PC-98が持つFD loaderの機能と仕様

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FDloaderの仕様

FDローダ機能で読み込み実行をするフロッピーは、次のように、案外簡単な仕様しか決められていないようです。

＜フロッピー仕様＞

・2HD 1024B/s, 8セクタ、いわゆる1.25MBフォーマットであること
・NEC 5.0な仕様のFAT12ファイルシステム（普通にformatすればそうなります）
・IPL,FAT×2,directoryの次、11セクタ目からプログラムが連続で書かれていること
　（これはDOSのIO.SYSの先頭位置と同じ）

＜プログラム仕様＞

・先頭はジャンプコード3バイト(near)か、ジャンプ(short), nop命令の３バイト
・3バイト目から 'ROM' の３文字、６文字目からはどうやら任意
・12バイト目からワード幅で、プログラム全体のキロ(1024)バイトサイズ＝占有セクタ数
・14バイト目から、全バイトのワードチェックサムを9821hにするWORD値

たったこれだけを満たせば、勝手にロードし、実行してしまいます。
                ORG 0h              
start:          JMP pstart1         ; offset 00h jmp near code
                DB  "ROM"           ; offset 03h identifier of this program
                DB  "PC9821"        ; offset 06h OEM signature ? (size 6B)
FD_data_size    DW  0000h           ; offset 0Ch Data size by KB
CheckSum9821h   DW  0000h           ; offset 0Eh 全WORDチェックサムを9821hにする所
pstart1:        ここから任意のプログラム・コード

ですのでどんなプログラムでも書いてよいのですが、BIOSコールが一切使えない（割り込みベクタが未設定状態）、多くの周辺ハードウェアが未初期化である、という厳しい条件でのプログラムとなります。グラフィック画面もそのままでは表示できません。ディスプレイコントローラ周辺のI/Oを適切に処理しないといけないようです。キーボード入力もBIOSが使えませんので、41h,43hのポートを操作する必要があります。とりあえずレガシーな98の機能だけは使えるようです。PCIデバイスは、ホストブリッジの最低限、Cバスブリッジの最低限しか初期化されていません。

　プログラムの開始条件もよくわかっておらず、機種によっても異なるようです。たぶん仕様で間違いないと思われることは、FDローダの開始点(CS:IP)が0060:0000であり、CS=DS=ES=0060hであることです。SSはよくわかっていませんが0000hの機種もありました（＊）。これはDOSのIO.SYSや、さまざまなIPLとよく似ています。割り込みベクタやBIOSワークエリアは未設定ですが、それらに影響を与えない仕様となっているようです。

　なおBIOSワークエリアで設定済みなのは、 0455h (値C0h)と 0501h(値04h)だけです。後者は初期の9801からある1MB以内のメモリサイズ表示フラグで、640KB OKであることを意味しているだけです。前者は詳細不明ですが0455h bit6はFD loader実行フラグの可能性があります。

（＊）＜2019-2-23 追記＞　ロード実行開始時のSS:SPは機種により異なるようです。0000:0A05などとなっている例もありました。この場合、スタックの基底と0060:からのプログラム領域との間は39KB程度しかないことになりますので、データやコードが大きくなるとぶつかる恐れがあります。DOSのCOMファイル型プログラムを前提に設計しているとDS=SS、SP=64KB最大限 ですので、予期せぬバグが発生するかもしれません。基本的にはスタックはそのまま使うのではなく、FDloader自身で再設定して切り替えたほうがよいでしょう。そのほうがプログラムの設計自由度が上がります。 　

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