Эмулятор БК-0010-01 и БК0011(М) / Формат файла .MSF

Формат файла .MSF версии 1.9 (Memory state file)
для эмулятора БК 0010(01) и БК 0011(М)

Файлы данного формата обычно хранят в себе полный слепок всей памяти БК на момент сохранения, состояние регистров, уменьшенную копию экрана, а также любую другую необходимую для последующего восстановления информацию. Формат является бинарным, и представляет собой теговую структуру. Каждый тег представляет собой заголовок, и данные некоторого типа. Теги могут располагаться в любом порядке (кроме первого заголовочного тега MSF_FILE_HEADER), а также быть вложенными один в другой (но на практике оказалось, что в этом нет необходимости). Теоретически любой из тегов может быть пропущен, а также могут присутствовать теги, которые незнакомы эмулятору данной версии, и будут без проблем пропущены. Таким образом теоретически осуществляется совместимость форматов разных версий в обе стороны.

Но практически - нет. MSF младших версий не поддерживается из-за того, что там нет критически важных блоков, без которых невозможно восстановить состояние эмулятора. И соответственно, невозможна дальнейшая эмуляция.

Формат заголовочного тега:

struct MSF_FILE_HEADER
{

uint32_t	type;	// тип файла всегда равен (STATE_ID == 65536)
uint32_t	version;	// версия файла: 10 – 1.0, 15 – 1.5, 20 – 2.0, и т.д. В настоящее время версия файла 1.9 (19) и более ранние версии не поддерживаются.
uint32_t	configuration;	// конфигурация компьютера: БК 0010-01 с БЕЙСИКом "Вильнюс 1986" БК 0010-01 с блоком МСТД БК 0010-01 с дополнительным блоком ОЗУ 32Кб БК 0010-01 со стандартным контроллером НГМД 326 БК 0010-01 с контроллером НГМД А16М БК 0010-01 с контроллером НГМД+HDD СМК-512 БК 0010-01 с контроллером НГМД+HDD Самара БК 0011 БК 0011 со стандартным контроллером НГМД 326Д БК 0011 с контроллером НГМД А16М БК 0011 с контроллером НГМД+HDD СМК-512 БК 0011 с контроллером НГМД+HDD Самара БК 0011М БК 0011М со стандартным контроллером НГМД 326Д БК 0011М с контроллером НГМД А16М БК 0011М с контроллером НГМД+HDD СМК-512 БК 0011М с контроллером НГМД+HDD Самара БК 0010Ш с фокалом 084

};

Далее следуют теги с данными для конкретной конфигурации.

Формат тега:

struct MSF_BLOCK_HEADER
{

	uint32_t	type;	// тип тега
	uint32_t	length;	// длина тега в файле, занимаемая им вместе с заголовком

};

За тегом сразу следуют данные. Теги бывают следующих типов:

Имя	Тип	Длина (байт)	Комментарий
MSF_BLOCKTYPE_UNKNOWN	-1	8 и более	неизвестный блок. Просто пустая болванка, сделан на всякий случай
MSF_BLOCKTYPE_BASEMEMORY	0	8 + 64 Кб	блок памяти основного 64 Кбайтного пространства. Вся память с 0 – 0200000, то, что в ней находится в текущий момент. В версии 1.0 вместе с системными регистрами, в версии 1.1 системные регистры сохраняются в отдельном блоке
MSF_BLOCKTYPE_CPU_REGISTERS	1	8 + 18	Регистры процессора: R0 – R5, SP, PC, PSW
MSF_BLOCKTYPE_PREVIEW	2	8 + переменное количество	Малая копия экрана. См. описание ниже
MSF_BLOCKTYPE_10EXT16	3	8 + 24Кб	Блок расширенной памяти КНГМД А16М 16К ОЗУ + 8К ПЗУ.
MSF_BLOCKTYPE_10EXT32	4	8 + 32Кб	Страницы расширенной памяти 32К. Располагается с адресов 0120000 – 140000
MSF_BLOCKTYPE_11EXT64	5		Страницы расширенной памяти 64К для БК11М. Формат не определён. Устарел. Зарезервирован.
MSF_BLOCKTYPE_PORT_REGS	6	8 + 30	(Начиная с версии 1.1) Блок размещения системных регистров 177660, 177662, 177664, 177700-177716
MSF_BLOCKTYPE_MEMMAP	7	8 + 16*24 + 12	(Начиная с версии 1.1) Карта памяти, в которой обозначено, какие страницы и банки памяти куда подключены.
MSF_BLOCKTYPE_BASEMEMORY11M	8	8 + 0700000	(Начиная с версии 1.1) Весь блок памяти БК 11М, включая доп. ПЗУ + ПЗУ контроллера А16М и доп. ОЗУ
MSF_BLOCKTYPE_MEMORY_SMK512	9	8 + (512-16)*1024	(Начиная с версии 1.1) Блок памяти ОЗУ контроллера СМК-512. Т.к. 16 Кб уже сохраняется в блоках №3 и №8, то здесь сохраняется 512 Кб-16 Кб
MSF_BLOCKTYPE_CONFIG	10	8 + заранее не известно	(Начиная с версии 1.2) Структура g_config. (Начиная с версии 1.3) текстовый файл конфигурации со всеми текущими настройками.
MSF_BLOCKTYPE_FRAMEDATA	11	8 + 48 + 83	В версии 1.9 размер такой. Блок содержит состояние ВЕ-таймера, состояние хода луча ЭЛТ, состояние текущего вычислительного фрейма эмуляции.
MSF_BLOCKTYPE_WAVE	200	8 + заранее не известно	Используется в tap файлах для хранения контента.

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_BASEMEMORY (Тип 0) "Блок памяти основного 64 Кбайтного пространства":

struct MSF_BLOCK_HEADER
{

	uint32_t	type;
	uint32_t	length;

};

Далее следуют 64 Кбайта основной памяти в диапазоне адресов 0 – 200000.

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_CPU_REGISTERS (Тип 1) "Регистры процессора":

struct MSF_BLOCK_HEADER
{

	uint32_t	type;
	uint32_t	length;

};

struct MSF_CPU_REGISTERS
{

uint16_t	r0;	// регистр общего назначения R0
uint16_t	r1;	// регистр общего назначения R1
uint16_t	r2;	// регистр общего назначения R2
uint16_t	r3;	// регистр общего назначения R3
uint16_t	r4;	// регистр общего назначения R4
uint16_t	r5;	// регистр общего назначения R5
uint16_t	sp;	// регистр стека SP
uint16_t	pc;	// регистр команд PC
uint16_t	psw;	// слово состояния процессора PSW

};

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_PREVIEW (Тип 2) "Малая копия экрана":

struct MSF_BLOCK_HEADER
{

	uint32_t	type;
	uint32_t	length;

};

struct BITMAPINFOHEADER
{

uint32_t	biSize = 40;	// размер структуры BITMAPINFOHEADER
uint32_t	biWidth = 256;	// всегда 256
uint32_t	biHeight = 256;	// всегда 256
uint16_t	biPlanes = 1;	// всегда 1 (1 плоскость);
uint16_t	biBitCount = 32;	// кол-во бит на пиксель (любое допустимое кол-во бит)
uint32_t	biCompression = 0;	// всегда 0 (без компрессии)
uint32_t	biSizeImage = 0;	// не используется
uint32_t	biXPelsPerMeter = 0;	// не используется
uint32_t	biYPelsPerMeter = 0;	// не используется
uint32_t	biClrUsed = 0;	// не используется
uint32_t	biClrImportant = 0;	// не используется

};

Далее следует непосредственно массив бит картинки. Картинка записывается в перевёрнутом по вертикали виде, где каждая строка выровнена на границу 4-х байт.

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_10EXT16 (Тип 3) "Блок расширенной памяти КНГМД А16М 16К ОЗУ + 8К ПЗУ":

struct MSF_BLOCK_HEADER
{

	uint32_t	type;
	uint32_t	length;

};

Для версии 1.0:

uint32_t bBasic - флаг, включено ли ПЗУ (0 – нет, 1 – да)

Далее следуют 24 Кбайта памяти при установленном флаге bBasic в 1 (обычно ПЗУ 24К бейсика)

Далее следуют 24 Кбайта памяти при установленном флаге bBasic в 0 (обычно ДОЗУ 16К + ПЗУ НГМД 8К)

Начиная с версии 1.1:

Далее следуют 24 Кбайта памяти при установленном флаге bBasic в 0 (обычно ДОЗУ 16К + ПЗУ НГМД 8К), без флага bBasic.

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_10EXT32 (Тип 4) "Страницы расширенной памяти 32К":

struct MSF_BLOCK_HEADER
{

	uint32_t	type;
	uint32_t	length;

};

uint32_t nPage - номер подключенной страницы 0 – 3

Далее следуют 32 Кбайта дополнительной памяти

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_PORT_REGS (Тип 6) "Системные регистры":

struct MSF_BLOCK_HEADER
{

	uint32_t	type;
	uint32_t	length;

};

struct MSF_PORT_REGS
{

uint16_t	p0177660;	// регистр состояния клавиатуры
uint16_t	p0177662_in;	// регистр данных клавиатуры
uint16_t	p0177662_out;	// регистр палитр, буфера экрана и таймер по вектору 100 (только на БК11(М))
uint16_t	p0177664;	// регистр смещения
uint16_t	p0177700;	// регистр режима
uint16_t	p0177702;	// регистр адреса прерывания
uint16_t	p0177704;	// регистр ошибки
uint16_t	p0177706;	// регистр установки таймера
uint16_t	p0177710;	// регистр счётчика таймера
uint16_t	p0177712;	// регистр управления таймером
uint16_t	p0177714_in;	// входной регистр порта ввода вывода
uint16_t	p0177714_out;	// выходной регистр порта ввода вывода
uint16_t	p0177716_in;	// регистр порта по чтению (чтение с МФ или с линии)
uint16_t	p0177716_out_tap;	// регистр порта по записи (запись на МФ или в линию)
uint16_t	p0177716_out_mem;	// регистр порта по записи (установка страниц памяти, на БК11(М))

};

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_MEMMAP (Тип 7) "Карта памяти":

struct MSF_BLOCK_HEADER
{

	uint32_t	type;
	uint32_t	length;

};

Далее следует массив из 16 элементов следующей структуры, которые отвечают за сегменты адресного пространства размером 4 Кб, последний сегмент служит для хранения режимов работы контроллера АльтПро:

struct BKMEMBank_t
{

BOOL	bReadable;	// флаг, указывающий что память доступна для чтения
BOOL	bWritable;	// флаг, указывающий что память доступна для записи
uint32_t	nBank;	// номер банка памяти 4 kb
uint32_t	nPage;	// страница памяти БК11 == nBank >> 2
uint32_t	nOffset;	// смещение в массиве == nBank << 12
uint32_t	nTimingCorrection;	// значение корректировки тайминга при обращении к памяти, которая не управляется ВП1-037 (ПЗУ или ОЗУ СМК)

};

И затем следует один элемент следующей структуры, который сохраняет информацию о типе FDD контроллера и режимах работы контроллеров АльтПро.

struct ConfBKModel_t
{

uint32_t	nAltProMemBank;	// код подключения страницы памяти контроллера для записи
uint16_t	nExtCodes;	// доп. коды контроллера, такие как 10 - подключение бейсика и 4 - блокировка регистров 177130 и 177132 по чтению (для простоты ПЗУ бейсика включается только в режиме 020. В остальных режимах не имеет смысла, хотя на реальной железке технически возможно)
uint16_t	nROMPresent;	// битовая маска присутствия ПЗУ БК на своих местах.
uint32_t	nAltProMode;	// код режима контроллера

};

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_BASEMEMORY11M (Тип 8) "Блок памяти БК 11М, включая доп. ПЗУ + ПЗУ контроллера А16М и доп. ОЗУ":

struct MSF_BLOCK_HEADER
{

	uint32_t	type;
	uint32_t	length;

};

Далее следует массив размером 0700000 байт содержащий всю указанную память.

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_MEMORY_SMK512 (Тип 9) "Блок памяти ОЗУ контроллера СМК-512":

struct MSF_BLOCK_HEADER
{

	uint32_t	type;
	uint32_t	length;

};

Далее следует массив размером 512 - 16 Кбайт содержащий всю указанную память (первые 16 Кбайт входят в блок MSF_BLOCKTYPE_BASEMEMORY11M).

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_CONFIG (Тип 10) "Конфигурация":

struct MSF_BLOCK_HEADER
{

	uint32_t	type;
	uint32_t	length;

};

Довольно сложный блок. Сперва формируется массив в памяти содержащий содержимое ini файла конфигурации. Определяется его размер, и затем сохраняется в виде бинарного массива. Размер переменный.

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_FRAMEDATA (Тип 11) "Параметры фрейма":

struct MSF_BLOCK_HEADER
{

	uint32_t	type;
	uint32_t	length;

};

Далее идёт следующая структура данных.

struct MSF_FRAMEDATA
{

	// состояние ВЕ таймера
int	nTimerSpeed;	// текущее значение счётчика ВЕ таймера
int	nTimerDiv;	// текущий делитель ВЕ таймера
	// состояние экрана
int	nVideoAddress;	// видео адрес, младшие 6 бит - счётчик строк внутри строки
int	bHgate;	// флаг отсчёта служебных видеоциклов в строке
int	bVgate;	// флаг отсчёта служебных строк
int	nVGateCounter;	// дополнительный счётчик служебных строк
int	nLineCounter;	// счётчик видео строк
	// состояние фрейма (значения внутренних счётчиков фрейма)
int	nCPUTicks;
double	fMediaTicks;
double	fMemoryTicks;
double	fFDDTicks;

};

Последовательности тегов для конфигураций создаваемых эмулятором версии 3.x. Хотя порядок тегов может быть произвольным, в реальных файлах MSF теги идут именно так:

0 – БК 0010(01) с БЕЙСИКом "Вильнюс 1986"

Тип	Название
Hdr	Заголовочный тег
2	Preview
10	Config
1	Регистры процессора
6	Системные регистры и порты
7	Карта памяти
0	Основная память 64К

1,17 – БК 0010(01) с блоком МСТД или БК 0010Ш

Тип	Название
Hdr	Заголовочный тег
2	Preview
10	Config
1	Регистры процессора
6	Системные регистры и порты
7	Карта памяти
0	Основная память 64К

2 – БК 0010(01) с дополнительным блоком ОЗУ 32Кб

Тип	Название
Hdr	Заголовочный тег
2	Preview
10	Config
1	Регистры процессора
6	Системные регистры и порты
7	Карта памяти
0	Основная память 64К
4	Страницы расширенной памяти 32К

3,4,6 – БК 0010(01) со стандартным КНГМД (+16кБ ОЗУ), контроллером A16M с ДОЗУ 16К, контроллером НГМД+HDD Самара (+16кБ ОЗУ):

(дело в том, что стандартный КНГМД строится на основе А16М с отключенным функционалом переключения страниц и жёстко закреплённым стандартным режимом. А весь код обработки один.)

Тип	Название
Hdr	Заголовочный тег
2	Preview
10	Config
1	Регистры процессора
6	Системные регистры и порты
7	Карта памяти
0	Основная память 64К
3	Блок расширенной памяти 16К + 8К КНГМД

5 – БК 0010(01) с контроллером СМК-512 с ДОЗУ 512К

Тип	Название
Hdr	Заголовочный тег
2	Preview
10	Config
1	Регистры процессора
6	Системные регистры и порты
7	Карта памяти
0	Основная память 64К
3	Блок расширенной памяти 16К + 8К КНГМД
9	Блок памяти ОЗУ контроллера СМК-512

7,8,9,11,12,13,14,16 – БК 0011(М) без FDD, со стандартным FDD, с контроллером A16M с ДОЗУ 16К, с контроллером Самара

Тип	Название
Hdr	Заголовочный тег
2	Preview
10	Config
1	Регистры процессора
6	Системные регистры и порты
7	Карта памяти
8	Весь блок памяти БК 11М, включая доп. ПЗУ + ПЗУ контроллера А16М и доп. ОЗУ

10,15 – БК 0011(М) с контроллером СМК-512 с ДОЗУ 512К

Тип	Название
Hdr	Заголовочный тег
2	Preview
10	Config
1	Регистры процессора
6	Системные регистры и порты
7	Карта памяти
8	Весь блок памяти БК 11М, включая доп. ПЗУ + ПЗУ контроллера А16М и доп. ОЗУ
9	Блок памяти ОЗУ контроллера СМК-512

Формат файла .MSF версии 1.9 (Memory state file)для эмулятора БК 0010(01) и БК 0011(М)

Формат заголовочного тега:

Формат тега:

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_BASEMEMORY (Тип 0) "Блок памяти основного 64 Кбайтного пространства":

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_CPU_REGISTERS (Тип 1) "Регистры процессора":

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_PREVIEW (Тип 2) "Малая копия экрана":

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_10EXT16 (Тип 3) "Блок расширенной памяти КНГМД А16М 16К ОЗУ + 8К ПЗУ":

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_10EXT32 (Тип 4) "Страницы расширенной памяти 32К":

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_PORT_REGS (Тип 6) "Системные регистры":

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_MEMMAP (Тип 7) "Карта памяти":

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_BASEMEMORY11M (Тип 8) "Блок памяти БК 11М, включая доп. ПЗУ + ПЗУ контроллера А16М и доп. ОЗУ":

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_MEMORY_SMK512 (Тип 9) "Блок памяти ОЗУ контроллера СМК-512":

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_CONFIG (Тип 10) "Конфигурация":

Формат тега MSF_BLOCKTYPE_FRAMEDATA (Тип 11) "Параметры фрейма":

0 – БК 0010(01) с БЕЙСИКом "Вильнюс 1986"

1,17 – БК 0010(01) с блоком МСТД или БК 0010Ш

2 – БК 0010(01) с дополнительным блоком ОЗУ 32Кб

3,4,6 – БК 0010(01) со стандартным КНГМД (+16кБ ОЗУ), контроллером A16M с ДОЗУ 16К, контроллером НГМД+HDD Самара (+16кБ ОЗУ):

5 – БК 0010(01) с контроллером СМК-512 с ДОЗУ 512К

7,8,9,11,12,13,14,16 – БК 0011(М) без FDD, со стандартным FDD, с контроллером A16M с ДОЗУ 16К, с контроллером Самара

10,15 – БК 0011(М) с контроллером СМК-512 с ДОЗУ 512К

Формат файла .MSF версии 1.9 (Memory state file)
для эмулятора БК 0010(01) и БК 0011(М)