gint : un noyau pour développer des add-ins
Posté le 20/02/2015 17:30
Ce topic fait partie de la série de topics du fxSDK.
En plus des options de programmation intégrée comme le Basic Casio ou Python, la plupart des calculatrices Casio supportent des
add-ins, des programmes natifs très polyvalents avec d'excellentes performances. Les add-ins sont généralement programmés en C/C++ avec l'aide d'un ensemble d'outils appelé SDK.
Plusieurs SDK ont été utilisés par la communauté avec le temps. D'abord le
fx-9860G SDK de Casio avec fxlib pour Graph monochromes (plus maintenu depuis longtemps). Puis le
PrizmSDK avec libfxcg pour Prizm et Graph 90+E (encore un peu actif sur Cemetech). Et plus récemment celui que je maintiens, le
fxSDK, dont gint est le composant principal.
gint est un unikernel, ce qui veut dire qu'il embarque essentiellement un OS indépendant dans les add-ins au lieu d'utiliser les fonctions de l'OS de Casio. Ça lui permet beaucoup de finesse sur le contrôle du matériel, notamment la mémoire, le clavier, l'écran et les horloges ; mais aussi de meilleures performances sur le dessin, les drivers et la gestion des interruptions, plus des choses entièrement nouvelles comme le moteur de gris sur Graph monochromes.
Les sources de gint sont sur la forge de Planète Casio :
dépôt Gitea Lephenixnoir/gint
Aperçu des fonctionnalités
Les fonctionnalités phares de gint (avec le fxSDK) incluent :
- Toutes vos images et polices converties automatiquement depuis le PNG, sans code à copier (via fxconv)
- Un contrôle détaillé du clavier, avec un GetKey() personnalisable et un système d'événements à la SDL
- Une bibliothèque standard C plus fournie que celle de Casio (voir fxlibc), et la majorité de la bibliothèque C++
- Plein de raccourcis pratiques, comme pour afficher la valeur d'une variable : dprint(1,1,"x=%d",x)
- Des fonctions de dessin, d'images et de texte optimisées à la main et super rapides, surtout sur Graph 90+E
- Des timers très précis (60 ns / 30 µs selon les cas, au lieu des 25 ms de l'OS), indispensables pour les jeux
- Captures d'écran et capture vidéo des add-ins par USB, en temps réel (via fxlink)
Avec quelques mentions spéciales sur les Graph monochromes :
Un moteur de gris pour faire des jeux en 4 couleurs !
La compatibilité SH3, SH4 et Graph 35+E II, avec un seul fichier g1a
Une API Unix/POSIX et standard C pour accéder au système de fichiers (Graph 35+E II seulement)
Et quelques mentions spéciales sur les Graph 90+E :
Une nouvelle police de texte, plus lisible et économe en espace
Le dessin en plein écran, sans les bordures blanches et la barre de statut !
Un driver écran capable de triple-buffering
Une API Unix/POSIX et standard C pour accéder au système de fichiers
Galerie d'add-ins et de photos
Voici quelques photos et add-ins réalisés avec gint au cours des années !
Arena (2016) — Plague (2021)
Rogue Life (2021)
Momento (2021)
Communication avec le PC (cliquez pour agrandir)
Utiliser gint pour développer des add-ins
Les instructions pour installer et utiliser gint sont données dans les divers tutoriels recensés dans le
topic du fxSDK. Il y a différentes méthodes de la plus automatique (GiteaPC) à la plus manuelle (compilation/installation de chaque dépôt). Le fxSDK est compatible avec Linux, Mac OS, et marche aussi sous Windows avec l'aide de WSL, donc normalement tout le monde est couvert
Notez en particulier qu'il y a des
tutoriels de développement qui couvrent les bases ; tout le reste est expliqué dans les en-têtes (fichiers
.h) de la bibliothèque que vous pouvez
consulter en ligne, ou dans les ajouts aux changelogs ci-dessous.
Changelog et informations techniques
Pour tester les fonctionnalités et la compatibilité de gint, j'utilise un add-in de test appelé gintctl (
dépôt Gitea Lephenixnoir/gintctl). Il contient aussi une poignée d'utilitaires d'ordre général.
Ci-dessous se trouve la liste des posts indiquant les nouvelles versions de gint, et des liens vers des instructions/tutoriels supplémentaires qui accompagnent ces versions.
Anecdotes et bugs pétés
Ô amateurs de bas niveau, j'espère que vous ne tomberez pas dans les mêmes pièges que moi.
TODO list pour les prochaines versions (2023-04-03)
gint 2.11
- Changements de contextes CPU. À reprendre du prototype de threading de Yatis pour permettre l'implémentation d'un véritable ordonnanceur. Demandé par si pour faire du threading Java.
- Applications USB. Ajouter le support de descripteurs de fichiers USB. Potentiellement pousser jusqu'à avoir GDB pour debugger.
- Support de scanf() dans la fxlibc. Codé par SlyVTT, plus qu'à nettoyer et fusionner.
Non classé
- Regarder du côté serial (plus facile que l'USB) pour la communication inter-calculatrices (multijoueur) et ultimement l'audio (libsnd de TSWilliamson).
- Un système pour recompiler des add-ins mono sur la Graph 90+E avec une adaptation automatique.
- Support des fichiers en RAM pour pouvoir utiliser l'API haut-niveau sur tous les modèles et éviter la lenteur de BFile à l'écriture quand on a assez de RAM.
Citer : Posté le 20/02/2015 17:31 | #
Great
T'arrive à obtenir du gris avec tout tes problèmes de redirection d'interruption (au moins) ?
Citer : Posté le 20/02/2015 17:32 | #
Propre ? L'autre était "sale" ?
Pong400
PierrePaCiseaux (CP400)
Les Triangles
Menu
ASCII
Nombres premiers
Citer : Posté le 20/02/2015 17:32 | #
Après tests :
{
return 1;
}
fait crasher la machine si le programme est lancé au démarrage. Je vais voir dans crt0.s, je crois que j'ai oublié quelque chose de capital.
Ajouté le 20/02/2015 à 17:33 :
@DS
Le gris, je m'en suis pas encore occupé.
@Legolas
Oui. Il est dégueulasse.
Citer : Posté le 20/02/2015 17:35 | #
Pour les fréquences harmonieuses... Ah bah non si le moteur change, les fréquences aussi, faudra porter l'addin de Kris pour avoir des fréquences de timings qui conviennent...
Ajouté le 20/02/2015 à 17:35 :
Propre ? L'autre était "sale" ?
Aussi dégueulasse que l'overclock de RevolutionFX. Vu que l'OC est désormais possible sans reboot avec FTune, je vois mal pourquoi les grayscales ne seraient pas non plus possibles sans reboot.
Citer : Posté le 20/02/2015 17:36 | #
Ouaip, je m'en occuperai. Mais faut d'abord que je fasse fonctionner les touches, et si possible en-dehors de l'interrupt handler, ce serait quand même un chouïa plus propre.
Citer : Posté le 20/02/2015 20:00 | #
Ce serait bien de préciser sur quel processeur cela fonctionne
Citer : Posté le 20/02/2015 20:00 | #
SH3 et SH4 (ben oui, il est là l'intérêt)
Citer : Posté le 20/02/2015 20:11 | #
SH3 et SH4 (ben oui, il est là l'intérêt)
Euh... non. J'ai pas encore testé sur SH4.
Ajouté le 20/02/2015 à 20:24 :
J'ai une bonne nouvelle. Le reset quand l'application est lancée au démarrage est « normal ». Tous les add-ins compilés avec Linux font ça... du coup ça me dit plus ou moins d'où vient le problème.
Ajouté le 20/02/2015 à 20:31 :
Ok, c'est encore pire que ça en fait.
Tous les add-ins, gcc ou sdk, s'ils sont lancés en premier au démarrage, provoquent un reset une fois terminés, lorsqu'on tente de lancer une autre application, s'ils ne répondent pas à certains critères.
En outre, utiliser GetKey() évite le reset, d'où le fait qu'il n'y ait pas de problème avec les applications du système. On peut donc penser que cela s'applique à toutes les applications.
C'est la même erreur que celle du sdk « Nonexisting memory by data write access at [...] » dans le même contexte.
Citer : Posté le 20/02/2015 20:33 | #
Et toi qui essaie de coder un truc propre
Citer : Posté le 20/02/2015 20:35 | #
Donc ce n'est pas lié au moteur de gris et j'en déduis que mon application est safe.
Le problème c'est que contrairement à 97% des add-ins du site je ne peux pas utiliser GetKey() avec le moteur d'interruptions parce que je ne sais pas comment cette fonction... fonctionne, justement.
Pour l'instant faudra donc s'en contenter. En tous cas, je suis content, ça me fait un bug de moins à corriger.
Je verrai, si à l'avenir j'arrive à rappeler l'ancien handler, ce qui est tout à fait possible puisque comme Kristaba l'expliquait, les interrupt handlers du système, qui sont en fait bien plus nombreux que 3, passent leur temps à s'entre-appeler en se faisant croire les uns les autres qu'ils sont uniques, si ça ne me permet pas de résoudre ce problème.
Ajouté le 20/02/2015 à 20:57 :
Je suis en train de regarder pour appeler l'ancien handler. L'adresse est bonne, mais l'appel ne fonctionne pas... je suis presque convaincu que c'est le handler lui-même qui fait les conneries, ce qui rend difficile le debuggage.
Je pense que je vais en désassembler un bout pour voir.
Ajouté le 21/02/2015 à 17:42 :
Rien à faire, ce foutu handler ne veut rien entendre. Je vais voir si je peux pas rétablir la vbr, quitter l'exception, puis la relancer. Théoriquement y'a qu'une instruction de flottement mais si une exception s'y produit on perd un signal et ça peut mener à un asynchronisme.
Normalement les bits de statut ne sont pas modifiés dont les exceptions sont toujours bloquées si je joue bien. À mon avis là y'a plutôt moyen que ça fonctionne.
Citer : Posté le 21/02/2015 18:56 | #
C'est quoi les handlers ?
Citer : Posté le 21/02/2015 19:00 | #
Lorsqu'une exception se produit, un morceau de code conçu pour la gérer est appelé. C'est le handler. Comme on a trois types d'exceptions (génériques, mmu, interruptions) il y a trois handlers, un par type.
Ayant détourné les interruptions j'utilise mon propre handler mais il ne fait que gérer le gris : pour être propre, il faut que je rappelle le handler du système.
Citer : Posté le 21/02/2015 19:14 | #
Par exemple la division par 0 appelle un handler c'est ça ?
Et comment tu accèdes à tout ça ?
Citer : Posté le 21/02/2015 20:17 | #
Oui, si tu divises par 0 ça appelle un handler. Mais pour être rigoureusement exact, ça génère une exception, et cette exception est traitée par le general exception handler.
En fait les handlers sont pas n'importe où. Il y a un registre appelé vbr (vector base register) qui définit une adresse de base pour la zone d'appel.
Le generic exception handler se trouve à l'adresse vbr + 0x100.
Le tlb miss exception handler (exception dans le mappage virtuel du mmu, entre autres quand on accède à la zone virtuelle d'une autre processus) se trouve à l'adresse vbr + 0x400.
Et l'interrupt handler se trouve à vbr + 0x600.
Donc ce que je fais, c'est que j'utilise un linker script qui aligne mes différentes fonctions (en fait, les différent types de sections customs que j'ai définies) en se basant par rapport à cette adresse. Il définit un symbole, en l'occurrence _fixos_vbr puisque je me suis basé sur le travail de Kristaba, qui contient la nouvelle adresse de la vbr (en espace protégé P1 ou P2, le mieux étant P1 pour éviter le MMU) et je modifie la valeur de vbr en me basant sur cette nouvelle adresse en utilisant une simple fonction asm custom. Par chance, on tourne en mode privilégié donc on peut faire ce genre de conneries. Sinon ce serait même pas possible d'accéder à la zone P1 !
Ah oui, et je n'oublie pas de copier mes handlers depuis la zone mémoire d'origine vers la zone de relocalisation définie par le linker script sinon je suis marron. Ça, c'est géré dans le script d'initialisation, crt0.s.
Ajouté le 22/02/2015 à 10:43 :
Bon, j'arrive définitivement pas à relancer le mode d'exception après avoir restauré vbr. C'est pas que je commence à être à court d'idées mais un peu quand même ><
Citer : Posté le 23/02/2015 18:58 | #
Si je me souviens bien de ce que me disait Veb² à propos de GetKey, il me semble que parce qu'il utilise un timer et qu'il intéragit avec des mécasnismes come l'APD (Auto Power Down, extinction automatique), il emm-ennuie gentiment les timers. Et tu arrives aux problèmes que tout le monde et l'ultime solution : le GetKey à la fin.
Ajouté le 23/02/2015 à 18:58 :
Au fait, même Kristaba ne pourra pas t'aider sur ce coup-ci, t'es vraiment seul et dans le noir du coup, bonne chance!
Citer : Posté le 23/02/2015 21:51 | #
Ben en fait j'ai réussi à rappeler le handler du système sans crash, mais d'une part cette méthode ne traite pas l'event et d'autre part elle rappelle mon handler à l'infini. Pas encore rendu donc !
Citer : Posté le 24/02/2015 20:04 | #
Bon, ya du progrès, vérifie que l'interruption ne prenne pas trop de temps en fonction de son timer. Si ce dernier n'est pas assez grand, tu ne pourras sortir de l'interruption.
Citer : Posté le 24/02/2015 20:05 | #
Bon, ya du progrès, vérifie que l'interruption ne prenne pas trop de temps en fonction de son timer. Si ce dernier n'est pas assez grand, tu ne pourras sortir de l'interruption.
Impossible, toutes les interruptions sont refusées tant que le bit associé dans le registre de statut n'est pas modifié...
Ajouté le 24/02/2015 à 20:12 :
En l'occurrence si, elle dure bien plus longtemps que le timer vu que parmi tous les trucs horribles que j'essaie (tu te demanderais si je fais pas du stress testing sur ma calto si tu savais) il y a des Sleep() pour diverses raisons. Mais ça n'empêche pas que les interruptions étant masquées, le handler du système devrait être appelé.
Mais tu me mets en doute, je testerai.
Ajouté le 20/03/2015 à 17:27 :
[...] cette méthode [...] rappelle mon handler à l'infini.
Hmm. Pas exactement en fait.
When an interrupt has been generated, clear the flag in the interrupt handler that caused it. If interrupts are enabled without clearing the flag, another interrupt will be generated.
Ça m'apprendra à pas lire la doc tiens. Enfin, j'en suis déjà à quelques 500 pages de logiciel et bien la moitié des informations intéressantes sur le soc. Vous imaginez pas tout ce qu'on peut faire...
Citer : Posté le 20/03/2015 21:09 | #
Oh que si (bon ok, moi aussi j'ai lu la doc
Ajouté le 20/03/2015 à 21:09 :
Enfin, en tout cas c'est cool que ça progresse (un peu)
Citer : Posté le 12/07/2015 15:55 | #
Bon, je vais pas laisser tomber cette idée.
Ayant constaté que ça ne fonctionnait pas du tout sur SH4, j'ai repris de zéro.
Pour l'instant je ne touche pas la vbr ni rien, je tente juste de mettre du code en face de ma nouvelle vbr et de voir si je peux l'exécuter.
Parce que voilà le problème : si je mets le code dans la ram classique à 0x08100000, il plante quand je l'exécute. En revanche, si je le mets dans la ram réelle, qui ne nécessite pas l'utilisation du mmu, à 0x88008000, là ça fonctionne.
Là où ça se corse c'est que Kristaba utilisait cette adresse, ce qui fonctionne bien sur SH3, mais sur SH4 quand l'add-in s'arrête il n'y a plus d'add-ins dans le menu...
Ajouté le 12/07/2015 à 16:48 :
Hmph, bingo.
Il y a les handles du filesystem en plein milieu de cette zone mémoire.
Par contre, ils sont trop loin de l'origine pour que je les écrase normalement.