CP/M v2.23

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（つまり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：

したがって、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。MZ80AFI カード経由で読み取られるオリジナルの MZ-80K（および MZ-80A）CP/M ディスクは、この表のフロッピーディスクドライブとして表示されます。ROM ドライブや SD カードも存在する場合は、通常 C: および D: になります。

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
• MZ80AFI カード経由でのオリジナル（未変換）MZ-80K CP/M ディスクの直接ブートおよび読み取り。セクターサイズで自動検出され、ドライブ C:/D: としてマウントされます
• 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

自動セットアップとビルド（推奨）

macOS / Linux / WSL — setup_RFS.sh

chmod +x setup_RFS.sh
./setup_RFS.sh

Windows 10 / 11（ネイティブ — 推奨）— setup_RFS_windows_native.ps1、PowerShell プロンプトから：

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

Windows 10 / 11（WSL2 経由）— setup_RFS_windows.ps1、管理者 PowerShell から：

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

スクリプトは環境変数 RFS_REPO_URL（デフォルト https://git.eaw.app/eaw/RFS.git）と RFS_FILES_URL（コンテンツバンドルの場所）を尊重し、対話的プロンプトを上書きできます。ビルドは、Monitor/User ROM イメージ（CP/M CBIOS と CP/M MZF アプリケーションが組み込まれたもの）と、CP/M ディスクイメージを含む SD カードイメージを roms/ ディレクトリに書き込みます。ステップバイステップの完全な手順については RFS テクニカルガイド — ビルドシステム を参照してください。

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 Banked Monitor ROM と Banked User ROM に追加するために
   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、Rom Filing System に
   単なる別のプログラムとして直接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、
   変数を変更します：
   from BUILDCPMLIST="cpm22 CPM_RFS_1"
   to   BUILDCPMLIST="cpm22 CPM_RFS_1 CPM_RFS_2"

   変数を変更します：
   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します（存在しない場合）：
   <CPM>/CPM_RFS_2

3. ROM に配置する必要な CPM ファイルをそのディレクトリに入れます。

4. make_cpmdisks.sh スクリプトを実行するか、以下に列挙するコマンドシーケンスの一部としてイメージをビルドします。

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 MonitorROM と USERROM イメージを作成する必要があります。以下のコマンドを発行して、CPM を、ROM 内のすべての RFS、ROM、アプリケーションとともにビルドします：

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、RFS アダプターのソケットに挿入する必要があります。

CPM ディスクイメージは、ロー形式イメージは <CPM>/1M44/RAW に、CPC Extended フォーマットディスクイメージは <CPM>/1M44/DSK にあります。これらのイメージは <CPM> 内のディレクトリからビルドされ、CPM* で始まる各ディレクトリが 1 つの 1.44MB ドライブイメージにパッケージ化されます。なお、加えて、これらのディレクトリはサポートされる他のすべてのディスクにも、対応するディレクトリ内のイメージとしてパッケージ化されます。例えば 16MB SD カードドライブイメージは <CPM>/SDC16M です。

SD カードイメージは <roms>/SHARP_MZ80A_RFS_CPM_IMAGE_1.img にあり、先頭に RFS ディスクイメージ <roms>/SHARP_MZ80A_RFS_IMAGE_1.img を含み、続いて 7 つの CPM フォーマットドライブイメージが続きます。これらは上記のとおり <CPM>/SDC16M/RAW に格納されています。これらのイメージは <CPM> 内のディレクトリからビルドされますが、make_cpmdisks.sh スクリプト内にハードコードすることで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。ROM に入れたいアプリケーションをこのディレクトリにコピーし、以下のコマンドを発行して、それらを <MZB> ディレクトリに格納されるセクター単位に丸めたイメージに処理します。

cd <software>
tools/processMSFfiles.sh

ROM に組み込ま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列挙し、スペースが許す限り多くを ROM にパックします。アプリケーションが確実に ROM に表示されるようにするには、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）。例：

ファイル <tools>/make_roms.sh を編集します
行を見つけます: ROM_INCLUDE=
この行の下に、次の形式でアプリケーションを追加します: ROM_INCLUDE+="${MZBPATH}/<YOUR APPLICATION>.${SECTORSIZE}.bin"
例: ROM_INCLUDE+="${MZB_PATH}/A-BASIC_SA-5510.${SECTORSIZE}.bin:"
ファイルを保存し、上記のコマンドを実行して MonitorROM と USERROM をビルドします。

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 ディスクにアクセスできず、しかもそれらはいずれにせよ反転された非標準フォーマットであること、MZ80B が MZ80A に似ているもののわずかに容量が大きいこと、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、Sharp MZ80A ディスクと同じ物理フォーマットである 1.44MB、720K の 3.5” フロッピー、および ROM ベースの 240K ROM ドライブの標準フォーマット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。上記を、cpmtools または CPMToolsGUI とともに配置されている diskdefs ファイルに入れて使用してください：

   # 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   

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ます：

1.44MB ドライブの場合：
./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（例：1474560 バイト）からフォーマットを自動的に認識します

720K ドライブの場合：
./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（例：737280 バイト）からフォーマットを自動的に認識します

MZ80A 320K ドライブの場合：
./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（例：327680 バイト）からフォーマットを自動的に認識します

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

注意：Samdisk v4 は使用しないでください。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。このバグのデバッグに何時間も失われました。samdisk
v3.8.8 を使用するのが最善です

上記の samdisk コマンドは、Lotharek HxCFloppyEmulator や物理フロッピーディスクを書き込むツールで読み取り処理できる Amstrad CPC Extended DSK フォーマットイメージを作成します。

MZ80A CP/M ディスクの抽出

samdisk を使用して EDSK イメージをフラットなロー形式イメージに変換します：

  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ロー形式イメージのすべてのバイトを反転し、MZ-80A 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

MZ80A-A diskdef（上記のディスク定義セクションで定義）を CPMTools とともに使用して、処理済みイメージからファイルを一覧表示および抽出します：

  # 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 ディスクの抽出

samdisk を使用して EDSK ソースからロー形式イメージを抽出します：

  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 ディスクの抽出

samdisk を使用して EDSK イメージをフラットなロー形式イメージに変換します：

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

MZ-80A と同じ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

  # 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 ディスクの抽出

samdisk を使用して EDSK（Amstrad CPC マシン向けに作成された 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）をロー形式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

以下の bash コマンドを実行して、上記で得たロー形式ディスクを CPMTools が読み取れるものに変換します。

   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

処理済みのロー形式イメージからデータを読み取るには、以下の diskdefs 定義が必要です。

   # 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 アーカイブ

CP/M アーカイブはファイルの保存/アーカイブの場所ではないため、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、<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、CPM[0-9[0-9]_ という命名規則のディレクトリに組み立てられています。 また、Grant Searle の MultiComp コンピューター由来のもの（およびアーカイブを組み立てた彼の作業に対する正当なクレジットと著作権 (C)）も含まれています。MultiComp は複数のコンピューター（または複数の CPU タイプ）を 1 つにまとめたもので、そのモードの 1 つが CP/M を実行します。Grant のアーカイブは優れており、MZ80A 上で CP/M を使用するための理想的なベースです。

アーカイブを 3.5” ドライブやフロッピーエミュレーターで使用するのに適した 1.4MB フロッピーイメージのセットにビルドするには、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。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

クレジット

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ライセンス

この設計（ハードウェアおよびソフトウェア）は GNU Public Licence v3 の下でライセンスされています。

The Gnu Public License v3

このプロジェクト内で GPL v3 とマークされているソースおよびバイナリファイルはフリーソフトウェアです：Free Software Foundation が発行する GNU General Public License の条項の下で、ライセンスのバージョン 3、または（任意で）それ以降のいずれかのバージョンに従って、再配布および/または改変することができます。

これらのソースファイルは有用であることを期待して配布されますが、いかなる保証もありません。商品性や特定目的への適合性の暗黙の保証さえありません。詳細は GNU General Public License を参照してください。

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