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オープンソースカンファレンス 2026 広島
15年越しの実装課題が8時間で解決した話
SONY CISC-NEWS
NWS-1750 + NWB-225
フレームバッファの
NetBSD/news68k ドライバ実装
Izumi Tsutsui
[email protected]
𝕏 (Twitter): @tsutsuii
Mastodon: @[email protected]
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まずはセミナーらしく
いつもの
「NetBSDの解説」
と
久しぶり(?)の
「NEWSの紹介」
から
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BSDとは？
●Berkeley Software Distribution
●カリフォルニア大学バークレー校
で開発されたUNIX系OS
●’70年代 UNIX研究として開発開始
●’80年代 ネットワーク機能、
仮想記憶など現代のOSの
基礎を築く
●UNIXの進化と普及に貢献
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386BSD
●Intel 80386プロセッサ向け
●初のオープンソースUNIX系OS？
●4.3BSD Net/2ベース
●企業や大学が主だった
UNIX系OSが一般(?)の
ユーザでも利用可能に
●実は趣味プロジェクト
だった、という話
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NetBSD, FreeBSD
●いずれも386BSDをベースとした
パッチ集として開始
FreeBSD
➔ 性能重視、x86 PCをターゲット
NetBSD
➔ 設計重視、全CPUをターゲット
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NetBSDの特長
●“Of course, it runs NetBSD”
➔特定の機種に依存しない設計
●“Reasonable Goal”
➔性能より「理にかなった」設計
●仮想記憶やデバイスドライバ等の
一貫性を持つインタフェース設計
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NetBSDの特長
●いろんなCPUやデバイスで動く
➔組み込み系での採用例が多い
https://www.ricoh.co.jp/-/media/Ricoh/Sites/co_jp/pdf/34211809/pro-8420y-8420ht-8410y-8410ht.pdf
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NetBSD 11.0
OSC京都直前 7/30 深夜（日本時間）にタグ付け
https://mail-index.netbsd.org/source-changes/2026/07/30/msg163395.html
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NetBSD 11.0 ハイライト
一応いろいろ更新あります
●Nintendo Wii, WiiU (NetBSD/evbppc)
実は最速3コアPowerPCマシン？
いつもブース展示されてるやつです
→
●NetBSD/virt68k
QEMUやnonoなどのm68kエミュレータ用
●NetBSD/riscv
Allwinner D1, StarTech JH7100等のRISC-V SoC用
●NetBSD/m68k ソースコード共用化推進
luna68k固有更新はありませんがm68k周辺が地味に更新
➔他のm68k更新はいさきさんから紹介あるんじゃないかと…
●NetBSD/hp300 HP9000/362, 382 Xサーバー 「私が書きました」案件
https://www.netbsd.org/releases/formal-11/NetBSD-11.0.html
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SONY NEWS
とは
さすがに時が流れたので説明必要ですよね、
と思ったら 𝕏 では反応してくれた方いました
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SONY NEWS (ニューズ)
Wikipedia より
「NEWS（ニューズ、頭字語: Network
Engineering WorkStation）とは、
1980年代後半から1990年代前半にかけて
ソニーが開発・発売した
UNIXワークステーションシリーズ」
「デジタルオーディオで活躍していた
土井利忠を中心に社内ベンチャーの形で
開発され、1987年に最初のモデルが
発売された」
https://ja.wikipedia.org/wiki/NEWS_(%E3%82%BD%E3%83%8B%E3%83%BC)
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SONY NEWS (ニューズ)
SONY公式サイト「Sony History」より
「その当時、日本でも多くのエンジニアに使ってもらえる
ソフト開発用ワークステーションを作ろうという
国家プロジェクトが進行中であり、ソニーがこれに
先駆けた形となった」
https://www.sony.com/ja/SonyInfo/CorporateInfo/History/SonyHistory/2-12.html#block3
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NWS-1750
●1988年 9月13日発表 10月21日出荷
●CPU: モトローラ MC68030 25MHz
●RAM: 4MB〜 max 32MB
●価格: 295万円
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NEWS-OSと4.4BSD/news3400
WIDEプロジェクトによるBSD移植
すべて(?)のBSDのベースである
カリフォルニア大バークレー校による
4.4BSDでは、NEWS3400もサポート
4.4BSDリリースノート記載のサポート機種：
HP 9000/300 68000-based workstations
●
DECstation 3100 and 5000 MIPS-based workstations
●
Sparcstation I & II SPARC-based workstations
●
Sony News MIPS-based workstations
●
Omron Luna 68000-based workstations
●
Intel 386/486-based machines (ISA/AT or EISA bus only)
●
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NetBSD/newsmips
NetBSD移植職人？
●過去に sun3/80 への移植をされ、
その後PowerPC Macへの移植もされた
つばいさん による1997年6月の
メーリングリストアナウンス：
「最近 SONY NEWS34xx で NetBSDを
動かして遊んでいます」
「まだまだいじっている途中ですが、
きりがないのでとりあえず公開します」
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NetBSD/news68k 始動
1999年4月
（NetBSDの移植を）以前から
試してみたいと漠然と思っていたが
（中略）本体を探し始める
http://www.ceres.dti.ne.jp/tsutsui/netbsd/port-news68k.html#19990410
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How to port NetBSD?
「NetBSDの移植」とは
●移植ってそんなに簡単なの？
●そもそも何が必要なの？
●黒魔術なのかなんなのか
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まずはハードウェア仕様の把握
最低限このくらいは必要
●メモリマップ： RAMやデバイスの配置
●割り込み：
割り込みコントローラ含む
●各種デバイス仕様
●シリアルポート（コンソール用に必須）
●ネットワーク
●インターバルタイマ
●各種ストレージ（HDD, CD-ROM etc.） 等々
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「使えるものは何でも使う」
デバイス情報の収集
●NEWS-OSの起動メッセージから想像する
●本体をバラして中身のIC型名を確認する
●ROMモニタコマンドを叩いて反応を見る
●NetBSD/newsmipsのソースを見る
●4.4BSD/news3400のソースを見る
●NEWS-OSのカーネルヘッダを見る
●NEWS-OSのカーネルを逆アセンブルする
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並行でNetBSD自体の把握
同じ m68k 機種の実装をひたすら読む
●locore.s のアセンブラソースの“start”関数から
●だいたい以下のような感じ
①キャッシュ無効化と割り込み禁止など初期設定
②CPU種別判定 (68020/030/040/060)
③機種判別 (HP9000/300 シリーズの どれか 等）
④MMU (仮想記憶設定)のページテーブル作成と
カーネル初期メモリ領域割り当て
⑤MMU 有効化
⑥物理メモリ登録と機種別固有初期化処理
⑦共通部 init_main.c の main() 関数呼び出し
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NetBSD/news68kまでの道
機種に歴史あり
●1999/4/26
●1999/5/6
●1999/5/30
●1999/6/3
●1999/6/6
●1999/9/24
●1999/10/28
●1999/11/16
●1999/12/9
検討開始
実機入手
カーネルリンク
カーネル printf 動作
single user 到達
SCSI PIO動作
SCSI DMA動作
キャッシュ問題解決
NetBSD本家にコミット
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そんなこんなで 半年後
“Initial import of news68k”
Module Name: syssrc
Committed By: tsutsui
Date:
Thu Dec 9 14:53:25 UTC 1999
Added Files:
syssrc/sys/arch/news68k: Makefile
syssrc/sys/arch/news68k/compile: .keep_me
syssrc/sys/arch/news68k/conf: GENERIC INSTALL LIBERO Makefile.news68k
files.news68k std.news68k
syssrc/sys/arch/news68k/dev: clock_hb.c dmac_0266.h hb.c hbvar.h
if_le.c md_root.c ncr5380sbc.c si.c zs.c
syssrc/sys/arch/news68k/include: Makefile ansi.h aout_machdep.h asm.h
autoconf.h bswap.h cdefs.h cpu.h db_machdep.h disklabel.h
[略]
Log Message:
Initial import of news68k port.
https://mail-index.netbsd.org/source-changes/1999/12/09/0011.html
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だいたいは
「起動して動いたら満足」
なので、
フレームバッファは
後回しになりがち
だったり
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NetBSD/newsmips
フレームバッファ実装
同じNEWSで参考になるはずなのですが
●コミット当初は 4.4BSD実装をそのまま流用
●2000/11/13 に NetBSD標準「wscons」対応
のドライバに書き換え
https://mail-index.netbsd.org/source-changes/2000/11/13/0033.html
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NetBSDの wscons とは
「特定の機種に依存しない」コンソール構造
●NetBSDの「Machine Independent」な
コンソールフレームワーク
●wsdisplay / wskbd / wsmouse というAPIで
ユーザーランド側のアクセス方法を統一
（各アプリが固有のハードウェア仕様を意識する必要がない）
●各機種のドライバでは実ハードウェアに
アクセスする固有部分だけを実装
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NetBSDの wscons とは
「特定の機種に依存しない」コンソール構造
●階層化イメージ
ユーザープログラム (シェル・エディタ等）
カーネル
機種共通部
端末 (tty) 階層
wscons (wsdisplay / wskbd / wsmouse)
端末表示/キーボード/マウス の 機種共通層
カーネル
機種依存部
機種別画面表示
ドライバ1
機種別画面表示
ドライバ2
機種別キーボード 機種別キーボード
ドライバ1
ドライバ2
VGA
Sun 各種
フレームバッファ
PS/2 キーボード
ハードウェア
Sun キーボード
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newsmips wscons実装が入った
↓
残りは news68k固有部分だけ
書けばいいはず？
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またもハード仕様調査の壁
「種類が多い」フレームバッファ
●キーボードはアドレス違いくらいだったので
2001年11月に実装
●しかしフレームバッファは仕様が異なる
●NWS-3470: NWB-253 モノクロ VRAM仕様
●NWS-1750: 拡張スロット内 NWB-225
●表示用VRAMの仕様がわかれば
wscons が提供するMIドライバの
「rasops」ですぐに表示できるのですが……
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フレームバッファ調査の限界
「数打ちゃ当たる」とはいうものの
●画面を見つつ「適当なアドレスに書いてみる」
●しかしどこに書いても謎表示しか出ない
●NEWS-OSのバイナリやヘッダは？
●いろいろ見てもVRAMっぽい値に見えるものがない
●4.4BSDにも NWB-225のコードはない
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〜10年後〜
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2011年 OSC神戸→関西＠京都
（自分にとっての）OSC展示黎明期
●「展示もやってみよう」と SHARP X68030と
ATARI TT030 をOSC神戸に持っていって展示
●「次の京都もm68kマシン展示を」と考えて
「京都だからLUNAか」のネタだったのですが
実は NetBSD/news68k のコンソール表示 も
どうにかしたい、と考えていました
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コンソール表示仕様検討
OSC展示駆動開発！？
●NetBSD/news68kでも ブートローダーでは
内蔵ROMルーチンの画面表示は動作実績あり
➔カーネルでもROM内ルーチンを使えないか？
●ただし入力（キーボード）は入力待ちになるので
ROM内ルーチンは使えない
➔調べると sun3では「画面出力はROMルーチン」
「キーボードは別ドライバ」のtty実装と判明
●OSC関西＠京都展示に向けて (luna68k準備の裏で)
突貫で「既存wskbd入力+ROMルーチン出力」
の展示デモ用コンソールドライバを1日で実装
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OSC2011関西＠京都
NetBSD/m68k Never die!
ウサギ (NEWS) と 月 (LUNA) と 太陽 (SUN)と
※当時 NEWS の広告にはウサギのマスコットが使われていました
ご当地 LUNAと SUNとセットでお披露目展示
詳細はこちら http://www.ceres.dti.ne.jp/tsutsui/osc2011kyoto/index.html
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だったのですが
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LUNA＠OSC関西＠京都
LUNAがOMRON関係の方々に予想以上の反響
● 実行委員長のよしだともこ先生に感激いただく
● 2日目にLUNAグッズを持ってきてくれた方も
https://twitpic.com/5qeizb
https://web.archive.org/web/20180401222750/http://movapic.com/ebijun/pic/3812352
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NEWSは
完全に
引き立て役に……
OMRONで 元LUNA開発者だった方に
「これも買って解析しましたよ」
というコメントをいただきました
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ROMルーチン側は11月にコミット
“demonstrated at Open Source Conference”
Module Name:
Committed By:
Date:
src
tsutsui
Sun Nov 20 15:38:00 UTC 2011
Modified Files:
src/sys/arch/news68k/conf: GENERIC INSTALL files.news68k
majors.news68k
src/sys/arch/news68k/dev: if_le.c kb_hb.c si.c zs.c
src/sys/arch/news68k/include: cpu.h vmparam.h
src/sys/arch/news68k/news68k: locore.s machdep.c pmap_bootstrap.c
Added Files:
src/sys/arch/news68k/news68k: romcalls.S romcons.c
Log Message:
Add preliminary PROM internal function based framebuffer console support,
which was demonstrated at Open Source Conference 2011 Kansai @ Kyoto
back in July:
http://www.NetBSD.org/gallery/events.html#opensourceconf2011-Kansai
https://mail-index.netbsd.org/source-changes/2011/11/20/msg029148.html
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が、キーボード側の問題が……
キーボード実装選択問題
●キーコード生値→wskbdコード変換は使いたい
●しかし wskbd 実装は wsdisplay 側とセットで
使うことしか考慮されていない
➔ROMルーチン+wskbd組み合わせ tty 実装はMI修正必要
●sun3は非wskbdドライバを使っていたが、
wskbdではない NEWSキーボードドライバを
別に書くのもなんか違う
●wscons実装も難しすぎて、どうすべきかの
判断が困難で、ML相談の作文も思いつかない
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〜11年後〜
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2020年からのコロナ禍
2020〜2023年 OSC展示中断期
●OSC展示駆動ができなくなった半面、
引きこもりを理由に過去からの課題を消化
●hp300 各種フレームバッファ修正やHP-IB修正
●Express5800/230電源修理とNetBSD/arc修正
●NetBSD/sun3 X.org server 実装
●2022年に「夏休みの課題」ということで
news68k のROMルーチン実装を整理
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https://www.youtube.com/watch?v=kPOiHG20Ye8
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が、動画投稿後に
「さあ、tech-kern MLに投げるか」
と思ったところで
NWB-225からの
同期信号が
出力されなくなる
というトラブルが発生……
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心が折れて 診断する元気も出なくて
それから2年弱
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2024/3/26
NetBSD 10.0 リリース後の4月
何もしてないのに直った！？
https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/112222593309376126
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気を取り直してMLに投げてみる
tech-kern Mailing List
To: tech-kern@
Subject: [RFC] new APIs to use wskbd(4) input on non-wsdisplay tty devices
From: Izumi Tsutsui
Date: Sat, 6 Apr 2024 23:56:27 +0900
# tl;dr
I'd like to add new APIs to use wskbd(4) input on non-wsdisplay
tty devices, especially news68k that can use a putchar function
provided by firmware PROM as a kernel console device.
https://mail-index.netbsd.org/tech-kern/2024/04/06/msg029551.html
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やはり「スッキリしない」問題
「イマイチ」と言われるけど解決策が出ない
●そもそも wscons 実装がややこしいので
初手から論点が発散する （ドキュメントもない）
●putchar という関数の役割の誤解
(1文字描画かVT端末制御操作込みか; ROMルーチンは後者)
●“wsemul_dumb” という紛らわしい実装の存在
●自分の技術力と説明能力と英作文能力の限界
➔各意見に対して、合意形成まで持って行く
元気が出ず、またしても挫折
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さらに
2年が経過
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ChatGPT駆動 展示アプリ作成
今までできなかったものを作って展示できるように
ラズパイPSGプレーヤー
https://x.com/ebijun/status/2017409056194105825
白黒アニメGIFプレーヤー
https://x.com/tsutsuii/status/2083371286206779727
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OSC京都の後も
m68k NEW PMAP とかを
ChatGPTに投げているうちに
ふと
news68k wscons の
tech-kern ML ネタ
を思い出して
投げてみたところ……
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ChatGPT先生！
めちゃくちゃ理解してくれてる？
●「結論として反対されているわけではない」
●「一部誤解があったがそれも解消はしている」
●wsconsの抽象化が今ひとつで、wskbd を
wsdisplay以外につなげられるようにすると
大改修になってしまう、というのも理解できる
●よって、当時の提案の方向も悪いものではなく
もう一度個別に説明すれば理解されるのでは？
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が、元々イマイチなのは
わかっていたので、
せっかくなのでChatGPTに
「問題の本質」
を相談
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NWB-225 フレームバッファ
のハード仕様を調査して
native wsdisplay の
ドライバを書く、
という路線に勝算はあるか？
という質問を
過去のNEWS-OSバイナリ逆アセンブル分析
の結果とともに投げてみると……
8/22(土) 12:29
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「あります。」
「しかも添付の fbbm_225.o と
Sony の資料を合わせると、
以前想定していたより
勝算はあります」
8/22(土) 12:32
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ChatGPT先生の検索力
NWS-1510/1530/1580テクニカルマニュアル
●なぜか内部資料っぽいマニュアルを探してくる
●「Raster Operation」(ROP) の説明があって、
「NWB-225と同様」と書いてあると言ってくる
framebuffer 内 矩形領域コピー
1 plane → 全 plane コピー
ホストRAM → framebuffer 矩形書き込み
framebuffer → ホスト 矩形読み出し 等
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ふたたび wsdisplay 構造説明
wsdisplay の階層
MIカーネル tty層 出力側
↓
VT100的な端末画面制御
↓
文字描画/行単位範囲コピー消去/行内コピー消去
で構成される「emulops 抽象操作API」
↓
実フレームバッファ操作ドライバ
↓
ハードウェア操作
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emulops抽象操作API
端末表示にこれだけあればいい！ という定義
●putchar: 1文字描画
→
●copycols: 1行内指定数コピー→
●erasecols: 1行内指定数消去
●copyrows: 行単位コピー
●erasecols: 行単位消去
→
→
→
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VRAMがCPUから見えている場合
raster operation 「rasops」ドライバ
●「VRAMが直接見えている」という場合、
VRAM仕様として以下の機種別詳細がわかれば、
描画処理自体は共通の実装とすることが可能
✔VRAMの先頭アドレス
✔VRAMのサイズ
✔色数（1ピクセルあたりのビット数）
✔画面1行あたりの VRAMバイト数
➔これをやってくれるのが 共通部の rasops(9)
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wsdisplay rasopsの場合の構造
wsdisplay の階層
MIカーネル tty層 出力側
↓
VT100的な端末画面制御
↓
文字描画/行単位範囲コピー消去/行内コピー消去
で構成される「emulops 抽象操作API」
↓
MI rasops(9) + 機種別の VRAM パラメータ設定
↓
VRAMデータ読み書き
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NWB-225の場合の構造
wsdisplay の階層
MIカーネル tty層 出力側
↓
VT100的な端末画面制御
↓
文字描画/行単位範囲コピー消去/行内コピー消去
で構成される「emulops 抽象操作API」
↓
NWB-225の 矩形領域コピー操作・
ホスト→フレームバッファ書き込み等の
ハードウェアROP操作
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驚きの結果だが、
さらに追加の情報として
4.4BSD news3400 の
フレームバッファ実装を
投げてみると……
8/22(土) 12:41
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「片鱗どころか、 NEWS-OS の
framebuffer framework が
まとまった形で残っている」
「VRAMが見えている NWS-3470の
NWB-253実装との比較もできる」
「なので、今度は逆アセンブルの
難易度が全然違います」
8/22(土) 12:42
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これぞAI無双
「構造体オフセット」の逆算
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これぞAI無双
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NEWS-OSバイナリを渡すと？
逆アセンブルでもAI無双
✔objdump の逆アセンブルでは直接わからない
「別ソースのシンボル解決」もしてくれる
✔「本題の処理は fbbm_51x.o にあって、それぞれ
こんな感じになっている」と説明してくれる
✔「4.4BSD実装と比べれば各関数の役割とAPIも
ほぼ特定できます」
✔「現時点ではwsdisplay路線の勝算を
かなり上方修正します」
8/22(土) 12:52
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提案された通りに
「NEWS-OSバイナリの
各ROP関数を
4.4BSD news3400実装と
照らし合わせて
仕様を復元してみて」
と依頼
8/22(土) 12:57
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「結論から言うと、
NWB-225 wsdisplay
ドライバ路線は
Goと判断します」
「wsdisplayの主要操作を
実装するプリミティブは
そろっています」
8/22(土) 13:07
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いきなりコードを書くのではなく
「初期設計仕様書」を作ろう、
という話になったので
（以前から ChatGPT に対しては
「いきなりコードを書くな」
「実装の前に設計書を書け」
という調教(?)をしていた）
指示して作ってもらって
こちらでレビュー
8/22(土) 13:25
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汎用のwsfontを展開するには
VRAMのビット構成情報が必要
とあったので
「とりあえずNEWS-OSの同様で
内蔵ROMフォントを使おう」
と指示
さらに
「いきなりカーネル実装はツラいなら
スタンドアロンのテストプログラムを
作ったほうがよいか？」
8/22(土) 13:40
等を協議
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設計書と作業方針を見て
フレームバッファの初期化
がネックになりそうだったので
NWS-1750 の ROMバイナリと
DIP SWのアドレス情報を渡して
「初期化っぽい処理を解析して」
と依頼
8/22(土) 14:55
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初期化っぽいルーチンが特定したので
NWS-1750実機で呼び出してみて
実際に初期化に必要な処理を特定して
NEWS-OSバイナリに初期化処理がある
ということを確定
↓
ここまでわかれば
いきなりカーネルドライバを書いて
シリアルコンソールで検証できる、
と方針転換して設計書も更新
8/22(土) 15:51
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設計書の実装仕様について
●wsdisplay の ROPに必要なところと、
NetBSDデバイスドライバ一般のところは詳細を書く
●ハードウェア寄りの ROP操作のところは
「NEWS-OSのこの操作をほぼそのまま持ってくる」
という概要レベルで書く
●デバイス名称、関数分割単位、関数名称等々の
細かい実装選択も議論
●デバイス検出層、wsdisplay 呼び出し層、等々、
人間が実装するときの順番で設計検討と内容指摘
という具合で設計書作成とレビューを複数回繰り返し
8/22(土) 18:00
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レビューをN回まわした設計書で
コンセプト実装として
デバイス検出とマップと初期化
まで実装して実機で軽くテスト
↓
カーネル起動してデバイス検出後に
ちゃんと同期信号が出てくる！
8/22(土) 18:45
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ROP操作関連や
ROMフォント描画その他の
ハード仕様寄り詳細仕様について
とりあえずNEWS-OS流用仕様で
「詳細は置いておいて動けばいい」
で設計書を更新してその実装を用意
8/22(土) 20:00
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8/22(土) 20:20
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最初のROM内ルーチンを使った
コンセプト実装から15年かかっても
「NetBSDとしてあるべき実装」
を出せず悩んでいたものが
12:29 に「勝算はあるか？」と訊いて
20:20 の 8時間弱で実機で動作という
驚きの結果に……
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OSC京都の続きで
LUNAモノクロアニメGIF再生
プログラム改良版
を出すつもりだった
OSC広島展示内容を
急遽NEWS展示に計画変更
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あとはいつもの通りに実装
描画が動けば過去の経験の繰り返し
●/dev/ttyE0 でログインできることの確認
●フレームバッファコンソール設定での
起動時初期化 consinit() 実装
●元々予定していたmonoGIFplay改良版の設計書
更新と実装
●monoGIFplayを動かすための
「矩形ビットマップデータ描画」の
展示デモ用の仮 ioctl を設計させて実装
●monoGIFplayの news68k 仮 ioctl 対応版の
設計書更新と実装
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というわけで告知
https://x.com/tsutsuii/status/2093707169938186263
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まとめ
●15年悩んだフレームバッファ実装が
ChatGPTブーストで 8時間で解決!?
●逆アセンブルだけではなく
「構造体オフセット」込みの分析や
「APIの推定と照合」といった能力
この領域ではもう人間の出番は無さそう……
●ChatGPTに「設計書兼作業手順書」
を作らせて「人がレビューしてFIX」
するのが先、という工程の重要性
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※使用上の注意
●ChatGPTの使いすぎに注意しましょう!?
https://social.mikutter.hachune.net/@tsutsuii/117205043825789665