appli/DEMU のバックアップ(No.1)

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- 1 (2007/06/01 (金) 14:33:26)
- 2 (2007/06/01 (金) 16:07:16)
- 3 (2007/06/15 (金) 00:46:32)
- 4 (2007/06/15 (金) 00:49:54)
- 5 (2007/06/23 (土) 22:00:24)
- 6 (2007/06/24 (日) 07:38:40)
- 7 (2008/04/18 (金) 01:19:26)

DEMUプロジェクトの仕様と詳細

このページは、DOSエミュレータ「DEMU」の仕様や進行状況を更新するページです。
最初から書き直す必要に迫られたので、改名とともにページ名を変更しました。
とりあえずDOS互換だけ実装し、その後コツコツと仕上げていくつもり。だいぶ完成してきました
大まかな骨組みは「基礎ライブラリ(グラフィックテキストボックス+ファイルアクセス/リスト+DOSメモリ管理)+CPU本体+APIシミュレータ」な予定。

(編集中)

スクリーンショットとか

フォント適応補間リサイズ

16x16のOSASK標準フォントを12x12や32x32へリサイズした例です。
12x12はそれなりに使えると思いますが、
32x32は使用用途が…(笑)。

テキスト80x30モードで32x32フォントを使用した場合:1280x960の解像度が必要(80x25では1280x800)。
Windowsのコマンドプロンプトのように、はみ出したエリアをスクロールするようになれば、32x32や高解像度(128x50とか)も夢じゃない。
テキスト80x25で12x12フォントなら640x400の解像度でも使用できる(上下にえせタスクバーがあっても)。
#ref(): File not found: "demu20061012e.png" at page "appli/DEMU"

フォントA (斜め規制ON)
#ref(): File not found: "demu20061012g.png" at page "appli/DEMU"

フォントB (斜め規制OFF)

仕様とか

内部資料(仮仕様)

グラフィックテキストボックス

ヘッダ

	_grp_id		8byte	識別用ID
	_grp_prev	dword	未使用_
	_grp_next	dword	未使用_
	_grp_window	dword	配置先ウィンドウ_
	_grp_buffer	dword	未使用_
	_grp_left	dword	ウィンドウ内での座標_
	_grp_top	dword	
	_grp_scrnwidth	byte	描画先の領域のサイズ(pixel)
	_grp_scrnheight	byte
	_grp_fontwidth	byte	フォントのサイズ(pixel)
	_grp_fontheight	byte
	_grp_textwidth	byte	バッファのテキスト単位のサイズ_
	_grp_textheight	byte
	_grp_scaleleft	byte	描画開始位置(テキスト単位)
	_grp_scaletop	byte
	_grp_width	byte	描画先のテキストサイズ(テキスト単位)
	_grp_height	byte
	_grp_cursor_x	byte	コンソール出力用の座標(x,y)
	_grp_cursor_y	byte	
	_grp_color_fl	byte	文字色(16色)
	_grp_color_bg	byte	背景色(16色)
	_grp_cursor_sav	4bytes	カーソル位置待避用_
	_grp_escseqflag	byte	エスケープシーケンス継続フラグ_
	_grp_escseqcnt	byte	パラメータ保存数_
	_grp_escseqcmd	byte	エスケープシーケンスコマンドバイト_
	_grp_escseqval	byte	パラメータバッファ(1個1バイト)
	_grp_escseqsize	= 3	パラメータバッファのサイズ(定数)
	(残り)			未使用_

内部バッファ
以下の8byteが文字数分(80x25=半角2000文字分=16000byte)連続する。
```
	テキストコード(32bit)      4byte
	文字色			1byte
	背景色			1byte
	拡張用			2byte
```
テキストにしてはメモリを使用するなぁ。

テキスト関係APIの実装状態(未実装/実装作業中/実装済み)

グラフィックテキストボックスオープン

	; in:	edx	ウィンドウ
	;	esi,edi	グラフィックボックスの位置
	;	cl,ch	テキストボックスの表示領域のサイズ
	;	al,ah	テキストボックスのバッファのサイズ
	;	ebx	グラフィックテキストボックス

~~グラフィックテキストボックスクローズ~~(当面実装の予定なし)

グラフィックテキストボックスフラッシュ

	; in:	ebx	グラフィックテキストボックス
	;	cl,ch	バッファ左上位置
	;	al,ah	サイズ(どちらかが0で全体再描画)

グラフィックテキストボックス1文字分書き込み

	; in:	eax	32bit半角コード
	;	cl,ch	バッファ位置
	;	dl,dh	文字色,背景色
	;	ebx	グラフィックテキストボックス

グラフィックテキストボックスコンソール出力(エスケープシーケンス式)
```
	; in:	ebx	グラフィックテキストボックス
	;	edx	文字列(終端\0)
	;	al	b1~0:文字列コード(=00:ASCIIZ,=01:SJISZ,=10:未定,=11:未定)
```
ただしエスケープシーケンスは0x1B,"["で始まり"ABCDHJfsum*"のいずれかで終わるものに限る。

~~グラフィックテキストボックスサイズ指定書き込み~~(廃止)

グラフィックテキストボックス1行下から上方向スクロール

	; in:	ebx	グラフィックテキストボックス
	;	dl,dh	文字色,背景色

グラフィックテキストボックスフォント関連
グラフィックテキストボックス色深度関連
グラフィックテキストボックス解像度またはリサイズ関連

MCBのとは？
DOS上でメモリを管理する仕組み。
DOSはメモリをリサイズや開放などをするとき、メモリセグメントの1パラグラフ前にくっついているこのMCBを変更するというのが実体です(もちろんチェイン先にMCBを書かなくてはいけません)。

MCBの実装について
現在はDOSアプリが最初のメモリブロックの位置を取得することはできません。
DEMUがメモリブロックのリサイズや新規確保に対応するために実装します。
- 最初のMCBは0x0BFFくらい
- 初期化で作成するMCBは空のメモリブロック(0x0C00～0x9FFE)と将来のUMB用(システムが使用中のマーク)(0xA000～0xFFFF)の2つ。

MCBの内容

; Memory Control Block セグメント
; ofs	size	document
; 0h	byte	チェインID(4Dhか5Ah)
; 1h	word	オーナーID(0:空き,8:DOS/システム,その他:確保したプログラムのセグメント?)
; 3h	word	サイズ(パラグラフ)
; 5h	3bytes	reserved
; 8h	8bytes	プログラム名(終端:00hまたはスペースで埋める)

内部変数領域のメモ

; 内部変数領域の割り当て
; ofs		size	document
; es:bx-12	word	共有リトライ回数(DOS 440Bh)
; es:bx-10	word	共有リトライデュレイ
; es:bx-8	dword	カレントディスクバッファへのポインタ
; es:bx-4	word	未読み込みCON入力のDOSコードセグメント内のポインタ
; es:bx-2	word	先頭のMCBのセグメントアドレス
; es:bx		dword	先頭のDPBへのポインタ
; es:bx+04h	dword	内部FCBのリストを指すポインタ
; es:bx+08h	dword	CLOCKデバイスドライバへのポインタ
; es:bx+0Ch	dword	CONデバイスドライバへのポインタ
; es:bx+10h	word	扱える最大のセクタのサイズ(byte/sector)(AT:512)
; es:bx+12h	dword	内部ディスクバッファの先頭アドレス
; es:bx+16h	dword	内部ドライブ情報の先頭アドレス
; es:bx+1Ah	dword	reserved
; es:bx+1Eh	word	FCBS=x,y の y
; es:bx+20h	byte	接続ドライブ数
; es:bx+21h	byte	LASTDRIVEドライブ数(LASTDRIVE=Zなら1Ah)
; es:bx+22h	18bytes	NULデバイスのデバイスヘッダ
; es:bx+34h	byte	JOINドライブ数
; es:bx+35h	word	reserved
; es:bx+37h	dword	reserved
; es:bx+3Bh	word	reserved
; es:bx+3Dh	word	reserved
; es:bx+3Fh	word	BUFFERS=x,y の x
; es:bx+41h	word	BUFFERS=x,y の y
; es:bx+43h	byte	ブートドライブ(1=A:,2=B:...)
; es:bx+44h	byte	=1:80386/486, =0:8086/286
; es:bx+45h	word	拡張メモリ(1Mバイト以降のプロテクトメモリ)のサイズ(KB)

MCB関係のAPI

MCB初期作成

MCBリサイズ

	; in:	edx	メモリブロックのセグメント
	;	ecx	新しいサイズ(パラグラフ)

MCB属性変更

	; in:	edx	メモリブロックのDOSセグメント値
	;	eax	オーナーID
	;	ebx	プログラム名(ASCIIZ)へのポインタ

MCB一番大きな空きメモリブロックの検索

	; out:	edx	メモリブロックのセグメント(0なら無い)
	;	ecx	確保可能なサイズ

MCBリフレッシュ(廃止)

MCB指定サイズの確保

		; in:	ecx	サイズ
		; out:	CF	エラー
		;	edx	メモリセグメント
		;	ecx	確保可能なサイズ(パラグラフ)

MCBの開放

ファイル関係の整理
- ファイルハンドル→PSP内のローカルなハンドル→FCBの番号という変換は行わない。
- ファイルハンドル→16倍してOSASK側のスロットという直接な変換をする。
- ファイルへの追記はサポートする。そのときの挙動はOSに任せる(リサイズすると消えるかも知れない?でもRESIZER0.BINでは消えない)。
- DOSアプリ実行中のファイルアクセスは、OSASK側のモジュールをマッピングしてブロック転送するという方法を用いる。リサイズを伴う場合は先に一定のサイズを広げてからブロック転送する。そのとき、(リサイズでエラーが帰ってきたら書き込みエラーまたは書き込まれたサイズを小さくして正常終了する。
- (編集中)

ファイル関係のAPI
- ファイルオープン
- ファイルクローズ
- ファイルから読み込み
- ファイルへ書き込み
- ファイルポインタのシーク
- 最初のファイル検索
- 次のファイル検索
- ファイルの削除

DOSファンクションのエラーコードのリスト

コード	意味
01h	無効なファンクションコード
02h	ファイルが見つからない
03h	パス名が見つからない
04h	これ以上ファイルをオープンできない
05h	アクセスできない
06h	無効なハンドル
07h	MemoryControlBlockが破損している
08h	メモリが足りない
09h	メモリブロックのアドレスが無効
0Ah	環境が無効
0Bh	書式が無効
0Ch	アクセスコードが無効
0Dh	データが無効
0Eh	予約
0Fh	ドライブ名が無効
10h	カレントディレクトリは削除できない
11h	同じデバイスではない
12h	これ以上ファイルはない
13h	ライトプロテクトされている
14h	ディスクユニットが不良
15h	ドライブが準備できていない
16h	ディスクコマンドが無効
17h	CRCエラー
18h	長さが無効
19h	シークエラー
1Ah	MS-DOSのディスクではない
1Bh	セクタが見つからない
1Ch	用紙がない
1Dh	書き込みエラー
1Eh	読み出しエラー
1Fh	一般的なエラー
20h	共有違反
21h	ロック違反
22h	ディスクが不正
23h	FCBは使用できません
32h	ネットワークリクエストが未サポート
33h	リモートPCが待ち受け状態ではない
34h	ネットワーク名が重複している
35h	ネットワーク名が見つからない
36h	ネットワークビジー
37h	ネットワークデバイスはこれ以上ない
38h	ネットワークBIOSの限界を超えた
39h	ネットワークアダプタのハードエラー
3Ah	ネットワークから不正な応答があった
3Bh	予期できないネットワークエラー
3Ch	リモートアダプタが不正
3Dh	プリント待ち行列が満杯
3Eh	待ち行列が満杯ではない
3Fh	プリントファイルのためのスペースが不足
40h	ネットワーク名はすでに削除されている
41h	アクセス不可能
42h	ネットワークデバイスのタイプが不正
43h	ネットワーク名が見つからない
44h	ネットワーク名の限界を超えた
45h	ネットワークBIOSセッションの限界を超えた
46h	一時休止
47h	ネットワークの要求が受け付けられない
48h	プリンタ/ディスクのリダイレクト禁止
50h	ファイルが存在する
52h	作成不可能
53h	割り込み24hのエラー
54h	ネットワーク構造が不正
55h	割り当て済み
56h	パスワードが無効
57h	パラメータが無効
58h	ネットワークへの書き込みエラー
5Ah	システム関連ファイルがロードされていない

キーボード入力関係の仕組み
- OSASK標準割り当てキーコード(キャラクタはそのまま、特殊キーは0x80～に割り当て)がシグナルとしてdefineしたものが送られてくる
- キーボードシグナルを受信すると同時にキャラクタコードとスキャンコードに変換してキーバッファに蓄える。
- デバッグコンソールやゲストOSが取得したときにそのキャラクタコードを渡す。そのキャラクタコードが0だった時のみ、次の取得でキースキャンコードを渡す(int21h 1文字入力ファンクション実行時)。
- マルチコンソールが有効なときは本来ならアクティブな方のキーバッファに送らないと誤動作する可能性があるが、今回は両方(デバッグコンソールとゲストOS)で共通のキーバッファを使用する(デバッグコンソールとゲストOSが同時に取得することはありえないため)。
- 特殊キー(矢印キーとかPageUpとか)が押された場合はDOS/V標準の00hが取得されてからキースキャンコードが取得される方式を採用。PC98式(TOWNSはまた違った気がする)は←キーとか0x08(BS)に割り当てられていたりするため、微妙に動かないだろう。

キーボード関連API

キーボード入力の追加

sendkeysignal:	; キーシグナルをキャラクタコードとスキャンコードに変換して蓄える_
		; in:	eax	キーシグナル_

キーボード入力の取得

getkeysignal:	; キースキャンコードとキャラクタコードの取得_
		; out:	al	キャラクタコード(特殊キー入力時は0)
		;	ah	キースキャンコード_

バッファトキーボード入力

input:		; バッファドキーボード入力
		; in:	edx	バッファ
		;		+00	最大文字数
		;		+01	入力された文字数
		;		+02	入力された文字列
		;	ebx	グラフィックテキストボックス

1バイトキーボード入力

inputchar:	; DOS式1バイトキーボード入力(エコーなし,ウェイトなし)
		; out:	al	キャラクタコード
		;	ZF	=ZR:入力なし,=NZ:入力あり
		;	※eaxの上位バイトは破壊される

1バイトキーボード入力

inputcharw:	; DOS式1バイトキーボード入力(エコーなし,ウェイトあり)
		; out:	al	キャラクタコード
		;	※eaxの上位バイトは破壊される

管理用メモ

ここは、管理人が試行錯誤しながら変更していく内部用のメモがわりです。

DEMU起動時に実行ファイルをオープン(関連付け起動対応)。
メモリブロックの構造や環境変数などを内部(外部優先)ファイルを元に初期化
- しないかもしれない。
DOS実行ファイルを(必要ならばリロケーションして)メモリに配置。
- 実行可能なEXEファイルにはサイズ制限があります(実際のEXEファイルのサイズが560KB未満)。
ファイルの読み込みや書き出しは必要な場合のみ、ディスクイメージをアクセスする。
- 実行ファイルの位置はそのイメージ内にあるものとする。
  - 実際にディスクイメージ内に無い場合でも内部的には微妙。
- ハードディスクやCD-ROM等はアクセスできない。
BIOSをエミュレーションしているわけではないのでBIOSレベルの操作は正常に動作しない。
常駐するアプリは対応していない。というかコマンドラインが無いので正常終了と同じ扱い。
タイマ割り込みをエミュレーションするかどうかは使っているアプリがどのくらいあるかによる。
ゲストOS内の時間設定はとりあえず起動時に2006/11/13 17:30:00.00にセットしてみる。
DOS Versionは5.0としようかな。

画面はテキストのみ。以下の解像度で表示。いわゆるANSI対応。

モード	解像度	フォント	表示解像度	言語
3	80x25	6x12	480x 300	jp
-	80x30	6x12	480x 360	jp
3	80x25	6x12	480x 300	us
-	80x30	6x12	480x 360	us
-	80x25	8x16	640x 400	-
-	80x30	8x16	640x 480	-
-	80x25	12x24	960x 600	-
-	80x30	12x24	960x 720	-
-	80x25	16x32	1280x 800	-
-	80x30	16x32	1280x 960	-

キーボード
- DOSファンクション経由のみ。多分同時押し検出不可能。
マウスドライバ
- int 33hのエミュレーションをやればできそうだけど対応しているアプリが無さそうなので先送り。
プリンタ
- 未対応。
ファイル
- ディスクイメージ起動ではないのでファイル検索は未対応。ファイル名を指定して開くことならできる。
- フロッピィディスクエミュレーションだけどネットワークドライブと考えれば(検索できないけど)イメージがあいそう。
CPU/FPU
- 8086シリーズ。80386DX相当。PM/PG/VM/FPU/SSE/MMX/SSE2/SSE3/3DNow!非対応。32bitレジスタ対応。インタプリタ型。
サウンド
- BEEPすら出せない。
メモリ配置
- 起動するDOSアプリは0x00010000～0x0009FFEFを自由に使える。UMBやEMB、HMAは使えない(予定)。
その他