KOF2016 NetBSD dreamcast IDE HDD

KOF2016のNetBSDセミナーで発表した『NetBSD/dreamcast IDE HDD接続 ふたたび』のスライドです。OSC2016東京秋のバージョンからちょっと更新しています

Transcript

1. NetBSD/dreamcast IDE HDD接続 ふたたび KOF 2016 KOF では 7年ぶりの展示です Izumi Tsutsui tsutsui@NetBSD.org Twitter: @tsutsuii OSC東京版からちょっと更新
2. NetBSD/dreamcast  2000年 12月に本家ツリーにマージ http://mail-index.netbsd.org/source-changes/2000/12/11/0081.html
3. DC IDE HDD Interface http://homepages.compuserve.de/bITmASTER32/dc/dc-ide.html  2000年にはすでにトライしている人が
4. IDE I/F 概要  PC/AT用 回路 • コントローラがドライブ側にある • データバス、レジスタ選択、割り込み の信号をつなぐだけで動く ⇒簡単なロジック回路だけで構成可能
5. 2001年 3月 4日  「NetBSD/dreamcast を入れた」 　というとある後輩に向かってメール （前ページのURLを示して） 「IDE-HDDのインターフェースを作って NetBSDのドライバを書くとかどう?」
6. 2001年 3月 24日  後輩からの返信メール 「というわけで、作ってみました」 「DEVICE IDENTIFY の結果です」
7. ( ﾟдﾟ)
8. 2001年 3月 27日  後輩からの返信メール 「READに成功しました」
9. 2001年 5月 1日  後輩からの返信メール 「WRITEも動きました」
10. 2001年 6月 某 名大祭  元祖(?) 謎マシン展示
11. 2001年 NeBSD BoF http://www.jp.netbsd.org/ja/JP/JNUG/event/20010630BOF/dcwdc/mgp00001.html
12. 2001年 12月  ISA NE2000と謎マシンの関係
13. 2002年 6月  CPLDバージョン登場
14. 「俺も遊ぶから　 もう一台作って」 と横暴な先輩モードを発動
15. 拡張バス割り込み探索  ハックしよう！ • 適当な割り込みハンドラを書く • ハンドラに printf を入れる • 機能が不明なピンにプルアップ抵抗を 順に当てていく • 触った瞬間にカーネルが反応したら そのピンが割り込み端子？ ⇒13番ピンがそれっぽい？
16. 2002年 7月  割り込み駆動で動作 NetBSD 1.6B (DIGNITY) #30: Sat Jul 13 19:43:13 JST 2002 tsutsui@mirage:/home/spool/src/sys/arch/dreamcast/compile/DIGNITY SEGA Dreamcast : dppbus0 at shb0 ne0 at dppbus0 port 0x0a00 irq 0x0008 ne0: NE2000 (RTL8019) Ethernet ne0: Ethernet address 00:00:f4:69:34:49 ne0: 10base2, 10baseT, 10baseT-FDX, auto, default [0x00 0x10] auto wdc0 at dppbus0 port 0x1000 irq 0x0010 wd0 at wdc0 channel 0 drive 0: <QUANTUM FIREBALL1280A> wd0: drive supports 8-sector PIO transfers, LBA addressing wd0: 1222 MB, 2484 cyl, 16 head, 63 sec, 512 bytes/sect x 2503872 sectors wd0: drive supports PIO mode 4, DMA mode 2 : # dd if=/dev/rwd0a of=/dev/null bs=64k 1031+1 records in 1031+1 records out 67576320 bytes transferred in 61.470 secs (1099338 bytes/sec)
17. 2002年当時は OSC も KOF も無くて 「謎マシンの展示」 という概念自体が 無かったんですよね…
18. 時は流れて 2005年10月
19. KOF2005 ＠大阪産業創造館 https://k-of.jp/2005/
20. 謎マシン展示＠Kansai http://www.soum.co.jp/~jun/KOF2010.pdf EWS4800/360AD NetBSD/ews4800mips マージ直前展示 ドリキャス キーボードとマウス ドリキャス 本体はこのへん ドリキャス接続 IDE-HDD と NE2000 画面は NetBSD/dreamcast のXサーバー
21. NetBSD/dreamcast で Xサーバーを動かして NetBSD/ews4800mips のシリアルコンソール端末 にしてました 誰にもわからなさ過ぎる展示でしたね……
22. さらに時は過ぎ KOF2009
23. MPlayer on dreamcast http://www.soum.co.jp/~jun/KOF2010.pdf
24. 謎マシン展示でも マニアックすぎるネタは 気づいてもらえない という反省 (´・ω・｀)
25. 2010年に入って https://twitter.com/tsutsuii/status/16513319813
26. 8年も経つと 自作の基板は いろいろ劣化が… ISAスロット抜き差しがきつかった模様
27. デバッグを試みるも……  NetBSD/dreamcast カーネル起動方法 • CD-Rにカーネルを焼いて起動 ⇒カーネル作るたびに焼くとかやっとれん • NetBSDカーネルが起動した状態で 　NFS等のファイルシステムから 　カーネルを読み込み ⇒NE2000もダメ、BbAもつなげられない
28. SDカード接続等を試みるも、 結局挫折したまま5年 https://twitter.com/tsutsuii/status/669927653701390336
29. 2016年2月
30. 検索でこんなページが http://www.dc-swat.ru/blog/hardware/874.html
31.  衝撃の事実 • ドリキャスの GD-ROMは 実は IDE/ATAPI • IDE が接続可能なランドが基板上にある • GD-ROM が master で、配線だけすれば slave 設定の HDD が直接つながる！？ ATA on Dreamcast http://www.dc-swat.ru/blog/hardware/874.html
32. 本当に ATA なら、 NetBSDだったら ちょっとドライバ書けば 一瞬で動くんじゃ……
33. とりあえず 工作してみる
34.  シールドその他でガードが固い どこから配線するか
35.  わりと豪快な解決策 実施例を見てみる https://fnhack.wordpress.com/2014/10/16/soldering-to-the-motherboard/
36. 板金加工は 大変なので 手抜きを 考える
37. このへんに すきまがある？
38. 電源コネクタ横も 一応すきまがある
39. とりあえずボード取り外し
40. IDEケーブル準備
41. はんだめっき
42. ランド確認
43. 黙々と配線
44. さらに配線
45. 配線整頓
46. すきまから引き出し
47. さらに引き出し
48. エッジ注意
49. 電源基板取り付け
50. で、ドライバ作成開始
51. https://twitter.com/tsutsuii/status/706303710536728577
52. https://twitter.com/tsutsuii/status/706305209673211904
53. https://twitter.com/tsutsuii/status/706317376434757632
54. https://twitter.com/tsutsuii/status/706322812412100608
55. https://twitter.com/tsutsuii/status/706323002904850434
56. https://twitter.com/tsutsuii/status/706323584365436928
57. https://twitter.com/tsutsuii/status/706339280436596736
58. https://twitter.com/tsutsuii/status/706350693385252864
59. https://twitter.com/tsutsuii/status/706388037987487744
60. https://twitter.com/tsutsuii/status/706396799968215040
61. https://twitter.com/tsutsuii/status/706397480439533568
62. https://twitter.com/tsutsuii/status/706398442801623040
63. https://twitter.com/tsutsuii/status/706411492216705024 https://gist.github.com/tsutsui/713a2cb010435effad08
64. 配線工作：2時間 デバッグ：6時間 やっぱり一瞬でした
65.  どこがおかしいのかわからない • ドライバが悪いのかハード工作が悪いのか • 最初テストに使った SATA-IDE 変換が Slave 設定ではちゃんと動かないという罠 • NetBSDのドライバはコピペだけでも動く ⇒設計をサボって実装漏れとかやらかす • デバドラでやらかすとデバッガが使えない ⇒いきなりリブートしたりする ハマりポイント
66. CFスレーブ動作テスト
67. OSC展示用 適当加工(展示2日前）
68. カッターナイフ工作
69. でろーん
70. というわけで展示物完成
71.  GD-ROMドライバ • HDD用に MI ATA ドライバを使ったので GD-ROM も MI ATAPI ドライバを使って 書き直す必要がある • が、GD-ROMは微妙に ATAPI 準拠してない 　　　……本題ではないせいで気合い入らず保留中 今後の課題
72.  ATAPI とは • IDE はもともとハードディスク用の規格 ⇒セクタ単位の READ, WRITE 転送のみ • CD-ROM だと他にもいろんな操作が必要 ⇒音楽演奏 とか Eject とか (☝ ՞ ਊ )☝ ՞ ウイーン ➢ HDD用の転送のしくみはそのままに、 各種コマンドも送れるようにした仕様が ATAPI の規格 GD-ROM と ATAPI
73. ATA と ATAPI IDEバス 物理ドライブ マスター HDD スレーブ CD-ROM ディスクドライバ CD-ROMドライバ ATA 層ドライバ： ATAデータ転送・割り込み処理 ATAPI層ドライバ： コマンドパケット処理 ATAコマンド・データ転送 データ転送要求 データ転送要求 各種アクセス
74. ATA関連ドライバ dmesg wdc0 at isa0 port 0x1f0 irq 14 atabus0 at wdc0 wd0 at atabus0 drive 0: <HDD NAME> atapibus0 at atabus0: 2 targets cd0 at atapibus0 drive 1: <CD-ROM NAME>
75. データ転送時のバス状態 ドライブ 選択 ATA HDD アクセス ATA コマンド データ転送 1,2… ドライブ 選択 ATAPI アクセス ATA コマンド データ転送 データ 転送 コマンド パケット HDDにはコマンドパケットも データ転送に見える
76. データ転送 データ 転送 コマンド パケット GD-ROM の困った点 ドライブ 選択 ATA コマンド  ATAPI黎明期の混乱？ • リセット動作が ATA標準と違う？ • AUXレジスタの RST を叩いてもダメ？ • ATAPI＿SOFT＿RESETコマンドが必要？ • コマンドパケット転送で割り込みが入らず データ転送完了時のみ割り込みが入る ➔MI ATA/ATAPI ドライバの修正から必要
77. •HDDがあると結構使える感じです •標準ハードだと一瞬で動きます •規格から外れたハードを作ると ドライバ書く人が泣きます •ハード工作してドライバ書いての 自作自演楽しいです まとめ