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cpm:write_a_bios [2012/03/08 09:57] – volkerpcpm:write_a_bios [2014/05/08 10:19] (aktuell) – volkerp
Zeile 1: Zeile 1:
-====== howto write a bios  ======+====== BIOS schreiben  ======
  
 **howto write a bios for cp/m 2.2\\ **howto write a bios for cp/m 2.2\\
 V. Pohlers, 2012** V. Pohlers, 2012**
  
-Zu CP/M 2.2 gibt es eine Datei cbios.asm mit, die als Ausgang für ein BIOS dienen kann. +Ich will versuchen, die Grundlagen zum Schreiben eines eigenen kleinen BIOS für CP/M 2.2 praxisgerecht darzustellen. Grundlagenwissen sollte man schon haben, z.B. was ein BIOS ist und welche Funktionen drin sind, wie eine Diskette aufgebaut ist u.a.m.\\ 
-Diesen Code habe ich hier genutzt, an Z80 angepasst und ggf. weiter vereinfacht.+Detailwissen liefert [[cpm:systemdoku]].
  
-Das BIOS folgt unmittelbar auf CCP und BDOS. Am Anfang des BIOS steht ein  
-Sprungverteiler zu den 17 BIOS-Funktionen. 
  
-Die BIOS-Funktionen müssen keine Register retten. +  * [[cpm:write_a_bios:teil_1|]] Warmstart, Zeichen-I/O, Diskettenfunktion 
- +  * [[cpm:write_a_bios:teil_2|]] Ansteuerung einer RAM-Disk
-===== Kalt- und Warmstart ===== +
- +
-<code> +
- .Z80 +
-; Skeletal CBIOS for first level of CP/M 2.0 alteration +
-; +
-CCP EQU xx00H ;base of ccp +
-BDOS EQU CCP+806H ;base of bdos +
-BIOS EQU CCP+1600H ;base of bios +
- +
-CDISK EQU 0004H ;current disk number 0=A,...,15=P +
-IOBYTE EQU 0003H ;intel i/o byte +
-; +
- ORG BIOS ;origin of this program +
- +
-; jump vector for individual subroutines +
- JP BOOT ;cold start +
-WBOOTE: JP WBOOT ;warm start +
- JP CONST ;console status +
- JP CONIN ;console character in +
- JP CONOUT ;console character out +
- JP LIST ;list character out +
- JP PUNCH ;punch character out +
- JP READER ;reader character out +
- JP HOME ;move head to home position +
- JP SELDSK ;select disk +
- JP SETTRK ;set track number +
- JP SETSEC ;set sector number +
- JP SETDMA ;set dma address +
- JP READ ;read disk +
- JP WRITE ;write disk +
- JP LISTST ;return list status +
- JP SECTRAN ;sector translate +
-</code> +
- +
-**BOOT** ist der Eintrittspunkt, der nach dem BOOT-Vorgang einmalig angesprungen  +
-werden sollte. Vom CP/M aus wird niemals BOOT aufgerufen. Im einfachsten Fall  +
-kann BOOT im BIOS-Bereich komplett leer bleiben, wenn die Systeminitialisierung  +
-im BOOT-Loader erfolgt. +
- +
-Der Kaltstart wird nur nach dem erstmaligen Laden des Betriebsystems benötigt.  +
-Der Aufruf an den Kaltstart erfolgt meist von einem speziellen Ladeprogramm, das  +
-nach dem Einschalten des Rechners das BIOS von der Systemdiskette geladen hat. +
- +
-Aufgabe des Kaltstart ist es, die einzelnen Systemkomponenten zu initialisieren  +
-und eine Meldung über den erfolgten Systemstart auf der Console auszugeben. +
- +
-Normalerweise wird nach einem Kaltstart ein Warmstart ausgeführt, der den CCP  +
-und das BDOS von der Diskette lädt und die Sprungbefehle einsetzt. Dann braucht  +
-nur die zuerst anzuwählende Disk- und Usernummer in die Speicheradresse  +
-0004h eingetragen zu werden. +
- +
-**WBOOT** wird beim Warmstart (z.b. ^C oder JP 0000) aufgerufen. Die BDOS- +
-Funktion 0 geht direkt zur BIOS-Funktion WBOOT weiter. +
- +
-WBOOT muss CCP und BDOS im Speicher restaurieren. Für ein erstes BIOS kann dies  +
-übergangen werden, solange keine Programe gestartet werden, die das CCP oder  +
-sogar CCP und BDOS überschreiben. Zum Neuladen von CCP und BDOS sind folgende Verfahren üblich: +
- +
-  * Laden aus Systemspuren der BOOT-Diskette (meist A:) +
-  * Laden aus einer Kopie im Speicher (z.B. bei Vorhandensein von Schattenspeicher) +
-  * Erstellen einer Kopie während des BOOT-Vorgangs in eine RAM-Disk und Laden von dieser (üblicherweise auch hier aus Systemspuren) +
-  * Laden aus einer @OS-Datei von der Diskette. Dazu muss aber ein Mini-BDOS verfügbar sein, was das logische Lesen von Diskette unterstützt. Die Records dieser @OS-Datei könnten ja beliebig auf der Diskette verstreut liegen. +
- +
-Nach dem Neuladen von CCP und BDOS werden die Systemsprünge für JP 0000 und CALL 5 eingerichtet, +
-das aktuelle Laufwerk wieder selektiert und die Steuerung ans CCP übergeben. +
- +
-<code> +
-; +
-BOOT: ;simplest case is to just perform parameter initialization +
- XOR A ;zero in the accum +
- LD (IOBYTE),A ;clear the iobyte +
- LD (CDISK),A ;select disk zero +
- JP GOCPM ;initialize and go to cp/m +
-; +
-WBOOT: ;simplest case is to read the disk until all sectors loaded +
- LD SP,80H ;use space below buffer for stack +
- ;... +
- ..reread ccp+bdos into memory +
- ;... +
-;        +
-; end of load operation, set parameters and go to cp/m +
-GOCPM: +
- LD A,0C3H ;c3 is a jmp instruction +
- LD (0),A ;for jmp to wboot +
- LD HL,WBOOTE ;wboot entry point +
- LD (1),HL ;set address field for jmp at 0 +
-; +
- LD (5),A ;for jmp to bdos +
- LD HL,BDOS ;bdos entry point +
- LD (6),HL ;address field of jump at 5 to bdos +
-; +
- LD BC,80H ;default dma address is 80h +
- CALL SETDMA +
-; +
- EI ;enable the interrupt system +
- LD A,(CDISK) ;get current disk number +
- LD C,A ;send to the ccp +
- JP CCP ;go to cp/m for further processing +
- +
-</code> +
- +
-===== Zeichen-I/O ===== +
- +
-Im BIOS sind die grundlegenden I/O-Funktionen zur zeichenweisen Ein- und Ausgabe  +
-für Konsole, Drucker, Reader, Punch enthalten.  +
- +
-Ein einfaches BIOS braucht nur Ein- und Ausgabe für Konsole, die restl.  +
-Funktionen sind Leerfunktionen.  +
- +
-Das **I/O-Byte** wird von CP/M selbst nicht genutzt. Die BDOS-Funktionen Nr. 7 und 8  +
-lesen bzw. beschreiben direkt die Speicherzelle IOBYTE. Das Systemprogramm STAT  +
-nutzt wiederum nur diese BDOS-Funktionen.  +
- +
-Ein I/O-Byte-Unterstützung muss deshalb vollständig im BIOS erfolgen. Man kann  +
-problemlos darauf verzichten; wenn man nicht verschiedene Geräte für die 4 I/O- +
-Kanäle Konsole, Drucker, Reader, Punch unterstützen muss/will. +
- +
-Die BIOS-Funktion **CONIN** darf das eingetippte Zeichen nicht auf dem Bildschirm  +
-ausgeben. +
- +
-Für ein minimales BIOS reicht es, die CON-Routinen zu implementieren. Drucker, Reader und Punch können Null-Routinen bleiben. +
- +
-<code> +
-; +
-; +
-; simple i/o handlers (must be filled in by user) +
-; in each case, the entry point is provided, with space reserved +
-; to insert your own code +
-; +
-CONST: ;console status, return 0ffh if character ready, 00h if not +
- ..status subroutine +
- LD A,00H +
- RET +
-; +
-CONIN: ;console character into register a +
- ..input routine +
- AND 7FH ;strip parity bit +
- RET +
-; +
-CONOUT: ;console character output from register c +
- LD A,C ;get to accumulator +
- ..output routine +
- RET +
-; +
-LIST: ;list character from register c +
- LD A,C ;character to register a +
- RET ;null subroutine +
-; +
-LISTST: ;return list status (0 if not ready, 1 if ready) +
- XOR A ;0 is always ok to return +
- RET +
-; +
-PUNCH: ;punch character from register c +
- LD A,C ;character to register a +
- RET ;null subroutine +
-; +
-; +
-READER: ;read character into register a from reader device +
- LD A,1AH ;enter end of file for now (replace later) +
- AND 7FH ;remember to strip parity bit +
- RET +
-</code> +
- +
-===== Diskettenfunktionen ===== +
- +
-Der größte Teil des BIOS besteht in Funktionen zur Diskettenarbeit. +
- +
-Eine Diskette besteht physikalisch aus **Spuren (Tracks)**. Diese sind in  +
-**physische Sektoren** unterteilt. Das BDOS greift immer über Track- und  +
-logische Sektornummer auf Laufwerke zu. Ein **logischer Sektor (sector, auch  +
-record)** ist immer 128 Byte lang. +
- +
-Eine Spur kann Werte von 0..FFFFh annehmen, ein logischer Sektor von 0..FFFFh. +
-Üblich sind bei Disketten aber Werte von 0..80 für die Spur und 0..255 für den logischen Sektor. +
-Viele BIOSe arbeiten deshalb auch nur mit 8-Bit-Registern für diese Werte. Damit sind immerhin  +
-256 Tracks * 256 logische Sektoren * 128 Byte = 8 MByte adressierbar. +
- +
-Es ist Aufgabe des BIOS, die beiden Werte (Tracks und logischer Sektor) in +
- +
-  * Diskettenseite +
-  * Spur +
-  * und physische Sektornummer +
- +
-umzusetzen. Wie das erfolgt, ist dem BIOS-Schreiber überlassen (und hängt von der Hardware ab). +
-Beispiele folgen später. +
- +
-Die physischen Sektoren sind beispielsweise 1 KByte groß. Das BIOS muss einen  +
-Puffer bereitstellen, um einen kompletten physischen Sektor einzulesen und  +
-diesen in logische Sektoren aufzuteilen. Dieser Mechanismuss heiß  +
-Blocking/Deblocking. Das dies nicht trivial ist, gibt es zu CP/M 2.2 eine Datei  +
-deblock.asm als Vorlage. +
- +
-Die Routinen SETDMA, SETTRK, SETSEC speichern einfach die übergebenen Werte.  +
-Wenn die Laufwerke nur mit max 256 Spuren zu max. 256 log. Sektoren arbeiten,  +
-kann man TRACK und SECTOR als Byte belassen und nur Register C übernehmen. Das  +
-BDOS übergibt nur gültige Werte, so dass Register B in diesem Fall immer 0 ist  +
-und nicht beachtet werden muss. +
- +
-**HOME** selektiert Spur 0. Ein phys. Zugriff aufs Laufwerk ist nicht erforderlich. +
-Mam spart auch CALL SETTRK und RET, wenn HOME direkt vor SETTRK steht. +
-Diese Funktion war bei älteren Laufwerken zur exakten +
-Positionierung des Schreib/Lesekopfes gedacht. +
-Da das BDOS vor jedem Diskzugriff die Spurnummer über SETTRK +
-anwählt, ist HOME bei neueren Laufwerken überflüssig. +
- +
-**SETTRK** bezieht sich auf die im Registerpaar BC übergebene Spur. Diese Spurnummer  +
-errechnet sich immer aus der BDOS-internen (logischen) Spurnummer plus dem OFF- +
-Wert im DPB. Wie auch beim SELDSK-Aufruf ist ein tatsächlicher Diskzugriff nicht  +
-garantiert. +
- +
-**SETSEC** bezieht sich auf den im Registerpaar +
-BC übergebenen Sektor. Die so gesetzte Sektornummer ist immer +
-das Ergebnis der SECTRAN-Funktion (s.u.). Auch hier ist ein +
-tatsächlicher Diskzugriff auf diesen Sektor nicht garantiert. +
- +
-**SETDMA**: Alle nachfolgenden Diskzugriffe müssen die DMA-Adresse als +
-Quell- (bei Schreibzugriffen) bzw. Zieladresse (bei Lesezugriffen) +
-benutzen. Die DMA-Adresse zeigt immer auf einen 128-Byte großen Buffer, +
-weshalb Diskzugriffe immer in Recordgröße erfolgen.  +
- +
-<code> +
-; +
-; i/o drivers for the disk  +
-; +
-HOME: ;move to the track 00 position of current drive +
- LD BC,0 ;select track 0 +
- ;CALL SETTRK  +
- ;RET +
-; +
-SETTRK ;set track given by register bc +
- LD (TRACK),BC +
- RET +
-; +
-SETSEC ;set sector given by register bc +
- LD (SECTOR),BC +
- RET +
- +
-SETDMA ;set dma address given by registers b and c +
- LD (DMAAD),BC +
- RET +
- +
-; +
-</code> +
- +
-**SECTRAN** übernahm ursprünglich eine Sektornummertransformation bei  +
-hardsektorierten Disketten (8") anhand einer Sektorverschränkungstabelle (X- +
-lation table XLT). Dies ist bei moderneren Laufwerken nicht mehr üblich bzw.  +
-wegen größerer physischer Sektorlänge als 128 Byte auch nicht möglich. Eine  +
-Sektorverschränkung physischer Sektoren erfolgt deshalb meist im phys.  +
-Diskettentreiber (s. unten).  +
- +
-Im allgemeinen genügt es, einfach die im Registerpaar BC +
-übergebene Sektornummer ins Registerpaar HL zu kopieren. +
- +
-im CP/A wird einfach der übergebene Wert genommen und um 1 erhöht (die Sektoren  +
-zählen in CP/A bzw. auf Diskette ab 1). Nutzt man eine allgemeine SECTRAN- +
-Routine für alle Laufwerke, muss dies bei den phys. Laufwerkstreibern f. Read und Write beachtet werden. +
- +
-<code> +
-SECTRAN: (allg) +
-;translate the sector given by BC using the +
-;translate table given by DE +
- EX DE,HL ;HL=.trans +
- ADD HL,BC ;HL=.trans(sector) +
- LD L,(HL) ;L = trans(sector) +
- LD H,0 ;HL= trans(sector) +
- RET ;with value in HL +
-; +
-SECTRAN: (CP/A) +
-;translate the sector given by BC without translate table +
- LD L,C ;L = trans(sector) +
- LD H,B ;HL= trans(sector) +
- inc HL +
- RET ;with value in HL +
-; +
-</code> +
- +
-**SELDSK**: Das BIOS muß die im C-Register übergebene Laufwerksnummer +
-überprüfen und, falls ein Laufwerk mit dieser Nummer existiert, +
-in HL die Adresse des zugehörigen disk parameter header DPH zurückgeben, +
-Im CP/M ist nicht garantiert, daß nach einem SELDSK-Aufruf +
-auch tatsächlich auf dieses Laufwerk zugegriffen wird. +
-Vielmehr hat der SELDSK-Aufruf nur eine 'Anmeldefunktion', +
-damit sich das BDOS auf das Laufwerk einstellen kann. +
-Das BIOS muß die Laufwerksnummer aber intern speichern, da +
-sich nachfolgende Diskzugriffe immer auf das zuletzt selektierte +
-Laufwerk beziehen. +
- +
-In einem aufwendigen BIOS kann bei SELDSK eine Analyse der Diskette erfolgen, um  +
-das konkrete **Diskettenformat automatisch zu ermitteln**. Im CP/A-BIOS gibt es eine Liste von Formaten, die hier getestet werden (z.B. 624k, 780k, 800k). Als Resultat dieser  +
-Analyse wird ein passender DPB ausgewählt (oder dynamisch zusammengestellt)  +
-und im DPH eingetragen. +
- +
-Die Laufwerke müssen nicht in alphabetischer Reihenfolge und durchlaufend angelegt sein. +
-Man kann die Laufwerksbuchstaben A..P willkürlich den Laufwerken zuordnen. SELDSK muss  +
-für ein existierenes Laufwerk den passenden DPH und andernfalls 0000 zurückgeben. +
- +
-Für jeden Laufwerksbuchstabe, der vom BIOS angesprochen werden kann, muss es  +
-einen eigenen disk parameter header DPH geben. +
- +
-Ein disk parameter header DPH ist 16 Byte lang und muss im RAM stehen. BDOS  +
-beschreibt die freien Felder des DPH mit eigenen Werten. +
- +
-Ein DPH umfasst 8 Einträge zu je 16 Bit und hat folgende Struktur:  +
-<ditaa> +
-    +-----------------------------------------------------+ +
-    | XLT | NHDE | CLTK | FSCT | DIRBUF | DPB | CSV | ALV | +
-    +-----------------------------------------------------+ +
-Byte  0/1   2/3    4/5    6/7    8/9      A/B   C/D   E/F +
-</ditaa> +
- +
-XLT (s.o.), NHDE, CLTK, FSCT sind mit 0 vorbelegt, DIRBUF ist ein 128 Byte  +
-großer Puffer (für alle Laufwerke derselbe), DPB ist die Adresse des Disk  +
-Parameter Blocks, CSV die Adresse des Prüfsummenvektors (Check Sum Vector) und  +
-ALV die Adresse des Belegungsvektors (Allocation Vector). +
- +
-Der DPB enthält die Laufwerkseigenschaften und wird weiter unten beschrieben.  +
-Ein DPB kann für mehrere DPH genommen werden, wenn die Laufwerkseigenschaften  +
-gleich sind (z.B. für 2 gleiche Diskettenlaufwerke). +
- +
-CSV und ALV sind Speicherbereiche im RAM,  +
-deren Größe von den Laufwerkseigenschaften abhängen (s. DPB). +
- +
-<code> +
-; fixed data tables for four drives +
- +
-DPBASE: +
-; disk parameter header for disk 00 +
-DPH0: DW 0000H,0000H +
- DW 0000H,0000H +
- DW DIRBF,DPB0 +
- DW CHK00,ALL00 +
-; disk parameter header for disk 01 +
-DPH1: DW 0000H,0000H +
- DW 0000H,0000H +
- DW DIRBF,DPB1 +
- DW CHK01,ALL01 +
-; disk parameter header for disk 02 +
-DPH2: DW 0000H,0000H +
- DW 0000H,0000H +
- DW DIRBF,DPB2 +
- DW CHK02,ALL02 +
-; disk parameter header for disk 03 +
-DPH3: DW 0000H,0000H +
- DW 0000H,0000H +
- DW DIRBF,DPB3 +
- DW CHK03,ALL03 +
-; +
- +
-; werden die Laufwerksbuchstaben durchgehend vergeben (A:..D:) und  +
-; folgen die DPH direkt aufeinander, kann der DPH durch  +
-; DPBASE + 16*DISKNO berechnet werden +
-SELDSK: ;select disk given by register C +
- LD HL,0000H ;error return code +
- LD A,C +
- LD (DISKNO),A +
- CP 4 ;must be between 0 and 3 +
- RET NC ;no carry if 4,5,... +
-; compute proper disk parameter header address +
- LD A,(DISKNO) +
- LD L,A ;L=disk number 0,1,2,3 +
- LD H,0 ;high order zero +
- ADD HL,HL ;*2 +
- ADD HL,HL ;*4 +
- ADD HL,HL ;*8 +
- ADD HL,HL ;*16 (size of each header) +
- LD DE,DPBASE +
- ADD HL,DE ;HL=.dpbase(diskno*16) +
- RET +
- +
-; Alternativ: sind die Laufwerksbuchstaben nicht durchgehend vergeben,  +
-; kann die Ermittlung auch direkt erfolgen, hier Laufwerke A:, B:, F:, P: +
-SELDSK: ;select disk given by register C +
- LD A,C +
- LD (DISKNO),A +
-  +
- LD HL, DPH0 +
- CP 'A'-'A' ; Laufwerk A +
- RET Z +
- LD HL, DPH1 +
- CP 'B'-'A' ; Laufwerk B +
- RET Z +
- LD HL, DPH2 +
- CP 'F'-'A' ; Laufwerk F +
- RET Z +
- LD HL, DPH3 +
- CP 'P'-'A' ; Laufwerk P +
- RET Z +
- ; +
- LD HL,0000H ;error return code +
- RET +
-</code> +
- +
- +
-Die **READ**-Funktion liest einen (logischen) Sektor von der Diskette in den  +
-DMA-Buffer. Die Disknummer, Spurnummer und Sektornummer sind jeweils durch die  +
-letzten SELDSK-, SETTRK- und SETSEC-Aufrufe festgelegt.  +
- +
-Bei physikalischen Sektorlängen vom mehr als 128 Bytes muß das BIOS einen  +
-Sektorbuffer entsprechender Große selbst bereitstellen und aus diesem Buffer 128  +
-Bytes zum zuletzt definierten DMA-Buffer kopieren. Falls ein Lesefehler  +
-auftritt, sollte das BIOS den Diskzugriff ein paar Mal wiederholen und, falls  +
-der Fehler bestehen bleibt, den Fehlercode 1 im A-Register zurückgeben. +
- +
-Die **WRITE**-Funktion schreibt einen (logischen) Sektor vom DMA-Buffer auf die  +
-Diskette. Die Disknummer, Spurnummer und Sektornummer sind jeweils durch die  +
-letzten SELDSK-, SETTRK- und SETSEC-Aufrufe festgelegt. +
- +
-Bei physikalischen Sektorlängen von mehr als 128 Bytes kann das Record-Flag zur  +
-Realisierung eines 'Blocking'-Algorithmus verwendet werden. Bei einem normalen  +
-Schreibzugriff reicht es, den logischen Sektor nur in den BIOS-internen  +
-Sektorbuffer zu übernehmen. Dies hat den Vorteil, daß nachfolgende  +
-Schreibzugriffe auf den selben physikalischen Sektor keinen Diskettenzugriff  +
-verlangen. Erst wenn der neue logische Sektor in einem anderen physikalsichen  +
-Sektor liegt, muß der Sektorbuffer auf die Diskette geschrieben werden.  +
-Directory-Schreibzugriffe sollten immer direkt auf die Diskette geleitet werden. +
- +
-Je nach Laufwerkstyp (Diskette, RAM-Floppy etc.) können Read und Write völlig unterschiedlich implementiert sein. Die BIOS-Routinen READ und WRITE müssen in diesem Fall je nach Laufwerk DISKNO auf spezielle Routinen READx und WRITEx verzweigen. +
- +
-Man spricht von physischen Laufwerkstreibern für Read und Write, wenn diese den physischen Transfer eines (physischen) Sektors von/zum Laufwerk übernehmen. Die logischen Laufwerkstreiber übernehmen das Blocking/Deblocking und andere Aufgaben zur Laufwerksverwaltung wie Optimierung der Zugriffe auf verschiedene Laufwerke etc. In einem einfachen BIOS z.B. für eine RAM-Disk mit 128 Byte großen Sektoren braucht man diese Unterteilung nicht. +
- +
-Ganz einfache Routinen: +
-<code> +
-; +
-READ: CALL calcadr +
- ..read log. Sektor nach (DMAAD) +
- ld a,0 ; keine Fehler +
- ret +
-; +
-WRITE: CALL calcadr +
- ..schreibe log. Sektor von (DMAAD) +
- ld a,0 ; keine Fehler +
- ret +
-; +
-calcadr: ..aus log. Track TRACK und log. Sektor SECTOR  +
-   die physikalische Position berechnen +
- ret +
-</code> +
- +
-Es verbleiben die RAM-Speicherbereiche, die nicht vorbelegt sind und deshalb am  +
-Ende des BIOS stehen sollten, damit das BIOS in den Systemspuren nicht zu groß wird. +
- +
-<code> +
-; the remainder of the CBIOS is reserved uninitialized +
-; data area, and does not need to be a part of the +
-; system memory image (the space must be available, +
-; however) +
-; +
-TRACK: DS 2 ;two bytes for expansion +
-SECTOR: DS 2 ;two bytes for expansion +
-DMAAD: DS 2 ;direct memory address +
-DISKNO: DS 1 ;disk number 0-15 +
-; +
-; scratch ram area for BDOS use +
-DIRBF: DS 128 ;scratch directory area +
-ALL00: DS xx ;allocation vector 0         benötigte Größe siehe DPB +
-ALL01: DS xx ;allocation vector 1 +
-ALL02: DS xx ;allocation vector 2 +
-ALL03: DS xx ;allocation vector 3 +
-CHK00: DS xx ;check vector 0              benötigte Größe siehe DPB +
-CHK01: DS xx ;check vector 1 +
-CHK02: DS xx ;check vector 2 +
-CHK03: DS xx ;check vector 3 +
- +
-BUFFER: DS xxK ;Puffer für physischen Sektor, bei einfachen BIOS pro Laufwerk! +
-; +
- END +
-</code> +
- +
- +
-===== Der Disk Parameter Block ===== +
- +
- +
-Ein DPB umfasst 15 Bytes in folgender Aufteilung:  +
-<ditaa> +
-+----------------------------------------------------------+ +
-| SPT | BSH | BLM | EXM | DSM | DRM| AL0 | AL1 | CKS | OFF | +
-+----------------------------------------------------------+ +
-  0/1     2     3     4   5/6   7/8    9     A   B/C   D/E   +
-   16     8     8     8    16    16    8     8    16    16 +
-</ditaa> +
- +
-Beschreibung s.a. [[:intern:systemdoku#der_disk_parameter_block]] +
- +
-Zur Erstellung eines DPB braucht man folgende Angaben: +
- +
-  - Gesamtkapazität der Diskette in KByte +
-  - physischer Aufbau der Diskette +
-    - Anzahl der Spuren (Tracks) +
-    - Anzahl physischer Sektoren pro Spur +
-    - Anzahl der beschreibbaren Diskettenseiten +
-  - max. Anzahl der Direktory-Einträge +
-  - Anzahl der Systemspuren +
-  - gewünschte Blockgröße +
-     +
-CP/M kennt keine Diskettenseiten, man muss im physischen Diskettentreiber +
-die Seite aus TRACK oder SECTOR ermitteln. Möglich ist z.B. bei einer Diskette +
-mit 2 Seiten, 80 Spuren, 5 phys. Sektoren pro Spur: +
- +
-  * gerader Track Vorderseite (0,2,4,..), ungerader Track Rückseite (1,3,5,..) +
-  * Track 0..79 Vorderseite, Track 80..159 Rückseite +
-  * Sektor 1..5 Vorderseite, 6..10 Rückseite  +
-  * ... +
-   +
-CP/A nutzt die erste Variante. +
- +
-Unabhängig von der physischen Sektorlänge gibt es im CP/M noch die **Blockgröße**. +
-Das BDOS teilt jede Diskette in Blöcke (engl. Blocks) auf, um damit den  +
-Verwaltungs- und Speicheraufwand für die Belegungstabelle zu verkleinern. +
-Die Länge eines Blocks ist 1, 2, 4, 8 oder 16 kByte. +
- +
-Die Disketten-Belegungstabelle wird in Blöcken geführt, somit kann das BDOS  +
-Diskettenplatz auch nur blockweise vergeben. Nachteil dieser Aufteilung ist, das  +
-ein File immer ganze Blöcke belegt, auch wenn die tatsächliche Filelänge kleiner  +
-ist. +
- +
-__Beispiel 1__: eine 800K Diskette mit 2 Seiten, 80 Spuren, 5 phys. Sektoren pro Spur +
- +
-2 Seiten * 80 Spuren -> 160 TRACKs\\ +
-800 KByte / 160 -> 5 KByte / Spur \\ +
-5 phys. Sektoren pro Spur -> 1 KByte großer phys. Sektor\\ +
-SPT = 5 KByte / Spur -> 5K/128 = 40 logische Sektoren (records) pro Spur +
- +
-Man muss sich für eine Blockgröße entscheiden. +
-Nimmt man 2 KByte große Blöcke, gibt es insgesamt 800k/2k = 400 Blöcke. +
-Damit braucht man 16 bit große Blocknummern.  +
-Nimmt man 4 KByte große Blöcke, gibt es insgesamt 800k/4k = 200 Blöcke. Damit  +
-braucht man nur 8 bit große Blocknummern. Aber man bekommt weniger kleine  +
-Dateien auf der Diskette unter. +
- +
-Allgemein sollte die Blockgröße mit der Diskettengröße wachsen. +
- +
-Aus Blockgröße und Blocknummeranzahl ergeben sich die Felder BSH, BLM und EXM  +
-des disk parameter blocks: +
- +
-**OFS** := Anzahl der Systemspuren (logische TRACKs!)\\ +
-**SPT** := Anz.Phys.Sektoren*Größe.Phys.Sektor / 128 +
- +
-block size BLS in Byte (1024, 2048, .. ,16384) +
- +
-Gesamtkapazität := (Anzahl Spuren - Anzahl der Systemspuren) * Anz.Phys.Sektoren * Größe.Phys.Sektor  +
- +
-**DSM** := Gesamtkapazität/(block size) - 1 = Anz.Blöcke - 1 +
- +
-**BSH** := log2 (block size / 128)\\ +
-**BLM** := (block size / 128) - 1\\ +
-**EXM** := (block size / 1024) - 1 bei 8 bit-Blocknummern ( DSM/block size <= 255) bzw.\\ +
-**EXM** := (block size / 2048) - 1 bei 16 bit-Blocknummern ( DSM/block size > 255)\\ +
- +
-^ block size  ^ BSH  ^ BLM  ^ EXM (8)  ^ EXM (16)  ^ +
-^ 1 KByte     |    3 |    7 |        0 |         - | +
-^ 2 KByte     |    4 |   15 |        1 |         0 | +
-^ 4 KByte     |    5 |   31 |        3 |         1 | +
-^ 8 KByte     |    6 |   63 |        7 |         3 | +
-^ 16 KByte    |    7 |  127 |       15 |         7 | +
- +
-Die Anzahl der Directory-Einträge ist frei wählbar. Es werden immer ganze Blöcke vergeben,  +
-dies gilt auch für das Directory. Maximal können 16 Blöcke genutzt werden. +
-Ein Directory-Eintrag ist 32 Byte lang, damit sind BLS/32 Directory-Einträge pro Block möglich.\\ +
-Die Maximal-Zahl ergibt sich zu +
- +
-**DRM** := Anz.Dir.Blöcke * (block size / 32) - 1 +
- +
-Das Verhältnis zwischen Anzahl der Directory-Einträge und Anzahl der Blöcke  +
-sollte gewahrt bleiben. Es ist wenig sinnvoll, mehr Directory-Einträge als Blöcke zu haben. +
-DSM/(durchschnittliche Dateigröße) kann ein Anhaltspunkt sein. +
- +
-Im Beispiel ergibt sich für drei 2K-Blöcke 3 * 2048/32 = maximal mögliche 192 Einträge,  +
-das Maximum sollte man auch nutzen und DRM auf 191 setzen. +
- +
-^ block size  ^ Anz. Dir.Blöcke           ^^^^^^^^^^^^^^^^ +
-^ ^ 1^ 2^ 3^ 4^ 5^ 6^ 7^ 8^ 9^ 10^ 11^ 12^ 13^ 14^ 15^ 16^ +
-^ 1 KByte|  31|  63|  95|  127|  159|  191|  223|  255|  287|  319|  351|  383|  415|  447|  479|  511| +
-^ 2 KByte|  63|  127|  191|  255|  319|  383|  447|  511|  575|  639|  703|  767|  831|  895|  959|  1023| +
-^ 4 KByte|  127|  255|  383|  511|  639|  767|  895|  1023|  1151|  1279|  1407|  1535|  1663|  1791|  1919|  2047| +
-^ 8 KByte|  255|  511|  767|  1023|  1279|  1535|  1791|  2047|  2303|  2559|  2815|  3071|  3327|  3583|  3839|  4095| +
-^ 16 KByte|  511|  1023|  1535|  2047|  2559|  3071|  3583|  4095|  4607|  5119|  5631|  6143|  6655|  7167|  7679|  8191| +
- +
-CP/M erkennt Diskettenwechsel, indem ein Prüfvektor über die Directory-Records gebildet wird. +
- +
-**CKS** := (DRM + 1) / (128 / 32) = (DRM + 1) / 4 +
- +
-Diese Maximalgröße muss nicht immer genommen werden; gerade bei großen Disketten  +
-oder Festplatten würde eine Prüfung zu lange dauern. Bei nicht wechselbaren  +
-Laufwerken wie Festplatten oder RAM-Disketten kann CKS auch auf 0 gesetzt werden.  +
-Damit wird nicht auf Diskettenwechsel geprüft. +
- +
-Im DPH (s.o.) wird für den Prüfsummenvektor Speicherplatz definiert (CHKxx).  +
-Dieser muss CKS Byte groß sein: +
- +
-CHK00: DS xx ;check vector 0 = CKS Byte +
- +
-Der Allocation Vektor (ALV) bildet die Belegungstabelle (besser:  +
-Belegungsvektor) der Diskette. Für jeden Block der Diskette ist im ALV ein Bit  +
-vorhanden, das entsprechend auf 0 (Block frei) oder 1 (Block belegt) gesetzt  +
-wird. Die Zuordnung der Blöcke zu den Bits geschieht in absteigender  +
-Bitnummernfolge (höchstes Bit eines Bytes zuerst) und aufsteigender Bytefolge  +
-(erstes Byte des ALV zuerst). Für ALLxx muss man deshalb (DSM+1)/8 Byte bereitstellen: +
- +
-ALL00: DS xx ;allocation vector 0 = (DSM+1)/8 Byte +
- +
-Achtung: Bei automatischer Formaterkennung müssen die Speicherplätze CHKxx und  +
-ALLxx für die größtmöglichen Werte ausgelegt sein! +
- +
-Im disk parameter block sind die ersten beiden Byte des Allocation Vektors einzutragen. +
-Je ein Bit ist für einen genutzten Directory-Block zu setzen: +
- +
-AL0,AL1 = 11..100..00b  +
- +
-Im Beispiel gilt für 3 Directory-Blöcke +
- +
-AL0 = 1110000b = E0h, AL1 = 00000000b = 00h  +
- +
-insgesamt ergibt sich für Beispiel 1 +
- +
-<code> +
-DPB00: DW 40 ;SPT sectors per track +
- DB 4 ;BSF block shift factor +
- DB 15 ;BLM block mask +
- DB 0 ;EXM null mask +
- DW 399 ;DSM disk size-1 +
- DW 191 ;DRM directory max +
- DB 0E0h ;AL0 alloc 0 +
- DB 00h ;Al1 alloc 1 +
- DW 48 ;CKS check size +
- DW 0 ;OFS track offset +
- +
-CHK00: DS 48 ;check vector 0 +
-ALL00: DS 50 ;allocation vector 0 +
-</code> +
- +
-die Berechnung des DPB und der Größe der Speicherbereiche kann durch ein Makro erfolgen. +
- +
-<code> +
-MACLIB DISKDEF ;LOAD DEFINTION FOR DISKS +
- DISKS 1 +
- DISKDEF 0,1,40,,2048,400,192,192,0 +
- ENDEF +
- END +
-</code> +
- +
-Dieses Beispiel erzeugt genau obige Daten für Beispiel 1. +
- +
-Tipp: Die originale diskdef.lib funktioniert nur mit dem MAC/RMAC-Assembler. Für den M80 gibt es eine angepasste Version BUGS fixed 07/07/82 JDW Software.+
  
  
  • cpm/write_a_bios.1331200658.txt.gz
  • Zuletzt geändert: 2012/03/08 09:57
  • von volkerp