README.binfmt

   1
   2 8bit/some 16bit platforms
   3
   4         magic XX YY             ; magic is the CPU specific magic
   5                                 ; XX and YY are any value
   6                                 ; used to form a jump around the header
   7         FZX1                    ; format magic (general)
   8         loadpage.b              ; 0 means 'relocatable'
   9         chmem.w                 ; chmem value (0 all, will change to stack)
  10         code.w                  ; size of code segment
  11         data.w                  ; size of data segment
  12         bss.w                   ; size of the BSS
  13         0.w                     ; reserved
  14
  15 Header is intentionally part of the code so that we load aligned blocks into
  16 memory fast. The binary ends with the last block of data (and if need be
  17 some zeros of the BSS but see below)
  18
  19 Address of code is deliberately passed into the crt0.S from kernel for
  20 relocators to be possible
  21
  22 Proposed changes:
  23         One new magic for split I/D on relevant platforms
  24         chmem size will become stack size (only breaks stuff with it set)
  25         0 base will mean 'has relocations'
  26         BSS will start with relocation data
  27
  28         Rework the header so that code/data/bss are in terms of 256 byte
  29         pages. Makes exec a lot simpler (no overflow maths).
  30
  31         0.w will become
  32                 cpufeature.b
  33                 cpuspecific.b
  34
  35         6502/68HC11 will use cpuspecific.b for ZP space needed
  36
  37         The CPUfeature bit is bits for features not CPU subtypes as
  38         o65 does it so
  39
  40         6502 bits
  41         0:      NMOS illegals           6502 only
  42         1:      65C02                   65C02 and friends
  43         2:      65C02 bitops            Rockwell and later WDC C02
  44         3:      65CE02  (Z)             65CE02
  45         4:      BCD                     All but 2A03
  46         5:      65C802/816
  47         6-7 spare for 740 family etc
  48         [don't need to cover kernel only bits]
  49
  50         This way means we can just do an and and a compare to check
  51         compatibility
  52
  53         Z80 bits
  54         0:      Z80 illegals
  55         1:      Z180
  56         2:      Z280
  57         3:      R800
  58
  59         6809 bits
  60         0:      6309
  61
  62         8086 bits
  63         0:      8087
  64         1:      801C86 instructions (push immediate etc)
  65         2:      80286
  66         3:      80287
  67
  68         68000 bits
  69         0:      68010
  70         1:      68020
  71         2:      68030
  72         3:      68040
  73         4:      68060
  74         5:      FPU     (might need 2 bits of FPU info)
  75
  76         68HC11
  77         None needed I believe
  78
  79         PDP/11  TBD
  80
  81
  82
  83 Proposed Relocation Format:
  84
  85         1-255   skip 1-255 bytes and then add the high byte of the base
  86                 to this address.
  87         0 0     end
  88         0 1-255 skip 1-255 bytes
  89
  90 6502/HC11 has a second set of entries that relocate ZP shifting the ZP offsets
  91 by the ZP base of the platform
  92
  93 65C816 if we disallow swapping and support large mode will also need a 3rd
  94 pass that updates banks from 0..n to the ones assigned
  95
  96 Stick relocation data at end of data segment in a place we load but then
  97 count as bss (so brk will go over it). So the loader will consume the relocs
  98 and then brk them out of existance.
  99
 100 Need to think about compressed binaries and especially for 6502 a fixed
 101 lib6502 for the intrinsics code which is a fair size, common to all binaries for
 102 the most part, and also could be shared with kernel (eg on Apple IIe) where
 103 we have the right mappings.
 104
 105
 106 PDP-11
 107
 108 Do we want to just use a.out ?
 109
 110
 111 32bit
 112
 113 Uses binfmt_flat with tiny tweaks to avoid loading Linux binaries
 114
 115
 116 Entry Conditions & System Calls
 117
 118 6502/65C816:
 119         C stack configured in zero page (unrelocated 0/1)
 120         6502 stack set to end of 6502 stack space (may not be $1FF)
 121         X holds high byte of load address
 122         A holds first zero page value allocated
 123         Y undefined
 124
 125         Execution begins at first byte of loaded binary
 126         Signal vector helper code must be present at offset 20
 127
 128         Need to sort out syscall vector and relocations for it (maybe
 129         pass it in Y ?)
 130
 131         System calls via jmp ($00fe) [to be fixed for relocation etc]
 132         Arguments on C stack (ZP:0 + base)
 133         X holds the syscall number
 134         Y holds the number of arguments
 135
 136         Behaves like a cc65 non fast call, so the syscall unstacks the
 137         passed arguments
 138
 139         Returns in YX with error code in A and Z clear if no error
 140
 141 68000:
 142         A7 is set to the C stack
 143         Code is always relocated
 144         Other registers are undefined
 145
 146         System calls:
 147
 148         32bit pointer / 32bit int unlike smaller ports
 149
 150         trap 15 causes a SIGTRAP
 151
 152         trap14 (currently - may relocate this)
 153         d0 = syscall
 154         d1 = arg1
 155         a0 = arg2
 156         a1 = arg3
 157         a2 = arg4
 158
 159         The only register we guarantee to save is A5, thus anything using
 160         base relative addressing needs to use A5 as the base because signal
 161         handling at the wrong moment may mean all other registers are
 162         undefined. This might seem a pain but it saves us a load of clocks!
 163
 164         return value is in d0.l and a0.l (for convenience)
 165         error code is in d1.w
 166
 167 6809:
 168         S is set to the C stack
 169         X holds the load address
 170         other registers undefined
 171
 172         Execution begins at first byte of loaded binary
 173         No signal vector helper required
 174
 175         System calls are via swi
 176         Arguments on the caller stack, call number in D when swi
 177         Caller unstacks
 178
 179         Returns error code in D, return in X
 180
 181 Z80:
 182         SP is set to the C stack
 183         IY holds the base address (load for relocatables)
 184         HL holds the load address
 185
 186         System calls:
 187         Alternate registers are saved
 188
 189         On entry userspace stack holds the syscall arguments
 190         On return HL holds the return value and carry is clear
 191         On error return HL holds the error and carry is set
 192