２０１８．６．２
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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３０回］



●０　ＤＩＶＩＤＥ

この２〜３日の作業でかなり機能が充実してきました。
まだ動くのはマシンランゲージのみですが、マシン語ツールとしてはここまでできれば十分実用になります。
実際にシステムプログラムを作り上げていく中でデバッグに随分役立っています。

当初はＡＭ１８８用のシステムプログラムの作成は適当なところで切り上げておいて、先にＫＬ５Ｃ８０Ａ１２用のシステムプログラムを完成させるつもりでした。
８０８６用のシステムプログラムを、ＫＬ５Ｃ８０Ａ１２版と同時に供給するのは、さすがに無理だろうという至極当然の判断からでした。
でもまあ全然手をつけないでおくわけにもいきませんから、とりあえず入口のあたりだけでもさわっておこうと考えて、ＡＭ１８８用システムプログラムの作成にとりかかったのでした。
しかし、いざ作業を始めてみますと、だんだん面白くなってきました。

おそらく多くの方はＺ８０や８０８０のマシン語に比べると８０８６のマシン語は桁違いに難しい（だろう）、と思われるでしょうけれど。
確かにそういう面もあります。
ありますけれど、ある程度慣れてきますと、それほど難しくはありません。
ひょっとすると８０８０やＺ８０のマシン語（アセンブラ）より簡単かもしれません。
ま、それはちょっと言いすぎかもしれませんが。
たとえば。

８０８０の　ＸＣＨＧ　はＨＬレジスタとＤＥレジスタを交換する命令です。
Ｚ８０ニーモニックでは　ＥＸ　ＤＥ，ＨＬ　です。
しかし　ＥＸ　ＨＬ，ＢＣ　とか　ＥＸ　ＤＥ，ＢＣ　はありません。
ところが。
８０８６の場合はこんな感じです。

2018/6/2  7:226  xchgtest.LST
[00001]                     ;;;XCHG
[00002]                     ;
[00003]                         ORG=8000
[00004] 8000  93                XCHG AX,BX
[00005] 8001  93                XCHG BX,AX
[00006] 8002  91                XCHG AX,CX
[00007] 8003  92                XCHG AX,DX
[00008] 8004  87D9              XCHG BX,CX
[00009] 8006  87DA              XCHG BX,DX
[00010] 8008  87CA              XCHG CX,DX
[00011] 800A  96                XCHG AX,SI
[00012] 800B  87DE              XCHG BX,SI
[00013] 800D  87CE              XCHG CX,SI
[00014] 800F  87D6              XCHG DX,SI
[00015] 8011  97                XCHG DI,AX
[00016] 8012  87FB              XCHG DI,BX
[00017] 8014  873C              XCHG DI,[SI]
[00018] 8016  8715              XCHG DX,[DI]
[00019]                     ;
[00020]                     ;

とても全部は書ききれないので適当にはしょって一部のみアセンブラにかけてみました。
ＸＣＨＧ　ＡＸ，ＢＸ　と書いても　ＸＣＨＧ　ＢＸ，ＡＸ　と書いてもどちらでもＯＫです。
まこれは８０８６アセンブラのキャパシティとも言えますが。
ＸＣＨＧ　ＤＸ，［ＤＩ］　のようにレジスタとメモリの交換もできます。
いかがでしょうか？
おお、これはひょっとしたら８ビットのマシン語では難しかったプログラムでも楽に書けるのでは？
とお思いになりませんでしょうか？
８０８６も今では過去のＣＰＵですけれど、今でもＷｉｎｄｏｗｓマシンの中で生きています。
コマントプロンプトの中で実行することもできますけれど、それはあくまで仮想８０８６マシンです。
ここはぜひ本物の８０８６（ＡＭ１８８は８０８６上位互換です）を動かしてみてください。
きっと８０８０やＺ８０では味わえなかったより大きな感動が得られるに違いありません。

余談になってしまいました。
本題に戻ります。
８０８６には乗算命令ＭＵＬと除算命令ＤＩＶがあります。
ＤＩＶでは０で割るとエラーが発生します。
Ｆａｔａｌ　ｅｒｒｏｒ（致命的なエラー）です。
０　ＤＩＶＩＤＥの割込みが発生します。
ＩＮＴ　０ｈの割込みです。
ＡＭ１８８の割込みテーブルは［第２２回］で説明しました。

ＤＩＶ命令を実行する前に除数が０でないことを確認しておくべきですが、プログラムのバグなどで０での除算が実行されてしまうかもしれません。
もしもＩＮＴ　０ｈの割込みに対してシステムプログラムが何も対策してなかった場合、そこでシステムはハングアップしてしまいます。
ちょっと作業が進みましたので、この機会に０　ＤＩＶＩＤＥエラーをシステムプログラムに組み込みました。
下はテストプログラムです。

2018/5/31  7:226  divtest.LST
[00001]                     ;;;DIV TEST
[00002]                     ;
[00003]                         ORG=8000
[00004] 8000  BA3412            MOV DX,1234
[00005] 8003  B8FFFF            MOV AX,FFFF
[00006] 8006  BB0300            MOV BX,0003
[00007] 8009  F7F3              DIV BX
[00008] 800B  90                NOP
[00009]                     ;END

ＤＩＶには１６ビット除算と８ビット除算があります。
オペランドに置いた除数のレジスタが１６ビットのとき、１６ビットの除算が行なわれます。
被除数はＤＸとＡＸを連結した３２ビットになります。
結果はＤＸに余りが、ＡＸに商が入れられます。
上のプログラム例（１２３４ＦＦＦＦ／３）ではオーバーフローかと思ったのですが多分被除数に対して除数が小さすぎるからでしょうか、０　ＤＩＶＩＤＥが発生しました。
このプログラムは簡単なテストプログラムとして書きましたので終わりがありません。
このまま実行すると最後に暴走してしまいます。
ＢＰの機能が使えますから、８００Ｂにブレークポイントを設定して実行します。
ブレークすると計算の実行結果を確認することができます。

実行中の様子です。

最初の実行では０　ＤＩＶＩＤＥ！と表示されました。
次にＤＸ＝００００にして実行しました。
００００ＦＦＦＦ／０００３＝５５５５です。
今回はエラー表示はありません。
ＡＸレジスタに５５５５が入っています。
なおどちらもブレークしたように表示されていますが、上の０　ＤＩＶＩＤＥの場合にはブレークポイントでのブレークではなくて０　ＤＩＶＩＤＥ割込みの処理プログラムの中でレジスタダンプをしたものです。
２回目に実行したエラーなしの場合にはＰＣ＝８００Ｂですが、１回目のエラー発生時はＰＣ＝８００Ａになっています。
あ。
今気が付きました。この場合にはＰＣ＝８００９にすべきでした。
あとでプログラムを直しておくことにします。

今度はＢＸ＝００００にして実行してみました。

当然０　ＤＩＶＩＤＥエラーになりました。
このときも念のためにブレークポイントを８００Ｂに設定してから実行したのですが、次にはブレークポイントを設定しないで実行しました。
同じ結果になりました。
レジスタの表示がブレークポイントの設定によるものではないことの確認です。

説明の途中ですが、ちょっと長くなってしまいましたので、続きは次回にいたします。

１６ビットマイコンボードの製作［第３０回］
２０１８．６．２ｕｐｌｏａｄ

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