CP/M v2.23

Vue d'ensemble

Processus d'amorçage de CP/M

L’amorçage de CP/M se déroule en deux phases :

1. À l’aide du logiciel original de contrôle de disquette AFI, lire un secteur d’amorçage inversé, vérifier qu’il contient à l’adresse 0x0000 le code de contrôle 0x02 + « IPLPRO », puis passer le contrôle au chargeur d’amorçage encapsulé
2. Charger, à partir de 0x9C00, le CCP, le BDOS et le CBIOS. Le CBIOS prend alors le contrôle, applique un format de disque différent et utilise une logique de contrôleur FDC différente (c.-à-d. réinverse les données).

CBIOS

Afin de créer un CBIOS, vous devez fournir les méthodes d’API suivantes :

Ainsi, afin d’écrire le CBIOS, les sous-modules de firmware suivants doivent être codés :

Toute cette fonctionnalité prend de la place et a été répartie comme suit :

Lecteurs de disque CPM

L’ordre des lecteurs est indiqué dans le tableau suivant. Les disques CP/M MZ-80K (et MZ-80A) d’origine lus via la carte MZ80AFI apparaissent comme les lecteurs Floppy Disk de ce tableau — généralement C: et D: lorsqu’un lecteur ROM et/ou une carte SD sont également présents.

Fonctionnalités

Outre la fonctionnalité BIOS standard, les fonctionnalités suivantes ont été ajoutées au CBIOS.

• Horloge temps réel avec une granularité de 50 ms
• Clavier piloté par interruption avec tampon et répétition automatique.
• Verrouillage de touches tri-mode : Normal, Caps Lock, Shift Lock
• Fonctionnalité de terminal ANSI
• Lecteurs de disquette reciblables de taille 1,44 Mo, 720 Ko et 320 Ko
• Amorçage et lecture directs des disques CP/M MZ-80K d’origine (non convertis) via la carte MZ80AFI, détectés automatiquement par la taille des secteurs et montés en tant que lecteurs C:/D:
• Lecteurs ROM reciblables de taille 240 Ko (modifiable via la configuration)
• Disques durs reciblables de 16 Mo sur carte SD.
• Sortie vers le moniteur via SHIFT+GRAPH+BREAK.

Installation et build automatisés (recommandé)

macOS / Linux / WSL — setup_RFS.sh

chmod +x setup_RFS.sh
./setup_RFS.sh

Windows 10 / 11 (natif — recommandé) — setup_RFS_windows_native.ps1, depuis une invite PowerShell :

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

Windows 10 / 11 (via WSL2) — setup_RFS_windows.ps1, depuis une invite PowerShell Administrateur :

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

Les scripts tiennent compte des variables d’environnement RFS_REPO_URL (par défaut https://git.eaw.app/eaw/RFS.git) et RFS_FILES_URL (emplacement du bundle de contenu) pour remplacer les invites interactives. Le build écrit les images ROM moniteur/utilisateur (avec le CBIOS CP/M et l’application CP/M au format MZF intégrés) et l’image de carte SD contenant les images de disque CP/M dans le répertoire roms/. Pour le guide pas à pas complet, voir le Guide technique RFS — Système de construction.

Construction de CPM

Pour y parvenir, vous avez besoin de plusieurs outils et, pour l’instant, il s’agit d’un processus assez manuel.

Chemins

Pour faciliter la lecture, les noms abrégés suivants désignent le chemin correspondant dans ce chapitre.

Outils

Z80 Glass Assembler - Un assembleur Z80 pour convertir des fichiers assembleur en code machine.
samdisk - Un outil multiplateforme en ligne de commande de manipulation de disque de bas niveau.
cpmtools - Un outil multiplateforme en ligne de commande de manipulation de disque CP/M.
CPMToolsGUI - Un outil GUI Windows de manipulation de disque CP/M.
z88dk - Un excellent kit de développement C pour le CPU Z80.
sdcc - Un autre excellent compilateur C pour petits périphériques (Small Device C Compiler), le Z80 étant l’une de ses cibles. z88dk fournit une version améliorée (pour le Z80) de cet outil dans son paquet.

Logiciel

La construction des images logicielles peut être réalisée en clonant le dépôt et en exécutant certains des scripts shell et binaires fournis.

Le système CP/M est construit en 4 parties :

1. le cpm22.bin qui contient le CCP, le BDOS et un stub de CBIOS.
2. le CBIOS paginé dont la source principale se trouve dans une ROM 4K et 4 ROM paginées 2K. Celles-ci
   sont générées pour être ajoutées à la ROM moniteur paginée RFS et à la ROM utilisateur paginée.
3. jusqu'à 2 (actuellement) ROM Drives CP/M en lecture seule qui peuvent être affectés à n'importe quelle lettre
   de lecteur CP/M.
4. la conversion des binaires générés en 1. et 3. en images MZF sectorisées adaptées
   à un ajout direct dans le Rom Filing System en tant que simple programme supplémentaire.

Tout ce qui précède est codé dans le script bash assemble_cpm.sh qui peut être exécuté comme suit :

cd <software>
tools/assemble_cpm.sh

Le script est actuellement configuré pour générer 1 ROM Drive CPM en lecture seule. Pour ajouter un second ROM Drive CPM, suivez ces instructions :

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.

Afin d’utiliser CPM, il est nécessaire de créer les images MonitorROM et USERROM qui peuvent être programmées dans les 2 Flash RAM de 512 Ko. Lancez les commandes suivantes pour construire CPM avec l’ensemble du RFS, des ROM et des applications en ROM :

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

La sortie des commandes ci-dessus correspond aux images ROM <roms>/MROM_256.bin et <roms>/USER_ROM.256.bin qui doivent être programmées dans des Flash RAM de 512 Ko et insérées dans les supports de l’adaptateur RFS.

Les images de disque CPM se trouvent dans <CPM>/1M44/RAW pour les images brutes ou dans <CPM>/1M44/DSK pour les images de disque au format CPC Extended. Ces images sont construites à partir des répertoires de <CPM> ; chaque répertoire commençant par CPM* est empaqueté dans une image de lecteur de 1,44 Mo. NB. En outre, les répertoires sont également empaquetés dans tous les autres disques pris en charge sous forme d’images dans un répertoire correspondant, c.-à-d. <CPM>/SDC16M pour l’image de lecteur de carte SD de 16 Mo.

L’image de carte SD se trouve dans <roms>/SHARP_MZ80A_RFS_CPM_IMAGE_1.img, qui contient l’image de disque RFS <roms>/SHARP_MZ80A_RFS_IMAGE_1.img au début, suivie de sept images de lecteur au format CPM qui, comme ci-dessus, sont stockées dans <CPM>/SDC16M/RAW. Ces images sont construites à partir des répertoires de <CPM> mais sont ajoutées manuellement aux images finales par codage en dur dans le script make_cpmdisks.sh.

Les applications stockées dans les ROM Drives se trouvent dans le répertoire <MZF>. Copiez dans ce répertoire toutes les applications souhaitées, puis lancez la commande suivante pour les traiter en images arrondies au secteur stockées dans le répertoire <MZB>.

cd <software>
tools/processMSFfiles.sh

Les applications réellement intégrées à la ROM sont sélectionnées dans le script <tools>/make_roms.sh. Ce script liste toutes les applications requises et en empaquette autant que l’espace le permet dans la ROM. Pour garantir que votre application apparaisse en ROM, ajoutez-la en haut de la liste (uniquement le nom de fichier, pas l’extension .MZF), c.-à-d. :

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.

Formats de disque

Comme je l’ai découvert, il existe des centaines de formats de disque CP/M et la seule série Sharp en implémente 2 à 3 par machine. Pour décider quel format utiliser pour cette implémentation de CP/M, j’ai examiné les formats existants. N’ayant pas accès aux disques Sharp MZ80A d’origine et ceux-ci étant de toute façon dans un format inversé non standard, le MZ80B étant similaire au MZ80A mais d’une capacité légèrement supérieure, le MZ800 étant un hybride et le MZ80K étant de faible capacité, j’ai opté pour des formats standard pour les disquettes 3,5” de 1,44 Mo et 720 Ko, le même format physique que les disques Sharp MZ80A, et le Rom Drive de 240 Ko en ROM.

Les formats que j’utilise peuvent être manipulés par cpmtools à l’aide des définitions diskdefs suivantes ; placez ce qui précède dans le fichier diskdefs situé avec cpmtools ou CPMToolsGUI pour les utiliser :

   # 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   

Création d'un disque CPM

Pour convertir l’image, utilisez l’une des commandes suivantes :

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

Les commandes samdisk ci-dessus créent une image au format Amstrad CPC Extended DSK qui peut être lue et traitée par Lotharek HxCFloppyEmulator ou par les outils utilisés pour écrire des disquettes physiques.

Extraction des disques CP/M MZ80A

Utilisez samdisk pour convertir l’image EDSK en une image RAW plate :

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

Exécutez la commande suivante pour inverser chaque octet de l’image RAW, convertissant le format inversé du MZ-80A en données standard que CPMTools peut traiter :

  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

Utilisez le diskdef MZ80A-A (défini dans la section des définitions de disque ci-dessus) avec CPMTools pour lister et extraire les fichiers de l’image traitée :

  # 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/

Extraction des disques CP/M MZ80K

Utilisez samdisk pour extraire l’image brute d’une source EDSK :

  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/

Extraction des disques CP/M MZ80B

Utilisez samdisk pour convertir l’image EDSK en une image RAW plate :

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

Appliquez la même inversion d’octets que pour le MZ-80A afin de convertir les données inversées au format standard :

  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/

Extraction des disques CP/M MZ800

Utilisez samdisk pour convertir l’EDSK (format Extended DSK créé pour la machine Amstrad CPC ; la plupart des disques MZ800 semblent être dans ce format) en une image RAW.

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

Exécutez les commandes bash suivantes pour convertir le disque au format RAW obtenu ci-dessus en quelque chose que CPMTools peut lire.

   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

Vous aurez besoin de la définition diskdefs suivante afin de lire les données de l’image RAW traitée.

   # 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

Archives CP/M

J’ai retiré les archives CP/M de Gitea, car ce n’est pas l’endroit approprié pour stocker/archiver des fichiers. Veuillez télécharger le fichier zip si vous en avez besoin et le décompresser dans votre répertoire /software.

Les fichiers de l’archive sont des programmes sélectionnés provenant de diverses archives CP/M et assemblés dans des répertoires suivant la convention de nommage CPM[0-9[0-9]_. Sont également inclus (avec tout le crédit et le (C) dus pour son travail d'assemblage de l'archive) des éléments de l'ordinateur MultiComp de Grant Searle, qui est un ensemble de plusieurs ordinateurs en un (ou plusieurs types de CPU), dont l'un des modes consiste à exécuter CP/M. L'archive de Grant est excellente et constitue une base idéale pour utiliser CP/M sur le MZ80A.

Pour construire les archives en un ensemble d’images de disquette de 1,4 Mo adaptées à une utilisation dans un lecteur 3,5” ou un émulateur de disquette, exécutez la commande :

cd <software>
tools/make_cpmdisks.sh

Les disques seront créés dans le répertoire : <CPM>/1M44/DSK.

Ce script construit également les images de lecteur de carte SD de 16 Mo à l’aide d’une combinaison des archives. La combinaison est codée en dur à l’intérieur du script.

Manuels CP/M

Guide du développeur

Remerciements

Lorsque j’ai utilisé ou basé un composant sur la conception d’un tiers, j’ai inclus l’avis de copyright de l’auteur original dans les en-têtes ou rendu crédit en conséquence. Tous les logiciels tiers, à ma connaissance et selon mes recherches, sont open source et librement utilisables ; si un composant s’avère soumis à des restrictions de licence, il sera retiré de ce dépôt et un lien/configuration approprié sera fourni.

Licences

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Vous devriez avoir reçu une copie de la Licence Publique Générale GNU avec ce programme. Si ce n’est pas le cas, voir http://www.gnu.org/licenses/.