd <software>
tools/assemble_cpm.sh
tools/assemble_rfs.sh
tools/assemble_roms.sh
tools/make_cpmdisks.sh
tools/make_roms.sh
tools/make_sdcard.sh

Die Ausgabe der obigen Befehle sind die ROM-Images <roms>/MROM_256.bin und <roms>/USER_ROM.256.bin, die in 512-KByte-Flash-RAMs geflasht und in die Sockel auf dem RFS-Adapter eingesteckt werden muessen.

Die CPM-Diskettenimages befinden sich in <CPM>/1M44/RAW fuer die Raw-Images oder <CPM>/1M44/DSK fuer die Diskettenimages im CPC-Extended-Format. Diese Images werden aus den Verzeichnissen in <CPM> erstellt, wobei jedes Verzeichnis, das mit CPM* beginnt, in ein 1.44-MB-Laufwerks-Image gepackt wird. Hinweis: Zusaetzlich werden die Verzeichnisse auch in alle anderen unterstuetzten Disketten als Images in einem entsprechenden Verzeichnis gepackt, d. h. <CPM>/SDC16M fuer das 16-MB-SD-Karten-Laufwerks-Image.

Das SD-Karten-Image befindet sich in <roms>/SHARP_MZ80A_RFS_CPM_IMAGE_1.img, das am Anfang das RFS-Disketten-Image <roms>/SHARP_MZ80A_RFS_IMAGE_1.img enthaelt, gefolgt von sieben CP/M-Format-Laufwerks-Images, die, wie oben, in <CPM>/SDC16M/RAW gespeichert sind. Diese Images werden aus den Verzeichnissen in <CPM> erstellt, werden aber manuell in die endgueltigen Images hinzugefuegt, indem sie im Skript make_cpmdisks.sh fest kodiert werden.

Die Anwendungen, die in den ROM-Laufwerken gespeichert sind, befinden sich im Verzeichnis <MZF>. Kopieren Sie alle gewuenschten Anwendungen in dieses Verzeichnis und geben Sie dann den folgenden Befehl ein, um sie in sektorgerundete Images zu verarbeiten, die im Verzeichnis <MZB> gespeichert werden.

cd <software>
tools/processMSFfiles.sh

Die tatsaechlichen Anwendungen, die in das ROM gebaut werden, werden im Skript <tools>/make_roms.sh ausgewaehlt. Dieses Skript listet alle erforderlichen Anwendungen auf und es packt so viele, wie der Platz zulaesst, in das ROM. Um sicherzustellen, dass Ihre Anwendung im ROM erscheint, fuegen Sie sie an den Anfang der Liste hinzu (nur der Dateiname, nicht die .MZF-Erweiterung), d. h.:

Edit the file <tools>/make_roms.sh
Locate the line: ROM_INCLUDE=
Below this line, add your application in the format: ROM_INCLUDE+="${MZBPATH}/<YOUR APPLICATION>.${SECTORSIZE}.bin"
ie. ROM_INCLUDE+="${MZB_PATH}/A-BASIC_SA-5510.${SECTORSIZE}.bin:"
Save the file and run the commands above to build the MonitorROM and USERROMs.

Diskettenformate

Wie ich herausgefunden habe, gibt es Hunderte von CP/M-Diskettenformaten und allein die Sharp-Serie implementiert 2-3 pro Maschine. Bei der Entscheidung, welches Format ich fuer diese Implementierung von CP/M verwenden sollte, habe ich mir die bestehenden Formate angesehen. Da ich keinen Zugriff auf originale Sharp-MZ80A-Disketten hatte und diese ohnehin in invertiertem Nicht-Standard-Format vorliegen, der MZ80B dem MZ80A aehnlich ist, aber eine etwas hoehere Kapazitaet hat, der MZ800 ein Hybrid ist und der MZ80K eine geringe Kapazitaet hat, entschied ich mich, Standardformate fuer 1.44MB-, 720K-3.5”-Disketten zu verwenden, das gleiche physische Format wie die Sharp-MZ80A-Disketten und das ROM-basierte 240K-Rom-Laufwerk.

Die Formate, die ich verwende, koennen von cpmtools mit den folgenden diskdefs-Definitionen manipuliert werden, platzieren Sie das Obige in die diskdefs-Datei, die sich bei den cpmtools oder CPMToolsGUI befindet, um sie zu verwenden:

   # 320K Disk for the MZ80A - Same format as the MZ800
   # but implements a cylinder in uniform manner (ie. 1 cyl
   # = 1 track x 2(heads) where as the MZ800 implements as 
   # 160 tracks, 80 x Head 1 0->79 then 80 x Head 2 80->159.
   diskdef MZ80A-A
     seclen 256
     tracks 40
     sectrk 32
     blocksize 2048
     maxdir 64
     skew 0
     boottrk 1
     os 2.2
   end
   
   # A standard format 1.44Mb Floppy format for the MZ80A
   diskdef MZ80A-1440
     seclen 512
     tracks 80
     sectrk 36
     blocksize 2048
     maxdir 128
     skew 0
     boottrk 0
     os 2.2
   end
   
   # A standard format 720K Floppy format for the MZ80A.
   diskdef MZ80A-720
     seclen 256
     tracks 80
     sectrk 36
     blocksize 2048
     maxdir 128
     skew 0
     boottrk 0
     os 2.2
   end
   
   # A 240K Rom Filing System ROM Drive image.
   diskdef mz80a-rfs
     seclen 128
     tracks 15
     sectrk 128
     blocksize 1024
     maxdir 32
     skew 0
     boottrk 0
     os 2.2
   end

   # A 16Mb fixed disk SD Card Image.
   diskdef MZ80A-SDC16M
     seclen 512
     tracks 1024
     sectrk 32
     blocksize 8192
     maxdir 512
     skew 0
     boottrk 0
     os 2.2
   end   

Erstellen einer CPM-Diskette

Um das Image zu konvertieren, verwenden Sie eines der folgenden:

For 1.44MB Drives use:
./samdisk copy <RAW IMAGE FILE, ie. CPM00_SYSTEM.RAW> <DSK IMAGE FILE, ie.CPM00_SYSTEM.DSK> --cyls=80 --head=2 --gap3=78 --sectors=36 --interleave=4
Samdisk will automatically recognise the format from the size of the file, ie. 1474560 bytes

For 720K Drives use:
./samdisk copy <RAW IMAGE FILE, ie. CPM00_SYSTEM.RAW> <DSK IMAGE FILE, ie.CPM00_SYSTEM.DSK> --cyls=80 --head=2 --gap3=78 --sectors=36 --size=2 --interleave=4
Samdisk will automatically recognise the format from the size of the file, ie. 737280 bytes

For the MZ80A 320K Drives use:
./samdisk copy CPM00_320K_SYSTEM.RAW CPM00_320K_SYSTEM.DSK --cyls=40 --gap3=78 --head=2 --sectors=16
Samdisk will automatically recognise the format from the size of the file, ie. 327680 bytes

The RFS ROM Drive does not need conversion, the RFS functionality assumes a raw image.

NB. Don't use Samdisk v4, it has a bug where it will place a random sector at the start of the disk. Many hours debugging were lost due to this bug. Best to use
samdisk v3.8.8

Die obigen samdisk-Befehle erstellen ein Amstrad-CPC-Extended-DSK-Format-Image, das von Lotharek HxCFloppyEmulator oder Werkzeugen zum Beschreiben physischer Disketten gelesen und verarbeitet werden kann.

MZ80A-CP/M-Disketten extrahieren

Verwenden Sie samdisk, um das EDSK-Image in ein flaches RAW-Image zu konvertieren:

  samdisk copy <MZ80A DISK NAME>.DSK <MZ80A DISK NAME>.RAW --cyls=40 --head=2 --sectors=16 --size=256

Fuehren Sie den folgenden Befehl aus, um jedes Byte im RAW-Image zu invertieren und so das invertierte MZ-80A-Format in Standarddaten umzuwandeln, die CPMTools verarbeiten kann:

  python3 -c "import sys; sys.stdout.buffer.write(bytes(~b & 0xFF for b in open('<MZ80A DISK NAME>.RAW','rb').read()))" > <MZ80A DISK NAME>_normal.RAW

Verwenden Sie das MZ80A-A-diskdef (im obigen Abschnitt zu den Disk-Definitionen definiert) mit CPMTools, um Dateien aus dem verarbeiteten Image aufzulisten und zu extrahieren:

  # List files on the disk
  cpmls -f MZ80A-A <MZ80A DISK NAME>_normal.RAW

  # Copy all files to a local directory
  cpmcp -f MZ80A-A <MZ80A DISK NAME>_normal.RAW 0:*.* /output/directory/

MZ80K-CP/M-Disketten extrahieren

Verwenden Sie samdisk, um das Raw-Image aus einer EDSK-Quelle zu extrahieren:

  samdisk copy <MZ80K DISK NAME>.DSK <MZ80K DISK NAME>.RAW --cyls=40 --head=1 --sectors=18 --size=128

  # List files (adjust diskdef name to match your MZ-80K diskdef entry)
  cpmls -f mz80k <MZ80K DISK NAME>.RAW

  # Extract all files
  cpmcp -f mz80k <MZ80K DISK NAME>.RAW 0:*.* /output/directory/

MZ80B-CP/M-Disketten extrahieren

Verwenden Sie samdisk, um das EDSK-Image in ein flaches RAW-Image zu konvertieren:

  samdisk copy <MZ80B DISK NAME>.DSK <MZ80B DISK NAME>.RAW --cyls=40 --head=2 --sectors=18 --size=256

Wenden Sie dieselbe Byte-Invertierung wie beim MZ-80A an, um die invertierten Daten in das Standardformat umzuwandeln:

  python3 -c "import sys; sys.stdout.buffer.write(bytes(~b & 0xFF for b in open('<MZ80B DISK NAME>.RAW','rb').read()))" > <MZ80B DISK NAME>_normal.RAW

  # List files (adjust diskdef name to match your MZ-80B diskdef entry)
  cpmls -f mz80b <MZ80B DISK NAME>_normal.RAW

  # Extract all files
  cpmcp -f mz80b <MZ80B DISK NAME>_normal.RAW 0:*.* /output/directory/

MZ800-CP/M-Disketten extrahieren

Verwenden Sie samdisk, um das EDSK (Extended DSK Format, das fuer die Amstrad-CPC-Maschine erstellt wurde, die meisten MZ800-Disketten scheinen in diesem Format zu sein) in ein RAW-Image zu konvertieren.

  samdisk copy <MZ800 DISK NAME>.DSK <MZ800 DISK NAME>.RAW --cyls=40 --head=2 --sectors=8 --size=256

Fuehren Sie die folgenden Bash-Befehle aus, um die oben erhaltene RAW-Format-Diskette in etwas umzuwandeln, das von CPMTools gelesen werden kann.

   mv <MZ800 DISK NAME>.RAW workingfile.raw
   > total
   dd if=workingfile.raw of=total count=8192 bs=1
   for i in $(seq 8192 8192 327680); do 
     dd if=workingfile.raw of=blob skip=$i bs=1 count=4096
     cat blob >> total
     echo $i
   done
   for i in $(seq 12288 8192 327680); do
     dd if=workingfile.raw of=blob skip=$i bs=1 count=4096
     cat blob >> total
     echo $i
   done
   mv total <MZ800 DISK NAME>.RAW

Sie benoetigen die folgende diskdefs-Definition, um die Daten aus dem verarbeiteten RAW-Image zu lesen.

   # Definition for the MZ800 CP/M Boot Disk. The reserved
   # track is in inverted data format but this is skipped in
   # CPM Tools.
   diskdef mz800-BOOT
     seclen 256
     tracks 80
     sectrk 16
     blocksize 2048
     maxdir 64
     skew 0
     boottrk 1
     os 2.2
   end

   # Definition for the MZ800 CP/M Data disk. No reserved tracks.
   diskdef mz800-DATA
     seclen 256
     tracks 80
     sectrk 16
     blocksize 2048
     maxdir 64
     skew 0
     boottrk 0
     os 2.2
   end

CP/M-Archive

Ich habe die CP/M-Archive aus Gitea entfernt, da es nicht der Ort ist, um Dateien zu speichern/archivieren. Bitte laden Sie die Zip-Datei herunter, falls Sie sie benoetigen, und entpacken Sie sie in Ihrem /software-Verzeichnis.

Die Dateien im Archiv sind ausgewaehlte Programme und stammen aus verschiedenen CP/M-Archiven und sind in Verzeichnissen mit der Namenskonvention CPM[0-9[0-9]_ zusammengestellt. Ebenfalls enthalten (und mit gebuehrender Anerkennung und (C) fuer seine Arbeit beim Zusammenstellen des Archivs) ist das von Grant Searles MultiComp-Computer, der mehrere Computer in einem (oder mehrere CPU-Typen) ist und einer seiner Modi CP/M ausfuehrt. Grants Archiv ist hervorragend und eine ideale Basis, um CP/M auf dem MZ80A zu verwenden.

Um die Archive in einen Satz von 1.4MB-Diskettenimages zu bauen, die zur Verwendung in einem 3.5”-Laufwerk oder Floppy Emulator geeignet sind, fuehren Sie den Befehl aus:

cd <software>
tools/make_cpmdisks.sh

Die Disketten werden im Verzeichnis erstellt: <CPM>/1M44/DSK.

Dieses Skript baut auch die 16-MB-SD-Karten-Laufwerks-Images unter Verwendung einer Kombination der Archive. Die Kombination ist innerhalb des Skripts fest kodiert.

CP/M-Handbuecher

Entwicklerhandbuch

Danksagungen

Lizenzen

Dieses Design, Hardware und Software, ist unter der GNU Public Licence v3 lizenziert.

Die GNU General Public License v3

Die Quell- und Binaerdateien in diesem Projekt, die als GPL v3 gekennzeichnet sind, sind freie Software: Sie koennen sie unter den Bedingungen der GNU General Public License, wie von der Free Software Foundation veroeffentlicht, weitergeben und/oder modifizieren, entweder Version 3 der Lizenz oder (nach Ihrer Wahl) jede spaetere Version.

Die Quelldateien werden in der Hoffnung verteilt, dass sie nuetzlich sind, jedoch OHNE JEDE GEWAEHRLEISTUNG; auch ohne die implizite Gewaehrleistung der MARKTFAEHIGKEIT oder EIGNUNG FUER EINEN BESTIMMTEN ZWECK. Siehe die GNU General Public License fuer weitere Details.

Sie sollten eine Kopie der GNU General Public License zusammen mit diesem Programm erhalten haben. Falls nicht, siehe http://www.gnu.org/licenses/.