CP/M v2.23

English

概要

CP/M ブートプロセス

CP/M の起動は 2 つのフェーズで行われます：

1. オリジナルの AFI フロッピーディスク制御ソフトウェアを使用して反転ブートセクターを読み込み、0x0000 に制御コード 0x02 + “IPLPRO” が含まれていることを確認し、カプセル化されたブートローダーに制御を渡す
2. 0x9C00 から始まる CCP、BDOS、CBIOS を読み込む。CBIOS が制御を引き継ぎ、異なるディスクフォーマットを適用して異なる FDC コントローラーロジックを使用する（データを再反転する）。

CBIOS

CBIOS を作成するには、以下の API メソッドを提供する必要があります：

CBIOS を作成するには、以下のファームウェアサブモジュールをコーディングする必要があります：

すべての機能はスペースを必要とし、以下のように割り当てられています：

*CP/M ディスクドライブ*

ドライブの順序は以下の表に示されています：

*機能*

標準的な BIOS 機能に加えて、以下の機能が CBIOS に追加されています。

• 50mS 精度のリアルタイムクロック
• バッファと自動リピートを持つ割り込み駆動キーボード
• 通常、Caps Lock、Shift Lock の 3 モードキーロック
• ANSI ターミナル機能
• 1.44M、720K、320K サイズの再ターゲット可能なフロッピーディスクドライブ
• 240K サイズの再ターゲット可能な ROM ドライブ（設定で変更可能）
• 再ターゲット可能な SD カード 16MB ハードディスク
• SHIFT+GRAPH+BREAK でモニターに終了

CP/M のビルド

これを実現するにはいくつかのツールが必要で、現時点ではかなり手動のプロセスです。

パス

読みやすくするため、以下の短縮名はこの章の対応するパスを指しています。

ツール

Z80 Glass Assembler - アセンブリファイルをマシンコードに変換する Z80 アセンブラー。
samdisk - マルチ OS コマンドライン低レベルディスク操作ツール。
cpmtools - マルチ OS コマンドライン CP/M ディスク操作ツール。
CPMToolsGUI - Windows ベースの GUI CP/M ディスク操作ツール。
z88dk - Z80 CPU 向けの優れた C 開発キット。
sdcc - Z80 をターゲットの一つとする別の優れた Small Device C コンパイラー。z88dk はこのツールの Z80 向け強化版をパッケージ内に提供しています。

ソフトウェア

ソフトウェアイメージのビルドは、リポジトリをクローンし、提供されているシェルスクリプトとバイナリをいくつか実行することで行えます。

CP/M システムは 4 つの部分でビルドされます：

1. CCP、BDOS、CBIOS スタブを含む cpm22.bin。
2. プライマリソースが 4K ROM と 4 つのバンク化された 2K ROM にあるバンク化された CBIOS。
   これらは RFS バンク化モニター ROM とバンク化ユーザー ROM への追加用に生成されます。
3. 任意の CP/M ドライブ文字に割り当てられる最大 2 つ（現在）の読み取り専用 CP/M ROM ドライブ。
4. 1. と 3. で生成されたバイナリを、別のプログラムとして直接 Rom Filing System に
   追加するのに適したセクター化 MZF イメージへの変換。

上記のすべては assemble_cpm.sh bash スクリプトにエンコードされており、以下のように実行できます：

cd <software>
tools/assemble_cpm.sh

このスクリプトは現在 1 つの読み取り専用 CPM ROM ドライブを生成するように設定されています。2 つ目の CPM ROM ドライブを追加するには、以下の手順に従ってください：

1. <tools>/make_cpmdisks.sh スクリプトを編集して変数を変更：
   from BUILDCPMLIST="cpm22 CPM_RFS_1"
   to   BUILDCPMLIST="cpm22 CPM_RFS_1 CPM_RFS_2"

   変数を変更：
   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. ディレクトリを作成（存在しない場合）：
   <CPM>/CPM_RFS_2

3. ROM に配置する必要な CPM ファイルでディレクトリを埋める。

4. make_cpmdisks.sh スクリプトを実行するか、以下に示すコマンドシーケンスの一部として
   イメージをビルドする。

CPM を使用するには、2×512KByte フラッシュ RAM にプログラミングできるモニター ROM と USERROM イメージを作成する必要があります。以下のコマンドで CPM を RFS、ROM、アプリケーションとともにすべてビルドします：

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

上記コマンドの出力は ROM イメージ <roms>/MROM_256.bin と <roms>/USER_ROM.256.bin で、512KByte フラッシュ RAM にフラッシュして RFS アダプターのソケットに取り付ける必要があります。

CPM ディスクイメージは <CPM>/1M44/RAW（ロー形式）または <CPM>/1M44/DSK（CPC Extended フォーマット）にあります。これらのイメージは <CPM> のディレクトリから作成され、CPM* で始まる各ディレクトリは 1 つの 1.44MB ドライブイメージにパッケージされます。また、対応するディレクトリの他のすべてのサポートディスクフォーマットのイメージにもパッケージされます（例：16MB SD カードドライブイメージ用の <CPM>/SDC16M）。

SD カードイメージは <roms>/SHARP_MZ80A_RFS_CPM_IMAGE_1.img にあり、<roms>/SHARP_MZ80A_RFS_IMAGE_1.img で始まり、上記のように <CPM>/SDC16M/RAW に格納された 7 つの CPM フォーマットドライブイメージが続きます。これらのイメージは <CPM> のディレクトリからビルドされますが、make_cpmdisks.sh スクリプトにハードコードされて最終イメージに手動で追加されます。

ROM ドライブに格納されるアプリケーションは <MZF> ディレクトリにあります。このディレクトリに必要なアプリケーションをコピーし、以下のコマンドを実行してセクター丸めイメージに変換して <MZB> ディレクトリに保存します：

cd <software>
tools/processMSFfiles.sh

ROM にビルドされる実際のアプリケーションは <tools>/make_roms.sh スクリプトで選択されます。このスクリプトは必要なすべてのアプリケーションをリストし、スペースが許す限り ROM にパックします。アプリケーションを ROM に確実に含めるには、リストの先頭に追加します（.MZF 拡張子なしのファイル名のみ）：

ファイル <tools>/make_roms.sh を編集
行を探す: ROM_INCLUDE=
この行の下に、フォーマット: ROM_INCLUDE+="${MZBPATH}/<YOUR APPLICATION>.${SECTORSIZE}.bin" でアプリケーションを追加
例: ROM_INCLUDE+="${MZB_PATH}/A-BASIC_SA-5510.${SECTORSIZE}.bin:"
ファイルを保存して上記のコマンドを実行して MonitorROM と USERRROM をビルドする。

ディスクフォーマット

わかったことですが、CP/M ディスクフォーマットは数百もあり、Sharp シリーズだけでもマシンごとに 2〜3 種類実装されています。この CP/M 実装に使用するフォーマットを決定するにあたり、既存のフォーマットを調べました。オリジナルの Sharp MZ80A ディスクを入手できず、反転された非標準フォーマットを使用していること、MZ80B が MZ80A に似てやや大容量であること、MZ800 がハイブリッドであること、MZ80K が低容量であることから、1.44MB、720K の 3.5” フロッピーの標準フォーマット（Sharp MZ80A ディスクと同じ物理フォーマット）と ROM ベースの 240K ROM ドライブを使用することにしました。

使用しているフォーマットは以下の diskdefs 定義を使用して cpmtools で操作できます。以下を cpmtools または CPMToolsGUI の diskdefs ファイルに追加して使用してください：

   # MZ80A 用 320K ディスク - MZ800 と同じフォーマットだが
   # シリンダーを均一な方法で実装（1 cyl = 1 track × 2(heads)、
   # MZ800 は 160 トラック、80 × ヘッド 1 0->79、次に 80 × ヘッド 2 80->159 として実装）。
   diskdef MZ80A-A
     seclen 256
     tracks 40
     sectrk 32
     blocksize 2048
     maxdir 64
     skew 0
     boottrk 1
     os 2.2
   end

   # MZ80A 用標準 1.44Mb フロッピーフォーマット
   diskdef MZ80A-1440
     seclen 512
     tracks 80
     sectrk 36
     blocksize 2048
     maxdir 128
     skew 0
     boottrk 0
     os 2.2
   end

   # MZ80A 用標準 720K フロッピーフォーマット。
   diskdef MZ80A-720
     seclen 256
     tracks 80
     sectrk 36
     blocksize 2048
     maxdir 128
     skew 0
     boottrk 0
     os 2.2
   end

   # 240K Rom Filing System ROM ドライブイメージ。
   diskdef mz80a-rfs
     seclen 128
     tracks 15
     sectrk 128
     blocksize 1024
     maxdir 32
     skew 0
     boottrk 0
     os 2.2
   end

   # 16MB 固定ディスク SD カードイメージ。
   diskdef MZ80A-SDC16M
     seclen 512
     tracks 1024
     sectrk 32
     blocksize 8192
     maxdir 512
     skew 0
     boottrk 0
     os 2.2
   end

CP/M ディスクの作成

イメージを変換するには以下のいずれかを使用してください：

1.44MB ドライブ用：
./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 はファイルのサイズ（1474560 バイト）からフォーマットを自動認識します。

720K ドライブ用：
./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 はファイルのサイズ（737280 バイト）からフォーマットを自動認識します。

MZ80A 320K ドライブ用：
./samdisk copy CPM00_320K_SYSTEM.RAW CPM00_320K_SYSTEM.DSK --cyls=40 --gap3=78 --head=2 --sectors=16
Samdisk はファイルのサイズ（327680 バイト）からフォーマットを自動認識します。

RFS ROM ドライブは変換不要です。RFS 機能はローイメージを前提としています。

注意: Samdisk v4 は使わないでください。ディスクの先頭にランダムなセクターを配置するバグがあります。
このバグにより何時間ものデバッグ時間が失われました。v3.8.8 を使用することをお勧めします。

上記の samdisk コマンドは Amstrad CPC Extended DSK フォーマットイメージを作成します。これは Lotharek HxCFloppyEmulator または物理フロッピーに書き込むツールで読み書きできます。

MZ80A CP/M ディスクの抽出

EDSK イメージをフラット RAW イメージに変換するには samdisk を使用してください：

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

以下のコマンドを実行して RAW イメージの各バイトを反転させ、MZ-80A の反転フォーマットを CPMTools が処理できる標準データに変換します：

  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

CPMTools で MZ80A-A diskdef（上記のディスク定義セクションで定義）を使用して、処理されたイメージのファイルを一覧表示・抽出します：

  # ディスク上のファイルを一覧表示
  cpmls -f MZ80A-A <MZ80A DISK NAME>_normal.RAW

  # すべてのファイルをローカルディレクトリにコピー
  cpmcp -f MZ80A-A <MZ80A DISK NAME>_normal.RAW 0:*.* /output/directory/

MZ80K CP/M ディスクの抽出

EDSK ソースからローイメージを抽出するには samdisk を使用してください：

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

  # ファイルを一覧表示（diskdef 名を MZ-80K diskdef エントリーに合わせて調整）
  cpmls -f mz80k <MZ80K DISK NAME>.RAW

  # すべてのファイルを抽出
  cpmcp -f mz80k <MZ80K DISK NAME>.RAW 0:*.* /output/directory/

MZ80B CP/M ディスクの抽出

EDSK イメージをフラット RAW イメージに変換するには samdisk を使用してください：

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

MZ-80A と同様のバイト反転を適用して反転データを標準フォーマットに変換します：

  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

  # ファイルを一覧表示（diskdef 名を MZ-80B diskdef エントリーに合わせて調整）
  cpmls -f mz80b <MZ80B DISK NAME>_normal.RAW

  # すべてのファイルを抽出
  cpmcp -f mz80b <MZ80B DISK NAME>_normal.RAW 0:*.* /output/directory/

MZ800 CP/M ディスクの抽出

samdisk を使用して EDSK（Amstrad CPC マシン用に作成された Extended DSK フォーマット、ほとんどの MZ800 ディスクはこのフォーマットのようです）を RAW イメージに変換します。

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

上記で取得した RAW フォーマットのディスクを CPMTools で読み取れる形式に変換するために以下の bash コマンドを実行します。

   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

処理された RAW イメージのデータを読み取るには以下の diskdefs 定義が必要です。

   # MZ800 CP/M ブートディスクの定義。予約
   # トラックは反転データフォーマットですが CPM Tools ではスキップされます。
   diskdef mz800-BOOT
     seclen 256
     tracks 80
     sectrk 16
     blocksize 2048
     maxdir 64
     skew 0
     boottrk 1
     os 2.2
   end

   # MZ800 CP/M データディスクの定義。予約トラックなし。
   diskdef mz800-DATA
     seclen 256
     tracks 80
     sectrk 16
     blocksize 2048
     maxdir 64
     skew 0
     boottrk 0
     os 2.2
   end

CP/M アーカイブ

CP/M アーカイブはファイルの保存/アーカイブには適切な場所ではないため Gitea から削除しました。必要な場合はzip ファイルをダウンロードしてリポジトリの <repo>/software ディレクトリに解凍してください。

アーカイブ内のファイルは厳選されたプログラムで、様々な CP/M アーカイブから集められ、命名規則 CPM[0-9[0-9]_<Contents> のディレクトリに整理されています。また（アーカイブを整理した彼の作業に適切なクレジットと著作権を付して）Grant Searle の MultiComp コンピューター（複数のコンピューターを 1 つに、または複数の CPU タイプを持ち、そのモードの 1 つが CP/M を実行する）からのアーカイブも含まれています。Grant のアーカイブは優れており、MZ80A で CP/M を使用するための理想的な基盤となります。

3.5” ドライブまたはフロッピーエミュレーターでの使用に適した 1.4MB フロッピーイメージのセットにアーカイブをビルドするには、以下のコマンドを実行します：

cd <software>
tools/make_cpmdisks.sh

ディスクはディレクトリ <CPM>/1M44/DSK に作成されます。

このスクリプトはアーカイブの組み合わせを使用して 16MB SD カードドライブイメージもビルドします。この組み合わせはスクリプト内にハードコードされています。

CP/M マニュアル

開発者ガイド