２０１８．７．６
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１６ビットマイコンボードの製作
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いつか使ってみるつもりで入手してそのまま置いてあった１６ビットＣＰＵのことを思い出しました。
ＡＭＤ社のＡＭ１８８です。
その名の通り、ＣＰＵコアは８０１８８互換の１６ビットＣＰＵです。
そのＡＭ１８８を使った１６ビットマイコンボードの製作記事です。
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［第５０回］



●ＳＱＲ（）よ、お前もか！

前々回、前回、システムプログラムをＲＯＭ化した場合のＣＳとＤＳに関わる悩ましい問題について書きました。
悩んでいても仕方がありませんし、悪態をついてみてもどうなるものでもありませんから、そこはあきらめてぶつぶつ文句を言いつつプログラムを変更して対策済みのシステムＲＯＭを作成しました。

よくよく考えてみましたら、ＣＳとＤＳの問題は浮動小数点計算プログラムに取り掛かるよりもずっと以前に気が付いていた問題でした。
そういうことまで忘れてしまって、「浮動小数点計算プログラムに取り掛かったところで気が付きました」などと書いたようでしたが、ボケもいいところです。
こりゃあもう何かで誤認逮捕でもされたら一巻の終わりですな。

ＢＡＳＩＣやマシン語のコマンド、命令のテーブルもしっかりＲＯＭに仕込んでありますから、そのテーブルを参照したり、エラーメッセージを表示するところでは当然セグメント変更プリフックスＣＳ：を使っています（セグメント変更プリフィクスはＣＳ：だけではありません。念のため書き添えておきます）。
ただコマンドや命令テーブルを参照するサブルーチンやエラーメッセージなどを表示するサブルーチンは数が限られていますから、その部分だけ対策すれば問題はありませんでした。
前々回、前回、それを問題にしたのは、参考のためにお見せしたプログラムリストにもありますように、浮動小数点計算プログラムは定数を参照している箇所が矢鱈多いので、それを対策するのが大変、と思ったからでした。
私の場合、きっとミスをするのはほぼ確定的であります。
ことに倍精度の浮動小数点計算プログラムは修正すべき箇所もハンパではない多さです。
案の定、何箇所かでミスをしてしまい、そのバグ取りに少なからぬ時間を費やしてしまいました。
そのあたりのことについては前回に書きました。
単精度も倍精度もテストして正しい結果が得られることを確認しましたし、この件はそれで終わり、のつもりだったのですが。

そういえば。
ＳＱＲ（）については単精度は確認したけれど、倍精度については確認したんだったっけ。
ふと気になりました。
ログなどを調べてみたところ、どうも倍精度のＳＱＲ（）については未確認だったようです。
多分いいだろう、とも思ったのですが、それほど手間のかかることでもありませんから念のためテストをしてみることにしました。
そうしましたら。
なんじゃあ、これは？

    10 FOR A#=0 TO 10
    20 PRINT "a#=";A#,"sqr(a#)=";SQR(A#)
    30 NEXT A#
    40 PRINT "end"
>r.
a#=0         sqr(a#)=0
a#=1         sqr(a#)=1
a#=2         sqr(a#)=0.7165313105738165
a#=3         sqr(a#)=0.8668778997502146
a#=4         sqr(a#)=0.7165313105738301
a#=5         sqr(a#)=0.7939226578179966
a#=6         sqr(a#)=0.8668778997502312
a#=7         sqr(a#)=0.9355069850316711
a#=8         sqr(a#)=0.7165313105738438
a#=9         sqr(a#)=0.755783741455783
a#=10        sqr(a#)=0.7939226578180117
end

だめじゃないの！
ＳＱＲ（）よ、お前もか！
で。
またしてもバグ取りです。
次の３箇所にバグがありました。
こちらがｂｅｆｏｒｅです。

MOV SI,*FB0
CALL FDIV ;[A-1]/[A+1]
CALL APSH
MOV SI,*FAH0
CALL FMULCS;[[A-1]/[A+1]]**2

POP AX  ;ｼｽｳ
CALL INFL8
MOV SI,LN2   
CALL FMUL   


FLN2:PUSH DI
MOV SI,LGLN
CALL FMUL   
POP DI
RET

こちらがａｆｔｅｒです。
上から５行目は直してはいけないところを直してしまっていました。
ＦＡＨ０はＤＳにある浮動小数点演算レジスタです。

MOV SI,*FB0
CALL FDIV ;[A-1]/[A+1]
CALL APSH
MOV SI,*FAH0
CALL FMUL;[[A-1]/[A+1]]**2

POP AX  ;ｼｽｳ
CALL INFL8
MOV SI,LN2   
CALL FMULCS


FLN2:PUSH DI
MOV SI,LGLN
CALL FMULCS
POP DI
RET

そのように修正してＲＯＭを作り直して、再度テストしたところ、今度は正しく計算が行なわれました。

>/load dsqrtst.txt
    10 FOR A#=0 TO 10
    20 PRINT "a#=";A#,"sqr(a#)=";SQR(A#)
    30 NEXT A#
    40 PRINT "end"
data end
>r.
a#=0         sqr(a#)=0
a#=1         sqr(a#)=1
a#=2         sqr(a#)=1.414213562373095
a#=3         sqr(a#)=1.732050807568877
a#=4         sqr(a#)=2
a#=5         sqr(a#)=2.23606797749979
a#=6         sqr(a#)=2.449489742783178
a#=7         sqr(a#)=2.64575131106459
a#=8         sqr(a#)=2.82842712474619
a#=9         sqr(a#)=3
a#=10        sqr(a#)=3.162277660168379
end


●ＥＸ　（ＳＰ），ＨＬの代わりの命令について

［第４２回］で、Ｚ８０（および８０８０）でＥＸ　（ＳＰ），ＨＬの代わりの命令は、８０８６では
ＭＯＶ　ＢＸ，ＳＰ
ＸＣＨＧ　ＳＩ，［ＢＸ］
のようにすればよい、と書きました。
そうしましたところ、その記事をお読みになった読者様から、
「この場合はＢＸではなくてＢＰを使うべきです」
とのご指摘のメールをいただきました。
全くご指摘の通りでした。

このところＣＳとＤＳについての問題について書いてきましたが、特定のレジスタとセグメントの関係はＤＳだけではなくてＳＳにもありました。
ＳＩとＤＩはＤＳで指定するメモリ領域を示します。
ただしＤＩについてはある特定の命令についてはＥＳで指定するメモリ領域を示します。
そしてＢＸもＤＳで指定するメモリ領域を示します。
ＡＸ、ＣＸ、ＤＸはメモリアドレスを示す目的には使えません。
もうひとつ汎用レジスタがあります。
それがＢＰです。
しっかり確認しておくべきだったのですが、ＢＰもＳＩ、ＤＩ、ＢＸと同じだろうと簡単に考えてしまったようです。
いや以前はちゃんとしっかり認識していたのかもしれませんが、なにしろ１ヶ月も経たないうちに記憶はほとんど白紙状態になってしまうものですから、なんとも申し上げられません。
あらためて確認したところ、ご指摘のとおりＢＰはＳＳで指定するメモリ領域を示すレジスタでした（他のレジスタと同様の汎用レジスタでもあります）。
そもそもＢＸはＤＳのメモリ領域を示しますからスタック領域を示す処理に使うのは誤りと言えましょう。
ここはご指摘の通り
ＭＯＶ　ＢＰ，ＳＰ
ＸＣＨＧ　ＳＩ，［ＢＰ］
とすべきでした。
メールでご指摘いただいたＭ様、ご指摘有難うございました。

さて。
このところの８０８６についての記事をお読みいただいております読者の皆様の中には、「こんな面倒なＣＰＵでは、とてもプログラムなど書けないぞお」とお思いの方もいらっしゃるかと思います。
しかし、その心配はご無用です。
ことはこのところ書いておりますように、セグメントレジスタに異なるメモリ領域を与えた場合に限って発生する問題です。
前に書きましたように、ＮＤ８０ＫＬ／８６ボードにＡＭ１８８ＣＰＵを搭載したシステムでは、ユーザ用のプログラム領域としてＮＤ８０Ｚ３．５やＮＤ８０８０と同じ８０００〜ＦＦＦＦの範囲のＲＡＭをアクセスするようにセグメントレジスタを設定しています。
その場合ＣＳ＝ＤＳ＝ＳＳ＝ＥＳには同じＲＡＭ領域を割り当てますから、このところ書いておりますような問題はユーザープログラムには発生しません。
ＮＤ８０ＫＬ／８６ボード用にアセンブラプログラムを書く場合には、上にも書きましたように、
１）メモリアドレスを示すレジスタとしては、ＡＸ、ＣＸ、ＤＸは使えない
２）メモリアドレスを示すレジスタとしてはＢＸ、ＳＩ、ＤＩ、ＢＰが使える
というように考えていただければよいかと思います。
ＮＤ８０ＫＬ／８６システムの上では、８０８６プログラムはＺ８０プログラムや８０８０プログラムと同程度の使い易さで使えるように考えてあります。
もっともそのことは、ＮＤ８０ＫＬ／８６システムでは、セグメントレジスタには同じ領域しか与えることができない（そのほかのＲＯＭおよびＲＡＭ領域にはアクセスできない）、あるいは８０８６の高度なプログラミングはできない、ということを意味しているわけではありません。
８０８６プログラムについての上級者の皆様には、その制約を外して自由にプログラミングできるツールとしてＮＤ８０ＫＬ／８６を使い倒していただきたいと願っております。

１６ビットマイコンボードの製作［第５０回］
２０１８．７．６ｕｐｌｏａｄ

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