WonderWitchプログラミングtips

目次

• 割り込み時のSRAMバンク不整合問題を回避する
• ディスプレイモード毎の定義可能キャラクタ数
• KEY_PRESS_CHECKとKEY_HIT_CHECKを連続して呼んではいけない
• RunnableILにはメソッドを追加できない
• LCD描画ライン関連機能
• intvector_tの cs、ds の設定
• CS != DS != SS
• Turbo C で longの乗除算が使えない
• 構造体の実体コピーができない
• リンク位置はなぜ2000:0000なのか
• シリアル通信のエラーをクリアしたい
• sys_wait(1) で簡単にVBLANK一回分待つ
• fwrite() で2048バイト以上書き込みたい

割り込み時のSRAMバンク不整合問題を回避する

SRAM バンク不整合問題の概要

ユーザプログラムを実行する場合、SRAM バンクには通常プロセスに割り当てられたデータエリアが マッピングされ、この領域にプログラムのデータセグメントが配置されます。

しかし、ファイルシステムのアクセスなど、一部の機能を実行する際に SRAM バンクの切替えが行なわれ、 一時的に OS のワークエリアやソフトファイルシステムのデータ領域がマッピングされる場合があります。

このようなタイミングでハードウェア割り込みが発生すると、割り込みハンドラに制御が 移った時点ではユーザプログラムのデータセグメントがマッピングされていない状態となります。 この状態で割り込みハンドラ内でユーザプログラムのデータセグメントに配置されている変数などを アクセスすると意図せぬ領域がアクセスされてしまい、システムのデータを破壊してしまったり、 暴走を招く結果となってしまいます。

問題の回避方針

• ユーザ定義割り込みハンドラを呼び出す前後でシステムが SRAM のバンク切替え状態を正しく設定/復帰する
• ユーザ定義割り込みハンドラ内で SRAM のバンク切替え状態を正しく設定/復帰する

割り込みハンドラでの SRAM バンク切替え状態の設定と復帰

呼び出し形式	int near pcb_get_srambank(void)
機能説明	現在実行中のプロセスのデータセグメントが配置されている SRAM バンク番号を取得する。
ヘッダファイル	sys/process.h

#include <sys/process.h>
#include <sys/bank.h>

void far callback()
{
    /* 現在の SRAM バンク状態を取得 */
    int oldbank = bank_get_map(BANK_SRAM);

    /* 実行中のプロセスのデータセグメントが配置されている SRAM バンクを取得 */
    int proc_bank = pcb_get_srambank();

    /* プロセスのデータセグメントをマッピング */
    bank_set_map(BANK_SRAM, proc_bank);
    {
        /* 割り込みハンドラの処理本体をここに記述 */
    }
    /* SRAM バンク状態を元の状態に復帰 */
    bank_set_map(BANK_SRAM, oldbank);
}   

ディスプレイモード毎の定義可能キャラクタ数

具体的には、ASCII1、ASCII2の各ディスプレイモードを利用時には最大128キャラクタ(キャラクタ番号0〜127)、 日本語1、日本語2を利用時には最大512キャラクタ(キャラクタ番号0〜511)となります。

KEY_PRESS_CHECKとKEY_HIT_CHECKを連続して呼んではいけない

これは、本来、KEY_PRESS_CHECKがワークエリアを更新すべきではないのに、 更新してしまっていることに由来する問題ですが、 動作の一意性保証の観点から将来的な対応については現在のところ予定していません。

一般的な回避策としては、KEY_PRESS_CHECKのみを用いてKEY_HIT_CHECK相当のものは 自前で処理するということになります。 例えば、垂直帰線期間割り込み(VBLANK割り込み)のたびに一度だけKEY_PRESS_CHECKを呼び出し、 結果を自前のワークエリアに保存しておいて、押下状態の取得はこのワークエリアを参照します。

RunnableILにはメソッドを追加できない

このとき、実行対象となるRunnableILが提供する関数郡のアドレス解決は、 FreyaOS内部でスタック上に動的に確保されるRunnableIL型の変数を用いて行なわれています。

インダイレクトライブラリの性質上、 アドレス解決をする関数の数が増えれば確保すべき変数のサイズも変わるため、 init.rcで実行すべきインダイレクトライブラリが、 システムが想定しているより多くの関数のアドレスを解決を必要とする場合、 FreyaOS内部で確保されている変数領域では不足するため、 スタックを破壊し、システムが暴走してしまいます。

このため、init.rcから呼び出すインダイレクトライブラリは、 厳密にRunnableIL型に合致させておく必要があります。

この問題は一般的にはアドレス解決すべき関数の数を動的に取得して、 それに応じたアドレス解決用のバッファを取得することで回避できますが、 init.rcからの呼び出しに関してはシステムの仕様と位置付けられています。

LCD描画ライン関連機能

WonderWitchでもこの割り込みに対するハンドラの登録機能は提供されていましたが、 検知ラインを指定する機能が提供されていませんでした。

WonderWitch用にこれらの機能を実現するライブラリ関数を提供しました。

void lcd_set_interrupt_line(unsigned char line)

指定したラインを描画するタイミングで割り込みを発生させます。
割り込みハンドラは、SYS_INTERRUPT_SET_HOOK を用いて登録します。

unsigned char lcd_get_display_line(void)

現在描画中のラインを取得します。

#include <sys/bios.h>

#ifdef LSI_C_WW
#define _CS	_asm_inline("mov\tax, cs")
#define _DS	_asm_inline("mov\tax, ds")
#endif

void far callback()
{
	/* This function will be called when line # 10 is being drawn */
}

int main(int argc, char *argv[])
{
	intvector_t v;

	lcd_set_interrupt_line(10);

	v.callback = (void (near *)())FP_OFF(callback);
	v.cs = _CS;
	v.ds = _DS;
	sys_interrupt_set_hook(SYS_INT_DISPLINE, &v, &v);

	text_screen_init();
	text_put_string(0, 17, "HIT ANY KEY");
	key_wait();

	sys_interrupt_reset_hook(SYS_INT_DISPLINE, &v);
}

なお、これらの機能は、本来、画面制御BIOSあるいはシステム制御BIOSの機能として提供されるべきですが、 現時点ではライブラリ関数のみでの提供となっており、今後のBIOSでの提供については未定です。

intvector_t の cs、ds の設定

csは、割りこみハンドラのセグメントアドレスで、callbackメンバーとともに 関数のfarアドレスを構成します。通常、割りこみを設定する際の CS レジスタ の値をそのまま設定します。

また、dsは、割りこみハンドラを実行する際のデータセグメントで、 通常、割りこみを設定するときの DS レジスタの値をそのまま設定します。

CS、DSの値を得る方法は、お使いのコンパイラによって異なります。

Turbo Cの場合

LSI C-86 for WonderWitchの場合

extern unsigned _asm_inline(char *asm);
#define _CS	_asm_inline("mov ax, cs")
#define _DS	_asm_inline("mov ax, ds")

#ifdef LSI_C_WW
extern unsigned _asm_inline();
#define _CS	_asm_inline("mov ax, cs")
#define _DS	_asm_inline("mov ax, ds")
#endif /* LSI_C_WW */