home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ AmigActive 25 / AACD 25.iso / AACD / Utilities / BasiliskII / TECH < prev    next >
Encoding:
Text File  |  2001-05-31  |  31.3 KB  |  582 lines

  1. BASILISK II TECHNICAL MANUAL
  2. ============================
  3.  
  4. 0. Table of Contents
  5. --------------------
  6.  
  7.   1. Introduction
  8.   2. Modes of operation
  9.   3. Memory access
  10.   4. Calling native routines from 68k mode and vice-versa
  11.   5. Interrupts
  12.   6. Parts of Basilisk II
  13.   7. Porting Basilisk II
  14.  
  15. 1. Introduction
  16. ---------------
  17.  
  18. Basilisk II can emulate two kind of Macs, depending on the ROM being used:
  19.  
  20.   1. A Mac Classic
  21.   2. A Mac II series computer ("Mac II series" here means all 68020/30/40
  22.      based Macs with 32-bit clean ROMs (this excludes the original Mac II,
  23.      the IIx/IIcx and the SE/030), except PowerBooks; in the following,
  24.      "Mac II" is used as an abbreviation of "Mac II series computer", as
  25.      defined above)
  26.  
  27. More precisely spoken, MacOS under Basilisk II behaves like on a Mac Classic
  28. or Mac II because, apart from the CPU, the RAM and the ROM, absolutely no Mac
  29. hardware is emulated. Rather, Basilisk II provides replacements (usually in
  30. the form of MacOS drivers) for the parts of MacOS that access hardware. As
  31. there are practically no Mac applications that access hardware directly (this
  32. is also due to the fact that the hardware of different Mac models is sometimes
  33. as different as, say, the hardware of an Atari ST and an Amiga 500), both the
  34. compatibility and speed of this approach are very high.
  35.  
  36. 2. Modes of operation
  37. ---------------------
  38.  
  39. Basilisk II is designed to run on many different hardware platforms and on
  40. many different operating systems. To provide optimal performance under all
  41. environments, it can run in four different modes, depending on the features
  42. of the underlying environment (the modes are selected with the REAL_ADDRESSING,
  43. DIRECT_ADDRESSING and EMULATED_68K defines in "sysdeps.h"):
  44.  
  45. 1. Emulated CPU, "virtual" addressing (EMULATED_68K = 1, REAL_ADDRESSING = 0):
  46.    This mode is designed for non-68k or little-endian systems or systems that
  47.    don't allow accessing RAM at 0x0000..0x1fff. This is also the only mode
  48.    that allows 24-bit addressing, and thus the only mode that allows Mac
  49.    Classic emulation. The 68k processor is emulated with the UAE CPU engine
  50.    and two memory areas are allocated for Mac RAM and ROM. The memory map
  51.    seen by the emulated CPU and the host CPU are different. Mac RAM starts at
  52.    address 0 for the emulated 68k, but it may start at a different address for
  53.    the host CPU.
  54.  
  55.    In order to handle the particularities of each memory area (RAM, ROM and
  56.    Frame Buffer), the address space of the emulated 68k is broken down into
  57.    banks. Each bank is associated with a series of pointers to specific
  58.    memory access functions that carry out the necessary operations (e.g.
  59.    byte-swapping, catching illegal writes to memory). A generic memory access
  60.    function, get_long() for example, goes through the table of memory banks
  61.    (mem_banks) and fetches the appropriate specific memory access fonction,
  62.    lget() in our example. This slows down the emulator, of course.
  63.  
  64. 2. Emulated CPU, "direct" addressing (EMULATED_68K = 1, DIRECT_ADDRESSING = 1):
  65.    As in the virtual addressing mode, the 68k processor is emulated with the
  66.    UAE CPU engine and two memory areas are set up for RAM and ROM. Mac RAM
  67.    starts at address 0 for the emulated 68k, but it may start at a different
  68.    address for the host CPU. Besides, the virtual memory areas seen by the
  69.    emulated 68k are separated by exactly the same amount of bytes as the
  70.    corresponding memory areas allocated on the host CPU. This means that
  71.    address translation simply implies the addition of a constant offset
  72.    (MEMBaseDiff). Therefore, the memory banks are no longer used and the
  73.    memory access functions are replaced by inline memory accesses.
  74.  
  75. 3. Emulated CPU, "real" addressing (EMULATED_68K = 1, REAL_ADDRESSING = 1):
  76.    This mode is intended for non-68k systems that do allow access to RAM
  77.    at 0x0000..0x1fff. As in the virtual addressing mode, the 68k processor
  78.    is emulated with the UAE CPU engine and two areas are allocated for RAM
  79.    and ROM but the emulated CPU lives in the same address space as the host
  80.    CPU. This means that if something is located at a certain address for
  81.    the 68k, it is located at the exact same address for the host CPU. Mac
  82.    addresses and host addresses are the same. The memory accesses of the CPU
  83.    emulation still go through access functions but the address translation
  84.    is no longer needed. The memory access functions are replaced by direct,
  85.    inlined memory accesses, making for the fastest possible speed of the
  86.    emulator. On little-endian systems, byte-swapping is still required, of
  87.    course.
  88.  
  89.    A usual consequence of the real addressing mode is that the Mac RAM doesn't
  90.    any longer begin at address 0 for the Mac and that the Mac ROM also is not
  91.    located where it usually is on a real Mac. But as the Mac ROM is relocatable
  92.    and the available RAM is defined for MacOS by the start of the system zone
  93.    (which is relocated to the start of the allocated RAM area) and the MemTop
  94.    variable (which is also set correctly) this is not a problem. There is,
  95.    however, one RAM area that must lie in a certain address range. This area
  96.    contains the Mac "Low Memory Globals" which (on a Mac II) are located at
  97.    0x0000..0x1fff and which cannot be moved to a different address range.
  98.    The Low Memory Globals constitute of many important MacOS and application
  99.    global variables (e.g. the above mentioned "MemTop" variable which is
  100.    located at 0x0108). For the real addressing mode to work, the host CPU
  101.    needs access to 0x0000..0x1fff. Under most operating systems, this is a
  102.    big problem. On some systems, patches (like PrepareEmul on the Amiga or
  103.    the sheep_driver under BeOS) can be installed to "open up" this area. On
  104.    other systems, it might be possible to use access exception handlers to
  105.    emulate accesses to this area. But if the Low Memory Globals area cannot
  106.    be made available, using the real addressing mode is not possible.
  107.    
  108.    Note: currently, real addressing mode is known to work only on AmigaOS,
  109.    NetBSD/m68k, and Linux/i386.
  110.  
  111. 4. Native CPU (EMULATED_68K = 0, this also requires REAL_ADDRESSING = 1)
  112.    This mode is designed for systems that use a 68k (68020 or better) processor
  113.    as host CPU and is the technically most difficult mode to handle. The Mac
  114.    CPU is no longer emulated (the UAE CPU emulation is not needed) but MacOS
  115.    and Mac applications run natively on the existing 68k CPU. This means that
  116.    the emulator has its maximum possible speed (very close to that of a real
  117.    Mac with the same CPU). As there is no control over the memory accesses of
  118.    the CPU, real addressing mode is implied, and so the Low Memory area must
  119.    be accessible (an MMU might be used to set up different address spaces for
  120.    the Mac and the host, but this is not implemented in Basilisk II). The
  121.    native CPU mode has some possible pitfalls that might make its
  122.    implementation difficult on some systems:
  123.      a) Implied real addressing (this also means that Mac programs that go out
  124.         of control can crash the emulator or the whole system)
  125.      b) MacOS and Mac applications assume that they always run in supervisor
  126.         mode (more precisely, they assume that they can safely use certain
  127.         priviledged instructions, mostly for interrupt control). So either
  128.         the whole emulator has to be run in supervisor mode (which usually is
  129.         not possible on multitasking systems) or priviledged instructions have
  130.         to be trapped and emulated. The Amiga and NetBSD/m68k versions of
  131.         Basilisk II use the latter approach (it is possible to run supervisor
  132.         mode tasks under the AmigaOS multitasking kernel (ShapeShifter does
  133.         this) but it requires modifying the Exec task switcher and makes the
  134.         emulator more unstable).
  135.      c) On multitasking systems, interrupts can usually not be handled as on
  136.         a real Mac (or with the UAE CPU). The interrupt levels of the host
  137.         will not be the same as on a Mac, and the operating systems might not
  138.         allow installing hardware interrupt handlers or the interrupt handlers
  139.         might have different stack frames and run-time environments than 68k
  140.         hardware interrupts. The usual solution is to use some sort of software
  141.         interrupts or signals to interrupt the main emulation process and to
  142.         manually call the Mac 68k interrupt handler with a faked stack frame.
  143.      d) 68060 systems are a small problem because there is no Mac that ever
  144.         used the 68060 and MacOS doesn't know about this processor. Basilisk II
  145.         reports the 68060 as being a 68040 to the MacOS and patches some places
  146.         where MacOS makes use of certain 68040-specific features such as the
  147.         FPU state frame layout or the PTEST instruction. Also, Basilisk II
  148.         requires that all of the Motorola support software for the 68060 to
  149.         emulate missing FPU and integer instructions and addressing modes is
  150.         provided by the host operating system (this also applies to the 68040).
  151.      e) The "EMUL_OP" mechanism described below requires the interception and
  152.         handling of certain emulator-defined instructions.
  153.  
  154. 3. Memory access
  155. ----------------
  156.  
  157. There is often a need to access Mac RAM and ROM inside the emulator. As
  158. Basilisk II may run in "real" or "virtual" addressing mode on many different
  159. architectures, big-endian or little-endian, certain platform-independent
  160. data types and functions are provided:
  161.  
  162.   a) "sysdeps.h" defines the types int8, uint8, int16, uint16, int32 and uint32
  163.      for numeric quantities of a certain signedness and bit length
  164.   b) "cpu_emulation.h" defines the ReadMacInt*() and WriteMacInt*() functions
  165.      which should always be used to read from or write to Mac RAM or ROM
  166.   c) "cpu_emulation.h" also defines the Mac2HostAddr() function that translates
  167.      a Mac memory address to a (uint8 *) in host address space. This allows you
  168.      to access larger chunks of Mac memory directly, without going through the
  169.      read/write functions for every access. But doing so you have to perform
  170.      any needed endianess conversion of the data yourself by using the ntohs()
  171.      etc. macros which are available on most systems or defined in "sysdeps.h".
  172.  
  173. 4. Calling native routines from 68k mode and vice-versa
  174. -------------------------------------------------------
  175.  
  176. An emulator like Basilisk II requires two kinds of cross-platform function
  177. calls:
  178.  
  179.   a) Calling a native routine from the Mac 68k context
  180.   b) Calling a Mac 68k routine from the native context
  181.  
  182. Situation a) arises in nearly all Basilisk drivers and system patches while
  183. case b) is needed for the invocation of Mac call-back or interrupt routines.
  184. Basilisk II tries to solve both problems in a way that provides the same
  185. interface whether it is running on a 68k or a non-68k system.
  186.  
  187. 4.1. The EMUL_OP mechanism
  188. --------------------------
  189.  
  190. Calling native routines from the Mac 68k context requires breaking out of the
  191. 68k emulator or interrupting the current instruction flow and is done via
  192. unimplemented 68k opcodes (called "EMUL_OP" opcodes). Basilisk II uses opcodes
  193. of the form 0x71xx (these are invalid MOVEQ opcodes) which are defined in
  194. "emul_op.h". When such an opcode is encountered, whether by the emulated CPU
  195. or a real 68k, the execution is interrupted, all CPU registers saved and the
  196. EmulOp() function from "emul_op.cpp" is called. EmulOp() decides which opcode
  197. caused the interrupt and performs the required actions (mostly by calling other
  198. emulator routines). The EMUL_OP handler routines have access to nearly all of
  199. the 68k user mode registers (exceptions being the PC, A7 and SR). So the
  200. EMUL_OP opcodes can be thought of as extensions to the 68k instruction set.
  201. Some of these opcodes are used to implement ROM or resource patches because
  202. they only occupy 2 bytes and there is sometimes not more room for a patch.
  203.  
  204. 4.2. Execute68k()
  205. -----------------
  206.  
  207. "cpu_emulation.h" declares the functions Execute68k() and Execute68kTrap() to
  208. call Mac 68k routines or MacOS system traps from inside an EMUL_OP handler
  209. routine. They allow setting all 68k user mode registers (except PC and SR)
  210. before the call and examining all register contents after the call has
  211. returned. EMUL_OP and Execute68k() may be nested, i.e. a routine called with
  212. Execute68k() may contain EMUL_OP opcodes and the EMUL_OP handlers may in turn
  213. call Execute68k() again.
  214.  
  215. 5. Interrupts
  216. -------------
  217.  
  218. Various parts of Basilisk II (such as the Time Manager and the serial driver)
  219. need an interrupt facility to trigger asynchronous events. The MacOS uses
  220. different 68k interrupt levels for different events, but for simplicity
  221. Basilisk II only uses level 1 and does it's own interrupt dispatching. The
  222. "InterruptFlags" contains a bit mask of the pending interrupts. These are the
  223. currently defined interrupt sources (see main.h):
  224.  
  225.   INTFLAG_60HZ    - MacOS 60Hz interrupt (unlike a real Mac, we also handle
  226.                     VBL interrupts, ADB events and the Time Manager here)
  227.   INTFLAG_SERIAL  - Interrupt for serial driver I/O completion
  228.   INTFLAG_ETHER   - Interrupt for Ethernet driver I/O completion and packet
  229.                     reception
  230.   INTFLAG_AUDIO   - Interrupt for audio "next block" requests
  231.   INTFLAG_TIMER   - Reserved for a future implementation of a more precise
  232.                     Time Manager (currently not used)
  233.  
  234. An interrupt is triggered by calling SetInterruptFlag() with the desired
  235. interrupt flag constant and then TriggerInterrupt(). When the UAE 68k
  236. emulator is used, this will signal a hardware interrupt to the emulated 680x0.
  237. On a native 68k machine, some other method for interrupting the MacOS thread
  238. has to be used (e.g. on AmigaOS, a signal exception is used). Care has to be
  239. taken because with the UAE CPU, the interrupt will only occur when Basilisk II
  240. is executing MacOS code while on a native 68k machine, the interrupt could
  241. occur at any time (e.g. inside an EMUL_OP handler routine). In any case, the
  242. MacOS thread will eventually end up in the level 1 interrupt handler which
  243. contains an M68K_EMUL_OP_IRQ opcode. The opcode handler in emul_op.cpp will
  244. then look at InterruptFlags and decide which routines to call.
  245.  
  246. 6. Parts of Basilisk II
  247. -----------------------
  248.  
  249. The conception of Basilisk II is quite modular and consists of many parts
  250. which are relatively independent from each other:
  251.  
  252.  - UAE CPU engine ("uae_cpu/*", not needed on all systems)
  253.  - ROM patches ("rom_patches.cpp", "slot_rom.cpp" and "emul_op.cpp")
  254.  - resource patches ("rsrc_patches.cpp" and "emul_op.cpp")
  255.  - PRAM Utilities replacement ("xpram.cpp")
  256.  - ADB Manager replacement ("adb.cpp")
  257.  - Time Manager replacement ("timer.cpp")
  258.  - SCSI Manager replacement ("scsi.cpp")
  259.  - video driver ("video.cpp")
  260.  - audio component ("audio.cpp")
  261.  - floppy driver ("sony.cpp")
  262.  - disk driver ("disk.cpp")
  263.  - CD-ROM driver ("cdrom.cpp")
  264.  - external file system ("extfs.cpp")
  265.  - serial drivers ("serial.cpp")
  266.  - Ethernet driver ("ether.cpp")
  267.  - system-dependant device access ("sys_*.cpp")
  268.  - user interface strings ("user_strings.cpp")
  269.  - preferences management ("prefs.cpp" and "prefs_editor_*.cpp")
  270.  
  271. Most modules consist of a platform-independant part (such as video.cpp) and a
  272. platform-dependant part (such as video_beos.cpp). The "dummy" directory
  273. contains generic "do-nothing" versions of some of the platform-dependant
  274. parts to aid in testing and porting.
  275.  
  276. 6.1. UAE CPU engine
  277. -------------------
  278.  
  279. All files relating to the UAE 680x0 emulation are kept in the "uae_cpu"
  280. directory. The "cpu_emulation.h" header file defines the link between the
  281. UAE CPU and the rest of Basilisk II, and "basilisk_glue.cpp" implements the
  282. link. It should be possible to replace the UAE CPU with a different 680x0
  283. emulation by creating a new "xxx_cpu" directory with an appropriate
  284. "cpu_emulation.h" header file (for the inlined memory access functions) and
  285. writing glue code between the functions declared in "cpu_emulation.h" and
  286. those provided by the 680x0 emulator.
  287.  
  288. 6.2. ROM and resource patches
  289. -----------------------------
  290.  
  291. As described above, instead of emulating custom Mac hardware, Basilisk II
  292. provides replacements for certain parts of MacOS to redirect input, output
  293. and system control functions of the Mac hardware to the underlying operating
  294. systems. This is done by applying patches to the Mac ROM ("ROM patches") and
  295. the MacOS system file ("resource patches", because nearly all system software
  296. is contained in MacOS resources). Unless resources are written back to disk,
  297. the system file patches are not permanent (it would cause many problems if
  298. they were permanent, because some of the patches vary with different
  299. versions of Basilisk II or even every time the emulator is launched).
  300.  
  301. ROM patches are contained in "rom_patches.cpp" and resource patches are
  302. contained in "rsrc_patches.cpp". The ROM patches are far more numerous because
  303. nearly all the software needed to run MacOS is contained in the Mac ROM (the
  304. system file itself consists mainly of ROM patches, in addition to pictures and
  305. text). One part of the ROM patches involves the construction of a NuBus slot
  306. declaration ROM (in "slot_rom.cpp") which is used to add the video and Ethernet
  307. drivers. Apart from the CPU emulation, the ROM and resource patches contain
  308. most of the "logic" of the emulator.
  309.  
  310. 6.3. PRAM Utilities
  311. -------------------
  312.  
  313. MacOS stores certain nonvolatile system parameters in a 256 byte battery
  314. backed-up CMOS RAM area called "Parameter RAM", "PRAM" or "XPRAM" (which refers
  315. to "Extended PRAM" because the earliest Mac models only had 20 bytes of PRAM).
  316. Basilisk II patches the ClkNoMem() MacOS trap which is used to access the XPRAM
  317. (apart from some routines which are only used early during system startup)
  318. and the real-time clock. The XPRAM is emulated in a 256 byte array which is
  319. saved to disk to preserve the contents for the next time Basilisk is launched.
  320.  
  321. 6.4. ADB Manager
  322. ----------------
  323.  
  324. For emulating a mouse and a keyboard, Basilisk II patches the ADBOp() MacOS
  325. trap. Platform-dependant code reports mouse and keyboard events with the
  326. ADBMouseDown() etc. functions which are queued and sent to MacOS inside the
  327. ADBInterrupt() function (which is called as a part of the 60Hz interrupt
  328. handler) by calling the ADB mouse and keyboard handlers with Execute68k().
  329.  
  330. 6.5. Time Manager
  331. -----------------
  332.  
  333. Basilisk II completely replaces the Time Manager (InsTime(), RmvTime(),
  334. PrimeTime() and Microseconds() traps). A "TMDesc" structure is associated with
  335. each Time Manager task, that contains additional data. The tasks are executed
  336. in the TimerInterrupt() function which is currently called inside the 60Hz
  337. interrupt handler, thus limiting the resolution of the Time Manager to 16.6ms.
  338.  
  339. 6.6. SCSI Manager
  340. -----------------
  341.  
  342. The (old-style) SCSI Manager is also completely replaced and the MacOS
  343. SCSIDispatch() trap redirected to the routines in "scsi.cpp". Under the MacOS,
  344. programs have to issue multiple calls for all the different phases of a
  345. SCSI bus interaction (arbitration, selection, command transfer etc.).
  346. Basilisk II maps this API to an atomic API which is used by most modern
  347. operating systems. All action is deferred until the call to SCSIComplete().
  348. The TIB (Transfer Instruction Block) mini-programs used by the MacOS are
  349. translated into a scatter/gather list of data blocks. Operating systems that
  350. don't support scatter/gather SCSI I/O will have to use buffering if more than
  351. one data block is being transmitted. Some more advanced (but rarely used)
  352. aspects of the SCSI Manager (like messaging and compare operations) are not
  353. emulated.
  354.  
  355. 6.7. Video driver
  356. -----------------
  357.  
  358. The NuBus slot declaration ROM constructed in "slot_rom.cpp" contains a driver
  359. definition for a video driver. The Control and Status calls of this driver are
  360. implemented in "video.cpp". Run-time video mode and depth switching are
  361. currently not supported.
  362.  
  363. The host-side initialization of the video system is done in VideoInit().
  364. This function must provide access to a frame buffer for MacOS and supply
  365. its address, resolution and color depth in a video_desc structure (there
  366. is currently only one video_desc structure, called VideoMonitor; this is
  367. going to change once multiple displays are supported). In real addressing
  368. mode, this frame buffer must be in a MacOS compatible layout (big-endian
  369. and 1, 2, 4 or 8 bits paletted chunky pixels, RGB 5:5:5 or xRGB 8:8:8:8).
  370. In virtual addressing mode, the frame buffer is located at address
  371. 0xa0000000 on the Mac side and you have to supply the host address, size
  372. and layout (BasiliskII will do an automatic pixel format conversion in
  373. virtual addressing mode) in the variables MacFrameBaseHost, MacFrameSize
  374. and MacFrameLayout.
  375.  
  376. 6.8. Audio component
  377. --------------------
  378.  
  379. Basilisk II provides a Sound Manager 3.x audio component for sound output.
  380. Earlier Sound Manager versions that don't use components but 'snth' resources
  381. are not supported. Nearly all component functions are implemented in
  382. "audio.cpp". The system-dependant modules ("audio_*.cpp") handle the
  383. initialization of the audio hardware/driver, volume controls, and the actual
  384. sound output.
  385.  
  386. The mechanism of sound output varies depending on the platform but usually
  387. there will be one "streaming thread" (either a thread that continuously writes
  388. data buffers to the audio device or a callback function that provides the
  389. next data buffer) that reads blocks of sound data from the MacOS Sound Manager
  390. and writes them to the audio device. To request the next data buffer, the
  391. streaming thread triggers the INTFLAG_AUDIO interrupt which will cause the
  392. MacOS thread to eventually call AudioInterrupt(). Inside AudioInterrupt(),
  393. the next data block will be read and the streaming thread is signalled that
  394. new audio data is available.
  395.  
  396. 6.9. Floppy, disk and CD-ROM drivers
  397. ------------------------------------
  398.  
  399. Basilisk II contains three MacOS drivers that implement floppy, disk and CD-ROM
  400. access ("sony.cpp", "disk.cpp" and "cdrom.cpp"). They rely heavily on the
  401. functionality provided by the "sys_*.cpp" module. BTW, the name ".Sony" of the
  402. MacOS floppy driver comes from the fact that the 3.5" floppy drive in the first
  403. Mac models was custom-built for Apple by Sony (this was one of the first
  404. applications of the 3.5" floppy format which was also invented by Sony).
  405.  
  406. 6.10. External file system
  407. --------------------------
  408.  
  409. Basilisk II also provides a method for accessing files and direcories on the
  410. host OS from the MacOS side by means of an "external" file system (henceforth
  411. called "ExtFS"). The ExtFS is built upon the File System Manager 1.2 interface
  412. that is built into MacOS 7.6 (and later) and available as a system extension
  413. for earlier MacOS versions. Unlike other parts of Basilisk II, extfs.cpp
  414. requires POSIX file I/O and this is not going to change any time soon, so if
  415. you are porting Basilisk II to a system without POSIX file functions, you
  416. should emulate them.
  417.  
  418. 6.11. Serial drivers
  419. --------------------
  420.  
  421. Similar to the disk drivers, Basilisk II contains replacement serial drivers
  422. for the emulation of Mac modem and printer ports. To avoid duplicating code,
  423. both ports are handled by the same set of routines. The SerialPrime() etc.
  424. functions are mostly wrappers that determine which port is being accessed.
  425. All the real work is done by the "SERDPort" class which is subclassed by the
  426. platform-dependant code. There are two instances (for port A and B) of the
  427. subclasses.
  428.  
  429. Unlike the disk drivers, the serial driver must be able to handle asynchronous
  430. operations. Calls to SerialPrime() will usually not actually transmit or receive
  431. data but delegate the action to an independant thread. SerialPrime() then
  432. returns "1" to indicate that the I/O operation is not yet completed. The
  433. completion of the I/O request is signalled by calling the MacOS trap "IODone".
  434. However, this can't be done by the I/O thread because it's not in the right
  435. run-time environment to call MacOS functions. Therefore it will trigger the
  436. INTFLAG_SERIAL interrupt which causes the MacOS thread to eventually call
  437. SerialInterrupt(). SerialInterrupt(), in turn, will not call IODone either but
  438. install a Deferred Task to do the job. The Deferred Task will be called by
  439. MacOS when it returns to interrupt level 0. This mechanism sounds complicated
  440. but is necessary to ensure stable operation of the serial driver.
  441.  
  442. 6.12. Ethernet driver
  443. ---------------------
  444.  
  445. A driver for Ethernet networking is also contained in the NuBus slot ROM.
  446. Only one ethernet card can be handled by Basilisk II. For Ethernet to work,
  447. Basilisk II must be able to send and receive raw Ethernet packets, including
  448. the 14-byte header (destination and source address and type/length field),
  449. but not including the 4-byte CRC. This may not be possible on all platforms
  450. or it may require writing special net drivers or add-ons or running with
  451. superuser priviledges to get access to the raw packets.
  452.  
  453. Writing packets works as in the serial drivers. The ether_write() routine may
  454. choose to send the packet immediately (e.g. under BeOS) and return noErr or to
  455. delegate the sending to a separate thread (e.g. under AmigaOS) and return "1" to
  456. indicate that the operation is still in progress. For the latter case, a
  457. Deferred Task structure is provided in the ether_data area to call IODone from
  458. EtherInterrupt() when the packet write is complete (see above for a description
  459. of the mechanism).
  460.  
  461. Packet reception is a different story. First of all, there are two methods
  462. provided by the MacOS Ethernet driver API to read packets, one of which (ERead/
  463. ERdCancel) is not supported by Basilisk II. Basilisk II only supports reading
  464. packets by attaching protocol handlers. This shouldn't be a problem because
  465. the only network code I've seen so far that uses ERead is some Apple sample
  466. code. AppleTalk, MacTCP, MacIPX, OpenTransport etc. all use protocol handlers.
  467. By attaching a protocol handler, the user of the Ethernet driver supplies a
  468. handler routine that should be called by the driver upon reception of Ethernet
  469. packets of a certain type. 802.2 packets (type/length field of 0..1500 in the
  470. packet header) are a bit special: there can be only one protocol handler attached
  471. for 802.2 packets (by specifying a packet type of "0"). The MacOS LAP Manager
  472. will attach a 802.2 handler upon startup and handle the distribution of 802.2
  473. packets to sub-protocol handlers, but the Basilisk II Ethernet driver is not
  474. concerned with this.
  475.  
  476. When the driver receives a packet, it has to look up the protocol handler
  477. installed for the respective packet type (if any has been installed at all)
  478. and call the packet handler routine. This must be done with Execute68k() from
  479. the MacOS thread, so an interrupt (INTFLAG_ETHER) is triggered upon reception
  480. of a packet so the EtherInterrupt() routine can call the protocol handler.
  481. Before calling the handler, the Ethernet packet header has to be copied to
  482. MacOS RAM (the "ed_RHA" field of the ether_data structure is provided for this).
  483. The protocol handler will read the packet data by means of the ReadPacket/ReadRest
  484. routines supplied by the Ethernet driver. Both routines will eventually end up
  485. in EtherReadPacket() which copies the data to Mac address space. EtherReadPacket()
  486. requires the host address and length of the packet to be loaded to a0 and d1
  487. before calling the protocol handler.
  488.  
  489. Does this sound complicated? You are probably right. Here is another description
  490. of what happens upon reception of a packet:
  491.   1. Ethernet card receives packet and notifies some platform-dependant entity
  492.      inside Basilisk II
  493.   2. This entity will store the packet in some safe place and trigger the
  494.      INTFLAG_ETHER interrupt
  495.   3. The MacOS thread will execute the EtherInterrupt() routine and look for
  496.      received packets
  497.   4. If a packet was received of a type to which a protocol handler had been
  498.      attached, the packet header is copied to ed_RHA, a0/d1 are loaded with
  499.      the host address and length of the packet data, a3 is loaded with the
  500.      Mac address of the first byte behing ed_RHA and a4 is loaded with the
  501.      Mac address of the ed_ReadPacket code inside ether_data, and the protocol
  502.      handler is called with Execute68k()
  503.   5. The protocol handler will eventually try to read the packet data with
  504.      a "jsr (a4)" or "jsr 2(a4)"
  505.   6. This will execute an M68K_EMUL_OP_ETHER_READ_PACKET opcode
  506.   7. The EtherReadPacket() opcode handling routine will copy the requested
  507.      part of the packet data to Mac RAM using the pointer and length which are
  508.      still in a0/d1
  509.  
  510. For a more detailed description of the Ethernet driver, see "Inside AppleTalk".
  511.  
  512. 6.13. System-dependant device access
  513. ------------------------------------
  514.  
  515. The method for accessing floppy drives, hard disks, CD-ROM drives and files
  516. vary greatly between different operating systems. To make Basilisk II easily
  517. portable, all device I/O is made via the functions declared in "sys.h" and
  518. implemented by the (system-dependant) "sys_*.cpp" modules which provides a
  519. standard, Unix-like interface to all kinds of devices.
  520.  
  521. 6.14. User interface strings
  522. ----------------------------
  523.  
  524. To aid in localization, all user interface strings of Basilisk II are collected
  525. in "user_strings.cpp" (for common strings) and "user_strings_*.cpp" (for
  526. platform-specific strings), and accessed via the GetString() function. This
  527. way, Basilisk II may be easily translated to different languages.
  528.  
  529. 6.15. Preferences management
  530. ----------------------------
  531.  
  532. The module "prefs.cpp" handles user preferences in a system-independant way.
  533. Preferences items are accessed with the PrefsAdd*(), PrefsReplace*() and
  534. PrefsFind*() functions and stored in human-readable and editable text files
  535. on disk. There are two lists of available preferences items. The first one,
  536. common_prefs_items, defines the items which are available on all systems.
  537. The second one, platform_prefs_items, is defined in prefs_*.cpp and lists
  538. the prefs items which are specific to a certain platform.
  539.  
  540. The "prefs_editor_*.cpp" module provides a graphical user interface for
  541. setting the preferences so users won't have to edit the preferences file
  542. manually.
  543.  
  544. 7. Porting Basilisk II
  545. ----------------------
  546.  
  547. Porting Basilisk II to a new platform should not be hard. These are the steps
  548. involved in the process:
  549.  
  550. 1. Create a new directory inside the "src" directory for your platform. If
  551.    your platform comes in several "flavours" that require adapted files, you
  552.    should consider creating subdirectories inside the platform directory.
  553.    All files needed for your port must be placed inside the new directory.
  554.    Don't scatter platform-dependant files across the "src" hierarchy.
  555. 2. Decide in which mode (virtual addressing, real addressing or native CPU)
  556.    Basilisk II will run.
  557. 3. Create a "sysdeps.h" file which defines the mode and system-dependant
  558.    data types and memory access functions. Things which are used in Basilisk
  559.    but missing on your platform (such as endianess macros) should also be
  560.    defined here.
  561. 4. Implement the system-specific parts of Basilisk:
  562.      main_*.cpp, sys_*.cpp, prefs_*.cpp, prefs_editor_*.cpp, xpram_*.cpp,
  563.      timer_*.cpp, audio_*.cpp, video_*.cpp, serial_*.cpp, ether_*.cpp,
  564.      scsi_*.cpp and clip_*.cpp
  565.    You may want to take the skeleton implementations in the "dummy" directory
  566.    as a starting point and look at the implementation for other platforms
  567.    before writing your own.
  568. 5. Important things to remember:
  569.      - Use the ReadMacInt*() and WriteMacInt*() functions from "cpu_emulation.h"
  570.        to access Mac memory
  571.      - Use the ntohs() etc. macros to convert endianess when accessing Mac
  572.        memory directly
  573.      - Don't modify any source files outside of your platform directory unless
  574.        you really, really have to. Instead of adding "#ifdef PLATFORM" blocks
  575.        to one of the platform-independant source files, you should contact me
  576.        so that we may find a more elegant and more portable solution.
  577. 6. Coding style: indent -kr -ts4
  578.  
  579.  
  580. Christian Bauer
  581. <Christian.Bauer@uni-mainz.de>
  582.