SBC6303に自作6802ボードのモニタープログラムを移植

SBC6303に自作6802ボードのモニタープログラムを移植しました

しばらく前にSBC6303を製作していじっていたのですが、LILBUGがどうも手になじまず、結局、使い慣れている6802/6809ボード用のモニターを移植することにしました。
モニターのサイズが4KByteありますので、SBC6303ボードとBLボードを接続して32KByteのRAMを増設する必要があります。

6801系の命令は6800系の命令より拡張されており、特にXのPUSH,PULLとCPXのフラグ対応が有難い拡張で、プログラムがかなり組みやすくなっています。
Windows上でアセンブルしてできたMotorola S-formatのファイルをSDに書き込んでセットし、Arduino Proのリセットボタンを押すとSD内のファイル一覧が表示されます。
そこでSBC6303ボードのリセットボタンを押すとファイルが表示順に起動します。下の画像では、最初にLILBUGが起動し、さらにリセットボタンを押すことで6303MONが起動しています。

起動画面とコマンドリスト

コマンドリストは画像の通りです。私の自作ボード用のモニターとの違いはLoad,Saveコマンドです。
機能を同等にしたかったのですが、内蔵シリアルインターフェースが一つしかないのでLoad,Save機能は同等にできません。やむを得ず、LoadはTeraTermのファイル送信機能を利用することとし、Saveは画面にMotorolaのS-formatで表示し、それを画面からコピペでWindowsに保存することとしました。（従って、SaveではなくPunchコマンドです。）
コマンド入力ラインではASSIST09と同様に、アドレスは何桁入力しても最後の4桁のみが有効で、データでは最後の2桁のみが有効です。

Loadコマンドは、L(Retern)と入力した後、TeraTermの「ファイル送信」でLoadしたいファイルを指定します。
なお、Loadコマンドでは、9600baudは遅いので、TeraTermの送信遅延を下の画像のように設定する必要があります。

Loadコマンドの設定

Load中は、S-formatファイルの各行の先頭アドレスが表示されますので、どこまで読み込んでいるかが分かります。最後に実行アドレスが（あれば）表示されます。

Loadコマンド

Punchコマンドでは、Pに続いて開始アドレスと終了アドレスを入力します。実行アドレスは入力してもしなくても構いません。下の画像のように画面にS-format形式で表示されますので、これをコピペしてWindows上で名前を付けて保存します。

Punchコマンド

最後に

6801系のプログラムは6800よりもかなり組みやすくて良いのですが、ベースページの$00から$14までをCPUが使っているので、アプリケーションでの使用が制限されてしまうのが残念です。これさえなければ、6802を捨てて移行できるのに。。。

移植にあたっては、結構引っかかることが多く、アセンブルしては走らせて、結果を見ては修正を繰り返しました。最初はEP-ROMを1ダースほど並べて焼いては取り付けて実行・修正を繰り返していましたが、途中でSDに書き込めばよいと気づいてからは、かなり効率が上がりました。それにしても、SD中のファイルをリセットで順に起動するというVintagechipsさんのアイディアには感心しますね。
（なお、アセンブラですがツールは全て自作するという方針を一時棚上げにして、arcpitさんのX6801を使用させていただきました。感謝です。）

出来上がったSBC6303用のモニタープログラムのソースとS-formatをOneDriveに上げておきます。S-formatファイルをそのままSDに書き込めば動作します。ソースをつけておきますので、より使い易いように改造も可能です。

これで、6800,6809,6303で共通した操作性で扱うことができます。
また、Leo_yumesichiさんがSBC6800,SBC6809に移植されたので、68系のSBCで同じ操作性のモニターが動くことになりました。（使われる方がどれだけあるのかは疑問ですが。。。）

SBC8080でmcroPASCAL80を走らせる

SBC8080(CPUボード＋SUBボード)でmicroPASCAL80が走りました

4月27日のブログで、SBC8080でGAME80が動作したと報告しましたが、それを見てくださったskyriverさんが、CP/M80上でGAME80インタプリタだけでなく、コンパイラも走らせました。それを参考にして、私のSBC8080でもコンパイラを走らせることができました。

GAMEIIIは68系で使用していましたが、アセンブラよりも手軽にコンピュータを自由にあやつれるのはとても魅力的ですが、プログラムの可読性がいまいちだなと思うのは私だけでしょうか。（私が慣れることができなかっただけ？）その頃はUCSD PASCALにあこがれていましたね。

GAMEIIIより1年半ほど後に、丸山定信さんによりASCII誌（1980年1月号）にmicroPASCAL80が発表された時は、68系の私はうらやましくてただ指を銜えて見ているだけでした。
ようやく11月号に河崎道明さんによってmicroPASCAL68が発表され、当然私も5KB近いバイナリを頑張って入力しました。今でも、私の自作6802基板で動いています。

今回、SBC8080基板を製作し、GAME80が動いたので、当時あこがれていたmicroPASCAL80も走らせてみることにしました。
丸山さんの発表ではソースリストも掲載されていたのでアドレス変更も含めて楽勝だと思ったのですが、当時の放電プリンタの文字には悩まされましたね。
動くことは動くのですが、変数の代入ができないという変な状況に悩まされましたが、何回も見直した結果、ソースの入力間違いが一文字あるのをようやく見つけ、それを訂正して無事に動作しました。

ということで、GAME80インタプリタ, GAME80コンパイラ, microPASCAL80の３つをSBC8080SUBボード上のROMに入れ、モニタから自作のLoadコマンドで選択・実行する形で仕上げました。

（１）GAME80インタプリタ　元がソースでなくバイナリなのでそのままのアドレス8600hからのバイナリファイルをROMの7800hからに収めるようにHEXファイルに変換します。→ GAME80-7800.hex
（２）GAME80コンパイラ　元はGAME80のプログラムですからGAME80インタプリタの動作中に読み込めばよいのですが、その手間を省くために、予めメモリ中の保存形式に変換してROMに収めておき、メモリのA000hからに転送します。ROMの6000hからに収めるようにHEXファイルに変換します。保存形式への変換は前回のブログで公開したCvtMotHexBin.exeを使っています。→ GAME80C-6000.hex
　　[5月25日訂正]変換用のプログラムはCvtMotHexBin.exeではなくChglno.exeです。
（３）microPASCAL80インタプリタ　元がソースですのでオリジナルの2000hからの開始アドレスを8000hに変えてアセンブルします。できたバイナリをROMの4800hからに収めるようにHEXファイルに変換します。→ MPas80-4800.hex
（４）Loader　ソースは7F00hからですので、そのままアセンブルしてHEXファイルに変換します。 → LOADER.hex
（保存形式への変換、HEX形式への変換には前回のブログで公開した自作のChglno.exe, CvtMotHexBin.exeを使っています。）

ROM中の配置図

［5月16日訂正］上図中のGAME80インタプリタとGAME80コンパイラの位置が入れ替わっています。正しくは、コンパイラが6000hからで、インタプリタが7800hからです。

これら4つのHEXファイルを、SBC8080のdatapck中のPTBEXSA.HEXファイルの後ろにつけてROM用ファイルの出来上がりです。

各ファイルの変更点をまとめておきます。
（１）GAME80　4月27日公開の「SBC8080でGAME80がようやく動作しました」に書いた通りです。
（２）GAME80C　skyriverさんのブログにありますような変更・修正を加えます。
（３）MPas80　以下に変更・追加部分を示します。　

オリジナル
 2792 32D9 CDC003       BREAK:     CALL     PLIN
 2793 32DC FE03                    CPI      03H
 2794 32DE C0                      RNZ
 2795 32DF C30320                  JMP      START2
 2796                   ;
 2797 32E2 CDB903       GETCH:     CALL     GETCHR
 2798 32E5 CAE232                  JZ       GETCH
 2799 32E8 C3DC32                  JMP      BREAK+3

変更・追加部分
 2793 92D9 CDFA92       BREAK:     CALL     PLIN
 2794 92DC FE03                    CPI      03H
 2795 92DE C0                      RNZ
 2796 92DF C30380                  JMP      START2
 2797                   ;
 2798 92E2 CDF792       GETCH:     CALL     GETCHR
 2799                   ; JZ GETCH
 2800 92E5 00                      NOP
 2801 92E6 00                      NOP
 2802 92E7 00                      NOP
 2803 92E8 C3DC92                  JMP      BREAK+3
 2804                   
 2805                   ;++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 2806                   ;*  I/O ROUTINE
 2807                   
 2808 92EB F5           PUTCHR:    PUSH     PSW
 2809 92EC DB01         PUT0       IN       01H
 2810 92EE E601                    ANI      01H
 2811 92F0 CAEC92                  JZ       PUT0
 2812 92F3 F1                      POP      PSW
 2813 92F4 D300                    OUT      00H
 2814 92F6 C9                      RET
 2815                   
 2816 92F7 C37C00       GETCHR:    JMP      007CH
 2817                   
 2818 92FA 3E00         PLIN:      MVI      A,00H
 2819 92FC C9                      RET

（４）Loader　公開するファイル中にソースも入れてあります。（転送ルーチンは、松本吉彦著「私だけのマイコン　設計＆製作」中の8080の解説から借用しました。）
（１）,（２）,（４）のいずれも、入力ルーチンはモニタ内のルーチンを使用しています。

下の画像は、起動・動作の様子です。例として入力したプログラムはmicroPASCAL68の記事中の階乗の計算プログラムです。

起動・動作画面

これで68基板と同様にGAMEとmicroPASCALという2つの言語が使えるようになりましたので、8080の機械語に触れずにSBC8080で遊ぶことができそうです。

（１）GAME80のバイナリとHEXファイル
（２）GAME80Cのメモリ保存形式に変換したものとそのHEXファイル
（３）MPas80のバイナリとそのHEXファイル
（４）LoaderのソースとバイナリのHEXファイル
と、これらを1つにまとめたものをOneDriveに上げておきます。

今となっては、誰でもが普通に高級言語が使えますので、GAMEやMicroPascalにそれ程の魅力は感じられないかとは思いますが、40年近く前に、信じられないぐらい機能的には貧弱なコンピュータ上でこれらの言語が動いていたことを思い返すと、感無量です。

6802基板でGAME68コンパイラを走らせる

自作6802基板でGAME68コンパイラが動作しました

前回のブログで8080SBCでGAME80インタプリタを走らせることができたと報告しましたが、それに関連して、skyriverさんがCP/M上でGAME80コンパイラを動作させたとの連絡をいただきました。そこで、私もskyriverさんのブログを参考にしてGAME80コンパイラを走らせることができました。
中島聡さんが作られたこのGAME80コンパイラは、TK-80BSの他にもいろいろなマシンに移植されましたが、残念ながら68系にはなかなか移植されませんでした。
そんな中、ついにASCII誌1981年5月号で松島義明さんがH68用のGAME68コンパイラを発表されました。
私はGAME3を使用していたこともあり、このコンパイラを動かしたかったのですが、残念ながら当時の手作りマイコンでは動作させることはできませんでした。

しかし、現在の自作の6802基板なら可能ではないかと思い、移植してみることにしました。
現在の自作6802基板では既にGAME3が動作していますので、保存してあったASCII誌から手入力してみました。ASCII誌がない方も、作成者がブログで公開されていますので心配はありません。（後述します）

［１］必要なファイルを作成する

入力したファイルは、
・コンパイラのソース（GAME3のプログラム形式　$3E00~）
・リロケータブルサブルーチンパッケージ（バイナリ形式　$3C80~$3DAA）
・サブルーチンパッケージリロケータ（GAME3のプログラム形式　$3C00~）
の３つです。
私はこの3つを1つにまとめたファイルを作り、GAME3インタプリタと共にあらかじめ読み込ませる形で使用しています。ただし、GAME3のプログラムはメモリ中では行番号が2バイトバイナリに、行末の改行コードは$00に変換され、ファイル末には$FFが追加された形式で格納されますので、プログラムリストを予め変換しておく必要があります。
手順を下に示します。

コンパイラの作成手順

変換作業はWindows上で、Chglno.exeとCvtMotHex.exeを用いて行います。
例としてGAME3インタプリタの開発者の大西さんが用意されたサンプルであるACURVEというプログラムの処理を下に示します。

処理前のソースプログラム

Chglno.exeで変換します

処理後のソースプログラム

アドレスを指定してHEXファイルに変換して出来上がり

［２］コンパイルの手順

（１）GAME3インタプリタとGAME68CAコンパイラをメモリに読み込みます。
（２）GAME3インタプリタを起動します。
（３）ソースを読み込むアドレスを指定します。
　　　　例 =$1500
（４）コンパイルしたいプログラムを入力します。
　　　　手入力しても良いですが、コンパイラソースと同様に処理してあればファイル
　　　　から読み込めます
　　　　例 GAME3の最初の例である ACURVE
（５）コンパイラを起動します。
　　　最初に読み込んであるので、そのアドレス$3E00を指定するだけです。
　　　　=$3E00 とアドレス指定して #=1 で起動します。
（６）以下はASCII誌の説明通りに進めます。
　　　GAME:に対しては $1500
　　　SUB:に対しては $2100
　　　STAT:に対しては$222B
　　　WORK:に対しては$1900
　　　STAC:に対しては$2080
　　　と入力するとコンパイルが始まります。
（７）サブルーチンを$2100からに移動します。
　　　=$3C00 とアドレス指定して #=1 で起動します。

［３］コンパイルしたマシン語を実行する

先頭の$2100 からがサブルーチンパッケージで、実行開始アドレスは $222B
　　　ですのでGAMEのダイレクトモードで >=$222B で実行できます。

ちょっと見苦しいですが、画面のテキストのコピーを下に示します。

+++OLOAD GAME3.CMD　　　　　FLEXに保存してあるファイルをメモリに
+++OLOAD GAME68CA.BIN　　　読み込んで
+++OLOAD ACURVE.BIN
+++

M6800 MONITOR Ver6.1　　　　　いったんモニタに戻って

>G 103　　　　　　　　　　　　　GAME3を起動（ソースが既にメモリ中にあるのでホットスタート）

*READY

:=$1500　　　　　　　　　　　　コンパイルするプログラムのアドレスに

*READY　　　　　　　　　　　　変更すると

:0　　　　　　　　　　　　　　　確かにソースが読み込まれている

   70***************************
   80*    A CURVE
   90***************************
  100 X=7 Y=0 Z=2
  110 Y=Y+Z X=X+Y
  120 ;=+Y=6 Z=-Z
  130 J=1,32
  140 $=(J=X*"*")+(J<>X*".")
  150 @=J+1 / #=110
  160**************************

*READY

:=$3E00　　　　　　　　　　　　コンパイラのアドレスに変更して

*READY

:#=1　　　　　　　　　　　　　　コンパイラを起動する

GAME:$1500　　　　　　　　　　（入力)

48 BYT (10LINE)

SUB :$2100　　　　　　　　　　（入力)

 END 222A

STAT:$222B　　　　　　　　　　（入力)

WORK:$1900　　　　　　　　　（入力)

STAC:$2080　　　　　　　　　　（入力) コンパイルが始まる

   70     222B     1500
   80     222B     151E
   90     222B     152D
  100     222B     154B
  110     223F     155A
  120     2257     1569
  130     2277     1578
  140     2287     1582
  150     22BC     159C
  160     22DC     15AD
   70     222B     1500
   80     222B     151E
   90     222B     152D
  100     222B     154B
  110     223F     155A
  120     2257     1569
2277
  130     2277     1578
  140     2287     1582
  150     22BC     159C
223F
  160     22DC     15AD
 SIZE: 177(222B-22DB)

END　　　　　　　　　　　　　正常に終了

*READY

:=$3C00　　　　　　　　　　　サブルーチン移動プログラムのアドレスに変更して

*READY

:#=1　　　　　　　　　　　　　実行　（資料ではここでアドレスを入力することに

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　なっているが、問い合わせてこない）

*READY　　　　　　　　　　　 これでコンパイル＆サブルーチン移動が完了

:>=$222B　　　　　　　　　　できたマシン語を実行

........*.......................
............*...................
..................*.............
......................*.........
........................*.......
........................*.......
......................*.........
..................*.............
............*...................
........*.......................
......*.........................
......*.........................
........*.......................
............*...................

----------------------------------- 以上 -------------------------------------------

［4］終わりに

説明不足で良く分からないところがあったと思いますが、心配ありません。
何と、GAME68コンパイラを開発された方が、ブログで資料を公開されています。
詳しくはそちらを参照ください。
開発された方は、このコンパイラを仕事にも使われていたとのこと、スゴイです。

なお、開発された方が許可してくださいましたので、私が誌面から入力したコンパイラソース等のリストをOneDriveに公開いたします。入力ミスは多分ないと思いますので、どうぞご利用ください。また、使用したツールソフト（Chglno.exe, CvtMotHexBin.exe）も同梱しておきます。