２０１２．４．３
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復活！ＣＰ／Ｍ　ワンボードマイコンでＣＰ／Ｍを！
ＣＰ／ＭがＴＫ－８０互換のワンボードマイコンの上で復活します
ＮＤ８０ＺⅢとＭＹＣＰＵ８０の上でＣＰ／Ｍが走ります！

［第８０回］

●ファンクションコール０６（Ｅ＝ＦＥ）

ファンクションコール０６のテストをするために、ＣＰ／Ｍソースプログラムのファンクションコール０６処理ルーチンを確認していましたら、ＥレジスタがＦＥの場合の処理ルーチンがあるということに気が付きました。

ＣＰ／Ｍソースプログラムのファンクションコール０６のプログラム部分です。
とても短いプログラムです。
説明がついています。
ｄｉｒｅｃｔ　ｃｏｎｓｏｌｅ　ｉ／ｏ　と書いてあります。



その２行目には、次のように書いてあります。

ＩＦ　（Ｃ）　ｃｏｎｔａｉｎｓ　（ＦＥ）　ｔｈｅｎ　ｔｈｉｓ　ｉｓ　ａ　ｓｔａｔｕｓ　ｒｅｑｕｅｓｔ．

（Ｃ）はＣレジスタのことです。
ファンクション０６をコールするときには、Ｃレジスタに０６を入れて、Ｅレジスタに値を入れるのですが、ＣＰ／Ｍ内部ではＥレジスタからＣレジスタに値が移されるようです。

なるほど。
Ｃレジスタ（Ｅレジスタ）にＦＦを入れてコールすると、直接（ダイレクトに）ＢＩＯＳのＣＯＮＩＮルーチンが実行され、ＦＥを入れてコールすると、ＣＯＮＳＴルーチンが実行され、その他の値を入れてコールするとＣＯＮＯＵＴルーチンが実行されるということのようです。

しかし、ＥレジスタにＦＥをセットしてファンクションコール０６を実行することについては、「応用ＣＰ／Ｍ」（村瀬康治著。アスキー出版局）では、何も書かれていません。
さて？
どういうことでしょう。

むむむ。
上のソースリストを見ますと、確かにＣレジスタがＦＥのときにはＣＯＮＳＴにジャンプしています。
１６４１～１６４２行のところです。

どういうことになるのか、テストプログラムを作って試してみました。
こちらがソースプログラムＦＵＮＣ０６Ｔ６．ＴＸＴです。

; BDOS function06 test 6
;2012/4/2
;
	ORG $8100
	FCALL=$8005
;
LOOP:LD C,06
	LD E,FE
	CALL FCALL
	OR A
	JP Z,LOOP
	CALL B2HEXDP
	JP LOOP
;

こちらがアセンブルリストです。
表示のためのサブルーチンは今までのテストプログラムと同じですから省略してあります。

2012/4/2  11:35  fnc06t6.txt
END=8174
              ; BDOS function06 test 6
              ;2012/4/2
              ;
              	ORG $8100
              	FCALL=$8005
              ;
8100 0E06     LOOP:LD C,06
8102 1EFE     	LD E,FE
8104 CD0580   	CALL FCALL
8107 B7       	OR A
8108 CA0081   	JP Z,LOOP
810B CD3981   	CALL B2HEXDP
810E C30081   	JP LOOP
              ;


たったこれだけの簡単なプログラムです。
ＥレジスタにＦＥを入れてファンクション０６をコールします。
コンソール入力があるとＡレジスタのビット０が１になるはずですから、そのときだけ、Ａレジスタの値を１６進で表示します。
それ以外のときは何もしないでプログラムの先頭に戻ります。

ＣＰ／Ｍを起動して、いままでのテストプログラムと同じように、まずＲＡＭディスクにセーブしてから、実行してみたのですが…。

全く応答がありません。
実行中に繰り返しキー入力を行なってみたのですが、全く反応がありませんでした。

しかし。
確かにＣＰ／Ｍソースプログラムを見る限りでは間違い無くＢＩＯＳのＣＯＮＳＴにジャンプしています。
それよりも何よりも、上のコメントには、はっきりと「コンソールステータスをリクエストする」と書かれているのですから、コンソールステータスが得られて当たり前のはずなのですが…。

むむむ。
何かが食い違っているようです。
そういうことになりますと、定番のデバッグです。
こういうときには、ＺＢ３ＢＡＳＩＣシステムのマシン語デバッグツールが役に立ちます。

●ＺＢ３ＢＡＳＩＣのマシン語デバッグツール

現在ＮＤ８０ＺⅢの上で実行しておりますＣＰ／Ｍは、まずＺＢ３ＢＡＳＩＣシステムにエントリして、それからＣＰ／Ｍを起動しています。
ＢＡＳＩＣですけれど同時にマシン語デバッグも行えるようになっています（便利です）。
ＣＰ／Ｍが起動すると、ＣＰ／Ｍシステムだけで動いているように見えますが、その下にはＮＤ８０ＺⅢのＺＢ３ＢＡＳＩＣシステムがあって、必要なときにはいつでもその機能が使える状態にできるのです。

百聞は一見にしかず。
ＣＰ／Ｍのファンクションコール０６処理ルーチンにブレークポイントを設定して、どのように処理が行なわれるのか、調べてみることにいたします。

その前に。
こちらはＣＰＭ２２Ｊ．ＴＸＴをアセンブルしたときに作成されたアセンブルリストＣＰＭ２２Ｊ．ＰＲＮの、その部分です。
以下の作業では、このリストを参照しながら進めていきます。



アドレスＣ６Ｄ６に最初の分岐命令（ＪＰ　Ｚ）がありますから、ここにブレークポイントを設定します。

いつものようにログファイルで説明をすることにいたします。

logfile nd80zlog\04021135.txt open

ＮＤ８０ＺⅢに接続しました
0001 0000 - z
1000 00C3 - 
*** nd80z3 basic ****
>bp c6d6
>jp d233

a>fnc06t6

A F  B C  D E  H L  A'F' B'C' D'E' H'L'  PC   SP   IX   IY  I  SZ H PNC
FFA8 00FE D1FE C6D4 0044 0000 0000 0000 C6D6 C73F 0044 F1A1 FF 10101000
>bp d297
>rt

A F  B C  D E  H L  A'F' B'C' D'E' H'L'  PC   SP   IX   IY  I  SZ H PNC
2020 00FE D1FE C6D4 0044 0000 0000 0000 D297 C73F 0044 F1A1 FF 00100000
>cr

A F  B C  D E  H L  A'F' B'C' D'E' H'L'  PC   SP   IX   IY  I  SZ H PNC
2020 00FE D1FE C6D4 0044 0000 0000 0000 D297 C73F 0044 F1A1 FF 00100000

6120 00FE D1FE C6D4 0044 0000 0000 0000 D297 C73F 0044 F1A1 FF 00100000

A F  B C  D E  H L  A'F' B'C' D'E' H'L'  PC   SP   IX   IY  I  SZ H PNC
6120 00FE D1FE C6D4 0044 0000 0000 0000 D297 C73F 0044 F1A1 FF 00100000
>bp d299
>rt

A F  B C  D E  H L  A'F' B'C' D'E' H'L'  PC   SP   IX   IY  I  SZ H PNC
6122 00FE D1FE C6D4 0044 0000 0000 0000 D299 C73F 0044 F1A1 FF 00100010
>cr

A F  B C  D E  H L  A'F' B'C' D'E' H'L'  PC   SP   IX   IY  I  SZ H PNC
6122 00FE D1FE C6D4 0044 0000 0000 0000 D299 C73F 0044 F1A1 FF 00100010

6222 00FE D1FE C6D4 0044 0000 0000 0000 D299 C73F 0044 F1A1 FF 00100010

A F  B C  D E  H L  A'F' B'C' D'E' H'L'  PC   SP   IX   IY  I  SZ H PNC
6222 00FE D1FE C6D4 0044 0000 0000 0000 D299 C73F 0044 F1A1 FF 00100010
>bp d2a3
>rt

A F  B C  D E  H L  A'F' B'C' D'E' H'L'  PC   SP   IX   IY  I  SZ H PNC
6324 00FE D1FE C6D4 0044 0000 0000 0000 D2A3 C73F 0044 F1A1 FF 00100100
>cm bb07
BB07 62-
>dm c730,c74f
C730  10 A6 06 81 11 10 10 A6-06 81 11 FE 00 D4 C6 74  .ｦ.....ｦ.....ﾔﾆt
C740  D1 00 00 FE D1 00 00 21-0B C4 5E 23 56 EB E9 0C  ﾑ...ﾑ..!.ﾄ^#V...
>bp d174
>rt

A F  B C  D E  H L  A'F' B'C' D'E' H'L'  PC   SP   IX   IY  I  SZ H PNC
6324 00FE D1FE C6D4 0044 0000 0000 0000 D174 C741 0044 F1A1 FF 00100100
>cm d1de
D1DE 00-
>bp d177
>rt

A F  B C  D E  H L  A'F' B'C' D'E' H'L'  PC   SP   IX   IY  I  SZ H PNC
0024 00FE D1FE C6D4 0044 0000 0000 0000 D177 C741 0044 F1A1 FF 00100100
>

以上がデバッグを行なった全てです。
いきなり全部ですと、ちょっと説明するのにも読んでいただくのにも不自由しますから、
少しずつ再掲しながら説明を加えていくことにいたします。

logfile nd80zlog\04021135.txt open

ＮＤ８０ＺⅢに接続しました
0001 0000 - z
1000 00C3 - 
*** nd80z3 basic ****
>bp c6d6
>jp d233

a>fnc06t6

A F  B C  D E  H L  A'F' B'C' D'E' H'L'  PC   SP   IX   IY  I  SZ H PNC
FFA8 00FE D1FE C6D4 0044 0000 0000 0000 C6D6 C73F 0044 F1A1 FF 10101000

ＮＤ８０ＺⅢをＵＳＢ接続して、［ｚ］［Ｅｎｔｅｒ］で、ＺＢ３ＢＡＳＩＣにエントリします。
このときＢＡＳＩＣとマシン語モニタの両方がそのまま使える状態になっています。
何の準備も不要です。
いきなりＢＰ　Ｃ６Ｄ６［Ｅｎｔｅｒ］でブレークポイントを設定してしまいます。
それからＪＰ　Ｄ２３３［Ｅｎｔｅｒ］でＣＰ／Ｍを起動します。

えっ？そんなことができるの？
そんなことができるのです。
こういうところがＺＢ３ＢＡＳＩＣシステムの超便利なところなのです。

ご覧いただいての通り、ＦＮＣ０６Ｔ６［Ｅｎｔｅｒ］でテストプログラムを実行すると、その直後（実時間、リアルタイム）に、設定したブレークポイント（アドレスＣ６Ｄ６）でブレークしました。
このブレーク機能は、トレースでもシミュレートでもありません。
ブレークポイントまではリアルに実行されますから、遅延は一切ありません。

アドレスＣ６Ｄ６の命令（ＪＰ　Ｚ，ＤＩＲＣ１）の直前でブレークして、そのときのＣＰＵの全レジスタの内容が表示されています（レジスタダンプです）。

ブレークポイントでのレジスタダンプはマシン語プログラムのデバッグには欠かせない基本的な機能なのですけれど、ここは、「ＯＳであるＣＰ／Ｍそのものに対してもこういうことができてしまう」、というところに「おおおっ」と素直に感動していただきたい、という場面なのであります。

複雑に進化してしまったＷｉｎｄｏｗｓシステムなどでは、逆立ちしたってできっこないことでありますから、逆に「いまさら８ビット」の優位性が、嫌が上にも際立つ場面ではなかろうか、と愚考する次第であります。

さて。
ダイレクトコンソールＩＯルーチンにエントリした最初のプログラム部分です（下記）。

Ｃ６Ｄ４　７９　　　　　　ＤＩＲＣＩＯ：ＬＤ　Ａ，Ｃ
Ｃ６Ｄ５　３Ｃ　　　　　　　　　　　　ＩＮＣ　Ａ
Ｃ６Ｄ６　ＣＡＥ０Ｃ６　　　　　　　　ＪＰ　Ｚ，ＤＩＲＣ１

Ｃレジスタの値（ＦＥ）をＡレジスタに入れて、それを＋１（ＩＮＣ　Ａ）しています。
そのあとのアドレスＣ６Ｄ６の実行直前（Ｃ６Ｄ５の実行直後）でブレークしました。
ＣレジスタにはＦＥが入っています。
Ａレジスタは＋１しましたからＦＦです。
結果は０ではありませんから、Ｚ（ゼロフラグ）はセットされません（フラグはレジスタダンプの右端に表示されています）。
ゼロフラグはセットされませんから、このＪＰ　Ｚはパスされます。

そうすると、その次の命令が実行されることになります。
下のプログラム部分です。

Ｃ６Ｄ９　３Ｃ　　　　　　　　ＩＮＣ　Ａ
Ｃ６ＤＡ　ＣＡ０６Ｄ２　　　　ＪＰ　Ｚ，ＣＯＮＳＴ

ここではもう一度　ＩＮＣ　Ａ　が実行されますから、その結果Ａレジスタの値は、ＦＦ＋１＝００になります。
今度はゼロフラグがセットされますから、ＪＰ　Ｚ，ＣＯＮＳＴが実行されます。
ＣＯＮＳＴはＢＩＯＳのコンソールステータスチェックルーチンです。

むむ。
今度はＢＩＯＳのプログラムリストが必要になってきますね。
そこで。
ＢＩＯＳのエントリ部分です。

                    	;
  D200  C381D2        	BOOT:	JP	BOOTJ
  D203  C388D2        	WBOOT:	JP	WBOOTJ
  D206  C38FD2        	CONST:	JP	CONSTJ

ＢＩＯＳのＣＯＮＳＴ（アドレスＤ２０６）は、そこからＣＯＮＳＴＪ（アドレスＤ２８Ｆ）にジャンプします。

そこで。
今度は、ＣＯＮＳＴＪ（コンソールステータスチェックルーチンの本体）です。


                    	;
                      	;CONSOLE STATUS
                      	;
  D28F  3E07          	CONSTJ:LD A,07
  D291  CDAB10        		CALL SOUT
  D294  CDAE10        		CALL SIN
  D297  FE20          		CP 20H
  D299  C29ED2        		JP NZ,CONSTJ2
  D29C  AF            		XOR A
  D29D  C9            		RET
  D29E  3207BB        	CONSTJ2:LD (CONSTDT),A
  D2A1  F601          		OR 01
  D2A3  C9            		RET
                      	;

ＺＢ３ＢＡＳＩＣシステムのコンソールステータスチェックはシステムの都合でキー入力無しのときはコード２０Ｈを返します。
アドレスＤ２９７では２０Ｈかどうかを判定します。
さきほどブレークしたところから、アドレスＤ２９７までは真っ直ぐに実行されるはずですから、次のブレークポイントはＤ２９７に設定します。

>bp d297
>rt

A F  B C  D E  H L  A'F' B'C' D'E' H'L'  PC   SP   IX   IY  I  SZ H PNC
2020 00FE D1FE C6D4 0044 0000 0000 0000 D297 C73F 0044 F1A1 FF 00100000

ＢＰ　Ｄ２９７［Ｅｎｔｅｒ］で、次のブレークポイントをアドレスＤ２９７に設定します。
ＲＴ［Ｅｎｔｅｒ］と入力すると、ブレークしたときのＣＰＵレジスタの状態をそのまま変化させないで、ブレークしたアドレスに戻って実行が再開されます。

実行を再開した直後に次のブレークポイント（アドレスＤ２９７）でブレークして、またレジスタダンプが行なわれました。
ＰＣには現在のプログラムカウンタの値が表示されています。
Ｄ２９７になっています。

３０年以上も昔に開発されたわずか８ビットのＣＰＵで、こんなことができるなんて驚きではありませんか？
しかもこの原型はなんと、ＴＫ－８０のモニタプログラムに、すでに実装されているのです。

さて。
Ａレジスタの値を見ますと、２０になっています。
瞬時にして、アドレスＤ２９１のＣＡＬＬ　ＳＯＵＴとその次のＣＡＬＬ　ＳＩＮが実行されて、コンソールステータスがＵＳＢ経由で受信された結果です。
Ａレジスタの値が２０ということは、キー入力無しということです。

ところで、今回のデバッグの目的は、キー入力しているのにそれが受け付けられないのはどうしてか、を探ることにありました。
その目的からすれば、ここでキー入力無しというのはちょっと都合が悪い、ということになります。

あ。
いえ。
ＢＩＯＳのＣＯＮＳＴＪルーチンに問題がある、ということではありません。
ここがちゃんと機能している、ということは今までのテストプログラムで確認できていますから、そこに問題はありません。
問題は、ここで「キー入力有り」の情報を得ても、それを持ってリターンしたその先のどこかでその情報が失われてしまうのではないか、というあたりにあります。
果たしてそうなのかどうなのか、それを確認するためには、ここでキー入力無しというのは都合が悪い、のです。

さすがにしかしここでブレークする直前にすばやくキー入力して、それをセンスする、というのは無理です。
でも、ＣＯＮＩＮからリターンしてきた今、入力されたデータ２０を別のものに書き換えてしまって、それが本当の入力データだったということにして、ここから先の実行を続ける、ということならできます。

そんな都合のよいことができるのか？
できるのです。

ＺＢ３ＢＡＳＩＣのマシン語モニタには、ブレーク中にレジスタの値を強制的に書き換えてしまって、そこから実行を再開する機能もあるのです。

説明の途中ですが、本日は時間がなくなってしまいました。
この続きは次回にすることにいたします。

ワンボードマイコンでＣＰ／Ｍを！［第８０回］
２０１２．４．３ｕｐｌｏａｄ

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