2022年9月15日木曜日

自作クロスアセンブラの修正とASSIST09のFM-7への移植

 ASSIST09がアセンブルできるように自作クロスアセンブラを修正し、FM-7に移植してみました

【9月20日訂正】末尾に訂正が一個所あります。

発注しているプリント基板ができあがるまでハードいじりは措いておいて、いつかは直そうと思っていたソフトの修正に取り掛かりました。

まずは6809用のクロスアセンブラですが、以前、「必要に迫られて自作したアセンブラ等のツールソフトの紹介(2021年9月1日)」で紹介したもので、ASSIST09のソースをアセンブルする際にはそのままではアセンブルできず、ソースを修正する必要がありました。

例えばASSIST09のソースの1684行は

FCB 'H,$01,'H,$01,'H,$00,',,$00 --> $48,$01,$48,$01,$48,$00,$2C,$00 になって欲しい

となっていますが、この中の「',」が$2Cとならずに区切り記号と解釈されてしまうのです。ですので、アセンブルする際には「',」を$2Cと置き換えてアセンブルしていました。

ちなみに、使用者が多いと思われるアークピットさんのX6809でもこれは正常にアセンブルされません。アセンブル結果は次のようになります。

$48,$2C,$24,$30,$31,$2C,$00,$01,$48,$2C,$24,$30,$30,$2C,$00,$00

これは、X6809では1文字は「'」で囲んで「','」にしなければならないという仕様になっているからです。

私の自作アセンブラ(6809用、6800用)でも、最初はそのような仕様にしていたのですが、ASSIST09だけではなく他のソースでも後ろの「'」のない書き方が多いようなので、どちらの書き方にも対応するように変更した結果、「',,」が正常に変換されないというバグが発生していました。

もう一つの不具合も FCB疑似命令に関するもので、負数がちゃんと変換されないというもので、FCBのオペランド中での負数の処理にバグがありました。そのため、やはりアセンブル前にソースのFCBのオペランド中の-1を$FF,-2を$FEのように書き換えていました。

上記の2つの不具合はいずれもFCBのオペランド文字列の解釈に関するものでしたので、それを修正したVer1.92を作成しました。これによって「',」でも「','」のどちらでも正しく変換できるようになりました。


Ver1.92でのアセンブル結果


WARNINGが出ている


ASSIST09をアセンブルするために

以上で自作クロスアセンブラでASSIST09をアセンブルできるようになったのですが、実はソースそのものを何箇所か変更する必要があります。

私が以前から使用していたものは、書籍「MC6809-MC6809Eマイクロプロセッサ プログラミング マニュアル」中のソースではなくバイナリを手入力したもので、必要な個所を直接書き換えて使用していました。当時はアセンブラを所有していなかったので、ソースをアセンブルできなかったのです。

その後、ネットからソースを入手しましたが、そのソースが書籍のものと何箇所か異なっていることに気づいてはいましたが、ちゃんとソースを読んでいませんでした。

最近、ソースをアセンブルしてバイナリを得る必要があったので、書籍と見比べた結果、やはり書籍版を使用することにして、書籍版に合わせてネット版ソースを変更しました。

(私は今まで書籍版のバイナリを使い続けており、ネット版をそのままアセンブルしたものを使用したことがありませんので、動作にどんな違いがあるのかは分かりません。)

変更したのは下記の4箇所です。

1.825行からのCIDTAルーチン

2.870行からのCODTAOルーチン

3.1085行のCPX命令は6800の命令なのでCMPXに変更

4.1619行のCBKADDルーチンのDECBを変更

以上の変更を加えたソースを自作クロスアセンブラでアセンブルすると6つのWarningが出ますが、これはExtend命令と解釈したがDirect命令に変更できるよという警告ですので、該当の6箇所のオペランドの先頭にDirect命令を指示する「<」を付加します。改めてアセンブルするとWarningも出ずに、書籍と同じバイナリが生成されました。

以前は、Direct命令に変更できる場合は常に変更したコードを生成するようにしていたのですが、これではまずい場合がありましたので現在のような仕様にしているのですが、元のソースを書き換える必要があるのは嬉しくないので、変更するかしないかを選択できるようにしたVer1.93を作成しました。プログラムソースをかなり書き換えたので、正常に動作するかどうかをテスト中です。


FM-7へのASSIST09の移植

以前、ASSIST09に関するブログを書いた際には、もう既に移植済みのASSIST09にコマンドを追加したという内容でした。

「ASSIST09に追加したLoad, Saveコマンドを改良しました」(2018年6月27日)

「ASSIST09にLoad, Saveコマンドを追加」(2018年5月26日)

今さらとは思いますが、マイコンなどへの移植はネットでもいくつか見ますが(私も昔から自作マイコンで使用しています)、FM-7への移植はあまり見たことがないので、ここでFM-7へのASSIST09の移植の手順について書いてみたいと思います。

なお、以下の移植の手順についてはインターフェース誌1982年4月号の「ASSIST09の詳細とFM-8への移植(高橋豊)」をほとんどそのままFM-7に適用したものです。高橋豊さんに感謝いたします。

[1]最も簡単な移植(入出力にACIAを使用、領域圧縮なし、拡張ROMなし、アドレス$F800からに配置)

アセンブラが使用できればソースを変更してバイナリを生成できますので、ソースの24行、25行のACIAとPTMのアドレスを変更し、配置するアドレスを20行に書いてアセンブルするだけです。PTMが実装されていない場合はアドレスに$0000を書いておきます。

しかし、これでは2KBのASSIST09の他に6KBもの使われないエリアが生じて無駄が多くなりますし、そもそも、FM-7のようなパソコンの$F800からには移植できません...

[2]簡単な移植(入出力にACIAを使用、領域圧縮なし、拡張ROMなし、任意のアドレスに配置)

任意のアドレスに配置する場合には、20行目のROMBEG(スタートアドレス)を書き換えます。さらに[1]の設定に加えて、SWIやNMIのベクターアドレスをASSIST09用に再設定する必要があります。ベクターアドレスについては直接設定することになります。

[3]未使用領域を圧縮して移植(拡張ROMあり、他は[2]と同様)

拡張ROMを使用する場合は、それを用いて必要な再設定をすることができます。図のFM-7への配置例で示したものでは、$6800~$6FFFにASSIST09を配置し、その下に$100バイトの拡張ROMを置き、その下からがスタック/ワークエリアとしています。ソースの変更箇所はROMBEG(スタートアドレス)とRAMOFS(拡張ROMのオフセット)のみで、他は拡張ROM中で設定できます。


ASSIST09の配置例


ASSIST09は拡張を容易にするために、自身のアドレスから2KB下に$20,$FE(BRA *)があると、拡張ROMがあるとみなし、ASSIST09の起動前に$20,$FEの次のアドレスにサブルーチンジャンプすることで、ユーザの初期化プログラムなどを実行することができます。図では、2KB下ではなく$100バイト下に設定しています。

この初期化プログラム中で必要な処理を書くわけですが、最小限必要な処理は以下の2つです。

・1文字入力ルーチン、1文字出力ルーチンをFM-7のそれに置き換える。

・SWI、NMIルーチンをASSIST09用に置き換える。

SWIはASSIST09の内部でサブルーチンコールなどのために使用しています。NMIはBREAKキーでF-BASICに戻るために使います。

その他、コマンドの拡張もここで行うことができます。


拡張ROMの例を下に示します。まず最小限のものです。

 

コマンドの拡張は非常に有用ですので、高橋豊さんの例をそのままお借りしてコマンド拡張方法の具体例を示します。

 


配置例にあるように、拡張ROM($6700~$67FF)とASSIST09($6800~$6FFF)を一つにまとめておいて、
 CLEAR ,&H6000
 LOADM "ASSIST" <-- ASSIST09とExROMを合体したファイル
 EXEC &H67E0
その後
 MON でASSIST09が起動します。ASSIST09から抜ける場合はBREAKキーを押します。

FM-7への移植手順は以上ですが、改めてインターフェース誌で情報を公開して下さった高橋豊さんに感謝いたします。

修正した6809用クロスアセンブラについてはチェックが終わり次第公開します。
それにしても、6809の命令一覧表には載っていない命令(例えば、LEA命令のプログラムカウンタ相対のDirectモード命令)が存在したりして、情報不足のせいか今一つ理解できないことがいくつかあるのが悩ましいところです。
【9月20日訂正】私の勘違い(&知識不足)でした。Directモード命令ではなく、プログラムカウンタ相対の8ビットオフセットか16ビットオフセットかの違いでした。

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