digital VAX, NetBSD/vaxの歴史と VAXstation 3100/m30 展示 / OSC2024Osaka

OSC2024 大阪 の NetBSDセミナーで発表した『digital VAX, NetBSD/vaxの歴史と VAXstation 3100/m30 展示 / OSC2024Osaka』のスライドです。
発表時のものから一部体裁と誤字その他を修正しています。

Transcript

1. digital VAX, NetBSD/vaxの歴史と VAXstation 3100/m30 展示 オープンソースカンファレンス 2024 大阪 久しぶりの展示デモ駆動開発 Izumi Tsutsui tsutsui@NetBSD.org 𝕏 (Twitter): @tsutsuii Mastodon: @tsutsuii@social.mikutter.hachune.net
2. 4年ぶりOSC大阪ブース展示  2020年はお歳暮のsun3でした https://twitter.com/ebijun/status/1220906094391779333
3. 4年ぶりOSC大阪ブース展示  今年2024年はVAXです https://twitter.com/tsutsuii/status/1750592533024117202
4. VAXについて UNIXやOSの勉強をしたことがある方は 教科書で必ず目にしますよね
5. VAX 11/780  1977年 …ボイジャー1号打ち上げの年 •メモリ空間 512MB！ •実メモリも 8MB 搭載 •5MHz 2KBキャッシュ •NECワンボードマイコン TK80が出たのは1976年 Joe Mabel, CC 表示-継承 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7469039 による
6. VAXの歴史  OSのVMSユーザーが多かった？ •1985年 MicroVAX II •1987年 VAXstation 3100 •1991年 VAXstation 4000 •1999年にEOLアナウンス https://web.archive.org/web/20000815201016/http://www.compaq.com/alphaserver/vax/vax_letter_final.html/
7. NetBSD/vaxの歴史  もちろん 4.4BSD由来です •1994年8月 NetBSD本家にマージ VAX 11/750 のみサポート •1995年1月 MicroVAX サポート •1996年 VAXstation 2000,3100サポート •1998年 VAXstation 4000/60サポート •2000年6月 VAX8200 SMPサポート！ https://www.netbsd.org/ports/vax/history.html VAX 11/750 Retro-Computing Society of Rhode Island - 投稿者自身による著作物, CC 表示-継承 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4894062 による
8. VAXエミュレータ simh https://www.netbsd.org/ports/vax/emulator-howto.html  誰でもお手軽に試せます
9. VAXエミュレータ simh  MicroVAX3900 メモリ256MB
10. VAX入手方法？  わりと買えそうな価格で eBay とかにあります
11. VAX入手方法？  キーボード LK201 or LK401
12. VAX入手方法？  シリアルコンソール用ケーブル
13. VAX入手方法？  増設メモリ？
14. VAX接続のために  ディスプレーはSync on Green対応必要 変換はピンアサインを調べて適当に自作 http://www.vanade.com/~blc/DS3100/pinouts.html#video
15. VAX接続のために  あとはいつもの謎マシングッズ •MAU (10BASE-5⇔10BASE-T変換) ⇒なぜか今でも 10BASE-Tはサポートされる •2GBくらいの SCSIディスク 今どきだと SDカード接続のとかあります •あとは臨機応変で中身を見たり配線したり
16. 私とVAX  古典履修？ •一時期simhでいろいろ遊んでいたものの、 実機がないこと、活動が活発なので様子見 •2020年2月に eBayでお手頃価格の VAXstation 3100を見つけて思わずポチる •本体 $179.00 送料関税込み計 $242.14 •当時は $1＝100円くらいだったような？
17. 届いたものの…  海外通販の罠？ 安かろう悪かろう？ •中を見るとHIC割れが…… •気持ちが萎えてしまいしばらく押し入れに
18. コロナ禍を経て再始動  2022年12月～2023年1月 •やるか、とシリアルとキーボード入手 •VGA変換も作成 •一応無事に起動してSCSIディスクも認識？ •割れてたHICは ST-506 I/Fのほうなのかも？
19. いろいろテスト  動いてしまえば NetBSDマシンです •カーネルロード後に画面が出ないと思ったら 後付けのgpxフレームバッファが未サポート •OpenBSD/vaxにはドライバあったので 3時間くらいゴソゴソ移植して無事動作！ •モノクロフレームバッファも10年以上前から バグってコンソールで動いてなかったので 適当に修正
20. フレームバッファドライバ 「どうやって書くんですか？」と聞かれたので ふつうは以下が必要 •文字表示、カーソル描画 •行内編集 つまり部分的横スクロール •右端での折り返しと下端での縦スクロール •描画のためのVRAMの読み書き •画面消去やエスケープシーケンス等の 特殊描画や表示文字切り替え
21. フレームバッファドライバ 「だいたい同じ構造」なら共通化されてる NetBSDだと rasops や wscons ドライバがある •文字表示、カーソル描画 •行内編集 つまり部分的横スクロール •右端での折り返しと下端での縦スクロール •描画のためのVRAMの読み書き •画面消去やエスケープシーケンス等の 特殊描画や表示文字切り替え 一般的なVRAM構成であれば VRAMアドレス、画面サイズ、bpp 等の個別パラメータだけ渡せば rasopsドライバが全部やってくれる VT100のような端末エミュレータの 表示処理は wsconsドライバが全部 やってくれる
22. VAXモノクロフレームバッファ問題  「幅8ドットのフォントしか使えない？」 • かつてのPC-9801などを含め、 1bpp つまり 1ドット＝1ビットのVRAMでは 「1バイトのMSB側ビットが画面の左側のドット」 「1バイトの LSB側ビットが画面の右側のドット」 というのが普通 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |0 1 1 1 1 1 1 1|1 0 0 0 0 0 1 0|0 1 1 1 1 0 0 0|0 1 1 1 1 1 1 1|0 0 0 0 0 0 0 0| MSB LSB MSB LSB MSB LSB MSB LSB MSB LSB 7F 82 78 7F 00
23. | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |1 1 1 1 1 1 1 0|0 1 0 0 0 0 0 1|0 0 0 1 1 1 1 0|1 1 1 1 1 1 1 0|0 0 0 0 0 0 0 0| MSB LSB MSB LSB MSB LSB MSB LSB MSB LSB FE 41 1E FE 00  「LSB First!」 • VAX（というかDEC？）のマシンでは 1bpp つまり 1ドット＝1ビットのVRAMでは 「1バイトの LSB側ビットが画面の左側のドット」 「1バイトのMSB側ビットが画面の右側のドット」 というハードウェア接続になっている VAXモノクロフレームバッファ問題 •しかし、バイト列は「 (演算上の) MSBバイトが左」のまま
24. VAXモノクロフレームバッファ問題  ハードウェアとソフトウェアの関係 • 1バイトの中では LSB側ビットが画面の左側のドット •しかしバイト列はMSB側バイトが画面の左側のドット •８ドット超のフォントを描画するにはフォント幅で シフト演算やビットマスクをする必要がある ➔こんなVRAM構成だと通常のCPU命令にあるような 4バイトレジスタのシフト演算は使えない •なので「1バイト」に収まる「8ドット幅」フォント しか使えない、という状況に
25. ビットオーダーリトルエンディアン  10年前にLUNAでいろいろ調べてました •LUNAは「READとWRITEでVRAMアドレスが異なる」 ので、自前のフォント描画ルーチンを持っていた •フォントの描画は4バイト（32ドット）単位で処理 ➔ビットオーダー反転はめんどくさいけど、 バイトオーダー反転は簡単じゃん、と思いつく •フォントのバイト並びもLSB Firstの順番で保持する •LSB Firstの4バイト単位でシフト・マスクする •最後に4バイト単位でVRAMに書きこめば 「LSBバイトが先頭バイト」つまり左側に書かれる
26. エンディアン迷宮  頭の中だけではむずかしい
27. エンディアン迷宮  4回くらい直したら意図通り動きました！
28. 次はX.orgサーバー？  展示デモで日本語を出すために •Xサーバーでも「通常のVRAMでNetBSD的なAPI」なら 「xf86-video-wsfbドライバが共通に使える」 •とりあえず NetBSD/vax Xorgサーバーを動かしてみる •が、libfb.soのモジュールがないと怒られる ➔旧X.org 1.10の機種用のファイルリストがバグってた •直したら今度はいきなりカーネルが落ちる ➔フレームバッファドライバのmmap実装が間違ってた •それも直して再度X.orgサーバーを起動すると……
29.  まあそうなるよね ビットオーダー反転サーバー
30. Xserver謎マシン対応力  実はNetBSDよりも歴史があります •Xサーバー実装は実はあらゆるVRAMに対応している •バイトオーダー、ビットオーダーも指定できるはず、 と古いXserver実装を探すとそれっぽいのがある •それを見て xf86-video-wsfb ドライバに 以下の設定を足すと…… if (wstype == WSDISPLAY_TYPE_VAX_MONO) { pScrn->bitmapBitOrder = LSBFirst; }
31. Xserver謎マシン対応力  1行で動きました
32. というわけで展示準備 一昨日動いて 当日朝まで準備
33.  いつものように動かしているわけですが NetBSDは「どんなマシンでも使える」 というドライバとI/Fが用意されてる 「変なデバイスにも対応する設計と実装」 ＝アーキテクチャとI/F設計の良い実践 Xserverも歴史があるだけあって 意外と「どんなデバイスでも動く」 「うごいた わーい！」は SunでもLUNAでも VAXでも、どんなマシンでも楽しい！ まとめ