標準ＴＴＬだけ（！）でCPUをつくろう！（組立てキットです！）
(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第２６４回］
●ＪＭＰ、ＣＡＬＬ、ＲＥＴ、ＰＣＨＬのテストプログラムです
９本目のテストプログラムです。
今回はＪＭＰ、ＣＡＬＬ、ＲＥＴ命令のテストプログラムです。
ＰＣＨＬもＪＭＰ命令の仲間のようなものですから、ついでにテストしてしまいます。
いままでにテストした命令は、レジスタに対して計算をするとか、値を入れるとかというような、計算処理的なものでした。
ですから計算結果とフラグを保存しておいて、あとでそれをチェックすればよかったのですが、今回のＪＭＰ、ＣＡＬＬ、ＲＥＴはいずれもプログラムの流れを変更する命令です。
さて、どのようにテストしたらよいものか、ちょいと悩んでしまいました。
しかもただのＪＭＰ、ＣＡＬＬ、ＲＥＴではなくて、そのいずれもが、ＪＮＺ、ＣＺのように、ＮＺ、Ｚ、ＮＣ、Ｃ、Ｍ、Ｐ、ＰＥ、ＰＯ、の条件付の命令を含んでいます。
これはなかなかにやっかいです。
プログラムの流れを変える命令ですから、プログラムが実行されていく過程をひとつひとつ、いわばトレース機能のように記録していくことができれば、あとでその結果を検証することで、命令が正しく実行されたかどうかを確認することができます。
という考え方でプログラムを作りました。
あまり一般的ではありません。かなりクセのあるプログラムになっています。
2009/6/18 9:12 TEST9.TXT
END=42F6
;;; MYCPU80 TEST9
;;; JMP CALL RET PCHL
;;; 09/6/16 6/18
;
ORG $4100
;
STCK=$5000
ERBF=$6000
;
4100 310050 LXI SP,STCK
4103 0E00 MVI C,00
4105 C5 PUSH B
4106 F1 POP PSW;CLEAR FLAG REGISTER
;
; JMP
4107 CD1F42 CALL PSH
410A DA2242 JC JMK
410D CD1F42 CALL PSH
4110 D22242 JNC JMK
4113 CD1F42 CALL PSH
4116 CA2242 JZ JMK
4119 CD1F42 CALL PSH
411C C22242 JNZ JMK
411F CD1F42 CALL PSH
4122 F22242 JP JMK
4125 CD1F42 CALL PSH
4128 FA2242 JM JMK
412B CD1F42 CALL PSH
412E EA2242 JPE JMK
4131 CD1F42 CALL PSH
4134 E22242 JPO JMK
;CALL
4137 CD1F42 CALL PSH
413A DC1F42 CC PSH
413D CD1F42 CALL PSH
4140 D41F42 CNC PSH
4143 CD1F42 CALL PSH
4146 CC1F42 CZ PSH
4149 CD1F42 CALL PSH
414C C41F42 CNZ PSH
414F CD1F42 CALL PSH
4152 F41F42 CP PSH
4155 CD1F42 CALL PSH
4158 FC1F42 CM PSH
415B CD1F42 CALL PSH
415E EC1F42 CPE PSH
4161 CD1F42 CALL PSH
4164 E41F42 CPO PSH
;RET
4167 110000 LXI D,$0000
416A CD2742 CALL RC
416D CD3142 CALL RNC
4170 CD3B42 CALL RZ
4173 CD4542 CALL RNZ
4176 CD4F42 CALL RP
4179 CD5942 CALL RM
417C CD6342 CALL RPE
417F CD6D42 CALL RPO
;
4182 0EFF MVI C,FF
4184 C5 PUSH B
4185 F1 POP PSW;SET FLAG REGISTER
;
; JMP
4186 CD1F42 CALL PSH
4189 DA2242 JC JMK
418C CD1F42 CALL PSH
418F D22242 JNC JMK
4192 CD1F42 CALL PSH
4195 CA2242 JZ JMK
4198 CD1F42 CALL PSH
419B C22242 JNZ JMK
419E CD1F42 CALL PSH
41A1 F22242 JP JMK
41A4 CD1F42 CALL PSH
41A7 FA2242 JM JMK
41AA CD1F42 CALL PSH
41AD EA2242 JPE JMK
41B0 CD1F42 CALL PSH
41B3 E22242 JPO JMK
;CALL
41B6 CD1F42 CALL PSH
41B9 DC1F42 CC PSH
41BC CD1F42 CALL PSH
41BF D41F42 CNC PSH
41C2 CD1F42 CALL PSH
41C5 CC1F42 CZ PSH
41C8 CD1F42 CALL PSH
41CB C41F42 CNZ PSH
41CE CD1F42 CALL PSH
41D1 F41F42 CP PSH
41D4 CD1F42 CALL PSH
41D7 FC1F42 CM PSH
41DA CD1F42 CALL PSH
41DD EC1F42 CPE PSH
41E0 CD1F42 CALL PSH
41E3 E41F42 CPO PSH
;RET
41E6 110000 LXI D,$0000
41E9 CD2742 CALL RC
41EC CD3142 CALL RNC
41EF CD3B42 CALL RZ
41F2 CD4542 CALL RNZ
41F5 CD4F42 CALL RP
41F8 CD5942 CALL RM
41FB CD6342 CALL RPE
41FE CD6D42 CALL RPO
;
; CHECK
4201 310060 LXI SP,ERBF
4204 210050 LXI H,STCK
4207 2B DCX H
4208 11F642 LXI D,TBL1END
420B 0680 MVI B,80
420D 1A LOOP0:LDAX D
420E BE CMP M
420F CA1342 JZ LOOP0_2
4212 E5 PUSH H;ERR
4213 2B LOOP0_2:DCX H
4214 1B DCX D
4215 05 DCR B
4216 C20D42 JNZ LOOP0
4219 E5 PUSH H
421A 210000 LXI H,$0000
421D E5 PUSH H
421E 76 HLT
;
;SUBROUTINE
;
421F E1 PSH:POP H
4220 E5 PUSH H
4221 E9 PCHL
;
4222 23 JMK:INX H
4223 23 INX H
4224 23 INX H
4225 E5 PUSH H
4226 E9 PCHL
;
4227 E1 RC:POP H
4228 13 INX D
4229 D5 PUSH D
422A E5 PUSH H
422B D8 RC
422C E1 POP H
422D D1 POP D
422E 13 INX D
422F D5 PUSH D
4230 E9 PCHL
;
4231 E1 RNC:POP H
4232 13 INX D
4233 D5 PUSH D
4234 E5 PUSH H
4235 D0 RNC
4236 E1 POP H
4237 D1 POP D
4238 13 INX D
4239 D5 PUSH D
423A E9 PCHL
;
423B E1 RZ:POP H
423C 13 INX D
423D D5 PUSH D
423E E5 PUSH H
423F C8 RZ
4240 E1 POP H
4241 D1 POP D
4242 13 INX D
4243 D5 PUSH D
4244 E9 PCHL
;
4245 E1 RNZ:POP H
4246 13 INX D
4247 D5 PUSH D
4248 E5 PUSH H
4249 C0 RNZ
424A E1 POP H
424B D1 POP D
424C 13 INX D
424D D5 PUSH D
424E E9 PCHL
;
424F E1 RP:POP H
4250 13 INX D
4251 D5 PUSH D
4252 E5 PUSH H
4253 F0 RP
4254 E1 POP H
4255 D1 POP D
4256 13 INX D
4257 D5 PUSH D
4258 E9 PCHL
;
4259 E1 RM:POP H
425A 13 INX D
425B D5 PUSH D
425C E5 PUSH H
425D F8 RM
425E E1 POP H
425F D1 POP D
4260 13 INX D
4261 D5 PUSH D
4262 E9 PCHL
;
4263 E1 RPE:POP H
4264 13 INX D
4265 D5 PUSH D
4266 E5 PUSH H
4267 E8 RPE
4268 E1 POP H
4269 D1 POP D
426A 13 INX D
426B D5 PUSH D
426C E9 PCHL
;
426D E1 RPO:POP H
426E 13 INX D
426F D5 PUSH D
4270 E5 PUSH H
4271 E0 RPO
4272 E1 POP H
4273 D1 POP D
4274 13 INX D
4275 D5 PUSH D
4276 E9 PCHL
;;;
;
;COMPARE DATA TABLE
;
; RC-RPO FLAG=1
4277 0C DB 0C
4278 00 DB 00
4279 0A DB 0A
427A 00 DB 00
427B 09 DB 09
427C 00 DB 00
427D 08 DB 08
427E 00 DB 00
427F 06 DB 06
4280 00 DB 00
4281 04 DB 04
4282 00 DB 00
4283 03 DB 03
4284 00 DB 00
4285 01 DB 01
4286 00 DB 00
;CC-CPO FLAG=1
4287 E3 DB E3
4288 41 DB 41
4289 E0 DB E0
428A 41 DB 41
428B DD DB DD
428C 41 DB 41
428D DA DB DA
428E 41 DB 41
428F D7 DB D7
4290 41 DB 41
4291 D1 DB D1
4292 41 DB 41
4293 CB DB CB
4294 41 DB 41
4295 C8 DB C8
4296 41 DB 41
4297 C5 DB C5
4298 41 DB 41
4299 BF DB BF
429A 41 DB 41
429B BC DB BC
429C 41 DB 41
429D B9 DB B9
429E 41 DB 41
429F B3 DB B3
42A0 41 DB 41
42A1 B0 DB B0
42A2 41 DB 41
42A3 AD DB AD
42A4 41 DB 41
42A5 AA DB AA
42A6 41 DB 41
;JC-JPO FLAG=1
42A7 A7 DB A7
42A8 41 DB 41
42A9 A1 DB A1
42AA 41 DB 41
42AB 9B DB 9B
42AC 41 DB 41
42AD 98 DB 98
42AE 41 DB 41
42AF 95 DB 95
42B0 41 DB 41
42B1 8F DB 8F
42B2 41 DB 41
42B3 8C DB 8C
42B4 41 DB 41
42B5 89 DB 89
42B6 41 DB 41
;RC-RPO FLAG=0
42B7 0C DB 0C
42B8 00 DB 00
42B9 0B DB 0B
42BA 00 DB 00
42BB 09 DB 09
42BC 00 DB 00
42BD 07 DB 07
42BE 00 DB 00
42BF 06 DB 06
42C0 00 DB 00
42C1 05 DB 05
42C2 00 DB 00
42C3 03 DB 03
42C4 00 DB 00
42C5 02 DB 02
42C6 00 DB 00
;CC-CPO FLAG=0
42C7 67 DB 67
42C8 41 DB 41
42C9 64 DB 64
42CA 41 DB 41
42CB 5E DB 5E
42CC 41 DB 41
42CD 58 DB 58
42CE 41 DB 41
42CF 55 DB 55
42D0 41 DB 41
42D1 52 DB 52
42D2 41 DB 41
42D3 4F DB 4F
42D4 41 DB 41
42D5 4C DB 4C
42D6 41 DB 41
42D7 46 DB 46
42D8 41 DB 41
42D9 43 DB 43
42DA 41 DB 41
42DB 40 DB 40
42DC 41 DB 41
42DD 3A DB 3A
42DE 41 DB 41
42DF 37 DB 37
42E0 41 DB 41
42E1 34 DB 34
42E2 41 DB 41
42E3 2E DB 2E
42E4 41 DB 41
42E5 28 DB 28
42E6 41 DB 41
;JC-JPO FLAG=0
42E7 25 DB 25
42E8 41 DB 41
42E9 22 DB 22
42EA 41 DB 41
42EB 1F DB 1F
42EC 41 DB 41
42ED 1C DB 1C
42EE 41 DB 41
42EF 16 DB 16
42F0 41 DB 41
42F1 13 DB 13
42F2 41 DB 41
42F3 10 DB 10
42F4 41 DB 41
42F5 0A DB 0A
42F6 41 TBL1END:DB 41
;
ERBF =6000 JMK =4222 LOOP0 =420D
LOOP0_2 =4213 PSH =421F RC =4227
RM =4259 RNC =4231 RNZ =4245
RP =424F RPE =4263 RPO =426D
RZ =423B STCK =5000 TBL1END =42F6
あとで見直してみましたら、条件なしのＪＭＰ命令とＲＥＴ命令はテストしていませんでした。
でも、ＪＭＰやＲＥＴはＴＫ８０モニタプログラムの中でも繰り返し出てきていますから、まあこれについては、あらためてテストしなくてもよいでしょう（汎用のテストプログラムを作ることが目的ではありませんから、そういうことにしてしまいましょう）。
条件なしのＣＡＬＬ命令については、今回のテストプログラムの中でも繰り返し使っていますから、これもついでにテストができてしまったことになります。
ということで、条件付きのＪＭＰ、ＣＡＬＬ、ＲＥＴ命令をテストしますが、いちいち条件を設定するのは面倒ですから、最初に全てのフラグをクリアした状態で各命令をテストし、そのあとで今度はすべてのフラグをセットした状態で、同じ命令をテストすることにします。
最初は条件ＪＭＰ命令です。
ＣＡＬＬ ＰＳＨとＪＭＫへの条件ＪＭＰ命令の繰り返しです。
ＰＳＨとＪＭＫルーチンは後ろの方のＳＵＢＲＯＵＴＩＮＥのところにあります。
421F E1 PSH:POP H
4220 E5 PUSH H
4221 E9 PCHL
;
4222 23 JMK:INX H
4223 23 INX H
4224 23 INX H
4225 E5 PUSH H
4226 E9 PCHL
;
ＰＳＨは何をしているのでしょう。
実はCALL ＰＳＨ命令の次のアドレスをスタックに保存しているのです。
ＣＡＬＬ命令を実行すると、その次のアドレスがスタックに保存されますが、それはＲＥＴ命令を使うことでプログラムカウンタに入れられてしまって、スタックには残りません。
そこでＲＥＴを使わないで、ＰＣＨＬで「戻る」ことによって、スタックに戻り先のアドレスをわざと残したままにしているのです。
ＪＭＰ命令はＣＡＬＬ命令と違って、その次のアドレスをスタックに入れたりはしません。
そこで上のＰＳＨと同じ目的をＪＭＰ命令で実現できるように、ということでＪＭＫルーチンを作りました。
ＣＡＬＬ ＰＳＨとＪＸ ＪＭＫとを交互に使うことで、あとでスタックに残ったアドレスを見れば、どの条件ＪＭＰ命令が実行され、どの条件ＪＭＰ命令がパスされたのかがわかります。
次の条件ＣＡＬＬ命令のテストも、条件ＪＭＰ命令のテストと同じことをしています。
ＣＡＬＬ ＰＳＨとＣＸ ＰＳＨを交互に使うことで、あとでスタックに残ったアドレスを見れば、どの条件ＣＡＬＬ命令が実行され、どの条件ＣＡＬＬ命令がパスされたのかがわかります。
ＲＥＴ命令については、ＪＭＰ命令やＣＡＬＬ命令のようにすることはできません。
なにしろ”ＲＥＴＥＲＮ”しなければいけないのですから。
そこでサブルーチンの中で条件ＲＥＴ命令を使います。
それが使われたのかパスされたのかが後でわかるようにＤＥレジスタをカウンタに使います。
ＲＸ命令の前後でＩＮＸ Ｄ命令でカウントアップすることで、どの条件ＲＥＴ命令が実行され、どの条件ＪＭＰ命令がパスされたのかがわかります。
なぜＩＮＸ命令かといいますと、もしここでＩＮＲ命令を使うと、それによってフラグが変化してしまうので、テストにならないからです（前回のテストの顛末を思い出してください）。
ＩＮＸ命令がフラグを変化させないことにもそれなりの意図があったのではないか、と思います。
いつものように結果をＵＳＢ経由でパソコンに送りました。
これが結果のデータであることはわかったとしても、それが正しい結果なのかどうかを確認するのは、なかなかに大変です。
でもすでに説明しましたように、あらかじめＺＢＫボードの上で、Ｚ８０によって同じプログラムを実行させて、その結果をもとにして比較データを作っていますから、比較した結果が一致していれば、正しく実行されたことになります。
参考までに、ＺＢＫボードで実行した結果を表示した画面です。
ここのところ、ソフトウェア（プログラム）のお話ばかりが続いています。
ちょいと退屈かもしれません。
でも、でも、ちょいと考えてみてくださいな。
こうしてこの間からお見せしている、結構長くてうんざりしてしまうようなプログラムなのですけれど、この何本かのプログラムは全部、現実に、「つくるＣＰＵ」の試作基板の上でちゃんと実行されているのですよ。
つまり、８０８０の命令が、本当に、そのまま実行されているのですよねぇ。
これって、ちょいと、すごいことだとは、思いませんか？
そうなんですねー。
模型だとか、モデルだとか、ただのオモチャなどではなくて、現実にちゃんと動作してくれるホンモノなのですよぉ。
じつは、かく言うこの私自身が、
「うわぁ、とうとう、ホントに、ホンマモンを作ってしもうたわぁ」
と、ちょいと、感動しているところなのです。
２００９．６．３０ｕｐｌｏａｄ
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