(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第６７回］
●スタックポインタ
［第６５回］でＬＸＩ ＳＰという命令が出てきました。
ＳＰ（スタックポインタ）は１６ビットのレジスタでスタックアドレスを格納します。
スタックというのはメモリ上に置かれたレジスタの格納場所（一時記憶）です。
プログラムを書いていくと、大抵の場合は、ＣＰＵの持っているレジスタだけでは足りなくなってしまいます。
最も頻繁に使われるのがＡレジスタで、その次に使われるのがＨＬレジスタです。
たとえば、加算（ＡＤＤ）とか減算（ＳＵＢ）などを異なった値に対して複数回、行わなければならないときなど、ＡＤＤやＳＵＢはＡレジスタしか使えない（厳密に言うと、計算結果はＡレジスタにしか入れられない）ので、困ってしまいます。
たまたまＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｈ、Ｌの中で空いているレジスタがあれば、一時的にＡレジスタの値をその空いているレジスタに移しておく、という方法もあります。
でも全てのレジスタを使ってしまっていて、ひとつも空いているレジスタが残っていない、となるとお手上げです。
おっと、最後の手段がありました。
Ｍ（メモリアドレス）を使うという手です。
しかし、ＭはＨＬレジスタをアドレスの指定に使います。
ＨＬレジスタも別のデータの保存に使ってしまっている、としたら、Ｍも使うことができません。
残る方法は、メモリアドレスを直接指定する方法です。
メモリアドレスを直接指定して、Ａレジスタの値を保存したり、読み出したりする命令は、ＳＴＡとＬＤＡでした。
たとえば、ＳＴＡ ８０００ （Ａレジスタの値をメモリの８０００番地に格納する、とか ＬＤＡ ８５００ （メモリの８５００番地の値をＡレジスタに入れる）などと使うことができます。
メモリアドレスを直接指定する方法はやぼったいようですが、じつは、高級言語のＢＡＳＩＣやＣなどでは当たり前に使われている方法です。
ＢＡＳＩＣで、
ＡＢＣ＝１２３，ＸＹＺ＝０
などとした場合には、ＡＢＣやＸＹＺをメモリの特定アドレスに割り付けます。
そのあとで、ＫＥＫＫＡ＝ＡＢＣ−ＸＹＺ
などという計算をさせると、ＣＰＵはＡＢＣやＸＹＺの記憶場所として先に割り当てておいたメモリアドレスからデータを読んで来て、計算を行います。
このように、高級言語ではごく普通に行われる方法でも、マシン語プログラムでは少し事情が異なってきます。
ＢＡＳＩＣやＣでは、特別の場合を除いて、変数をそれほど多く使うことはありませんし、もともと変数エリアはメモリ上に置くようになっていますから、メモリアドレスを直接参照するのは当たり前の手段です。
しかし、マシン語プログラムでは、なにしろ限られたレジスタしか使えませんし、メモリを使用できる命令も限られています。
また、マシン語プログラムでは、レジスタを特定のデータの保存場所としてずっと使うことはしないで、そのときそのときで必要なレジスタを「一時的」に使用する、という使い方が一般的です。
そのような条件のもとでも、すでに説明したように、Ａレジスタについてはメモリアドレスを直接指定してデータを保存することが可能です（ＳＴＡ、ＬＤＡ命令）。
しかし、これもすでに説明したように、その他のレジスタ（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｈ，Ｌ）については、直接メモリアドレスを指定して、その値を保存するような命令は用意されていません。
ＨＬレジスタを使って、メモリアドレスを指定する（間接アドレッシング）方法によって、ＭＯＶ Ｍ，Ｂのようにすることしかできず、そのためにはＨＬレジスタを常に空けておく必要があります。
このことは、８０８０に対して多くの拡張命令を追加したＺ８０でも同じです。
ＬＤ Ａ，（ａｄｒｓ） …これは８０８０のＬＤＡと同じ
ＬＤ （ａｄｒｓ），Ａ …８０８０のＳＴＡ
はありますが、
ＬＤ Ｂ，（ａｄｒｓ）や、ＬＤ （ａｄｒｓ），Ｅ という命令はありません。
もちろん、このような制約のもとでも、プログラムテクニックによって、Ｂ〜Ｌの各レジスタの値をメモリ上に保存することはできるのですが、それは煩雑な処理を必要とします。
B〜Ｌレジスタはテクニックによってメモリに保存することも可能ですが、フラグの状態を保存することは、プログラムテクニックによってもできません。
そのためには、どうしてもスタックという機能が必要になってきます。
なおＺ８０では、Ｂ〜Ｌレジスタについてメモリを直接指定する命令は用意されていませんが、１６ビットＣＰＵの８０８６になると、Ａレジスタだけではなくて、その他のレジスタについても、メモリを直接指定する命令が用意されています。
しかし、８０８６でもスタックは必要不可欠なものとして、マシン語プログラムを作る上で重要な役割を担っています。
●スタック
スタック（ｓｔａｃｋ）は、（整然と）積み重ねる、または積み重ねたもの、という意味です。
コンピュータ用語では、メモリ上に配置された一時記憶領域で、ランダムアクセスはできず、シーケンシャルアクセスのみ許されます。
イメージとしては狭いトンネル状の格納場所があって、そこにデータをひとつずつ詰め込んでいくのに似ています。
どんどん詰め込んでいくのにしたがって、手前の空きがふさがっていきます。常に最後に詰め込んだデータだけが、入り口から見えています。
先に詰め込んだデータを取り出すには、その手前にあるデータを全部順に取り出してしまわなければ、その奥に詰め込んだデータを取り出すことはできません。
最後に詰め込んだ（または最後に取り出した）ときの、メモリ上のスタックの入り口のアドレスを常に記憶しているのがスタックポインタです。
スタックはメモリの奥のアドレス（大きいアドレス）から手前のアドレス（小さいアドレス、若いアドレス）に向かって詰め込まれていきます。スタックはレジスタペア（１６ビット、２バイト）単位で詰め込んだり、取り出したりします。
スタックポインタはデータを詰め込むごとに自動的に−２減算され、データを取り出すごとに＋２加算されます。
プログラムの進み方とは逆の方向になります。
スタックの、このアクセス方法から、一般的にはメモリの後ろの方（大きいアドレス）にスタックを置くことが多いようですが、絶対にそうしなければならない、というものではありません。
いままで説明してきた内容を図に描いて整理してみます。
スタックは図のようにメモリの後ろのアドレスから前に向かって詰められていくので、通常はメモリアドレスの後ろの方に置くことが多いのですが、図右のようにメモリの途中のアドレスに置くこともできます。
８０８０やＺ８０の場合、指定できるメモリアドレスは１６ビットですから、００００〜ＦＦＦＦ（１１１１ １１１１ １１１１ １１１１）になります。
プログラムは必ず００００からスタートします。
しかしスタックはメモリアドレスの任意の位置から始めることができます。
スタックアドレスはスタックポインタに保持されます。
スタックポインタにスタックアドレスを設定する命令が、［第６５回］で説明した、そして今回の書き出しにもあげた、ＬＸＩ ＳＰ命令です。
ＳＰ（スタックポインタ）とスタックの関係について説明します。
図ではＳＰにＦ８００が入っています。
プログラムの実行途中の状態でこうなっている場合もありますし、ＬＸＩ ＳＰ命令で、ＬＸＩ ＳＰ，Ｆ８００ を実行した結果こうなっている、ということにしてもよいでしょう。
Ｆ８００から前のメモリアドレスの値が図のようになっていて、ＢＣレジスタとＤＥレジスタの値がそれぞれ、ＢＣ＝ＡＢＣＤ、ＤＥ＝ＥＦ０１であるとします。
レジスタの値をスタックに保存する命令はＰＵＳＨ命令です。
ＰＵＳＦ Ｂ
ＰＵＳＨ Ｄ
ＰＵＳＨ Ｈ
ＰＵＳＨ ＰＳＷ
の４つの命令があります。
ＰＵＳＨ命令の回路については、次回に説明します。
今回はどのような働きをするかについて、例をもって説明します。
上の図の状態で、
ＰＵＳＨ Ｂ
ＰＵＳＨ Ｄ
のように、２つのＰＵＳＨ命令を続けて実行すると、メモリ上にとられたスタックはどのように変化するでしょうか。
ＰＵＳＨ Ｂ命令は、Ｂレジスタだけをスタックに入れるのではなくて、ＢレジスタとＣレジスタをあわせた２バイトの値をスタックに入れます。他のレジスタに対するＰＵＳＨ命令についても同様です。
ＰＵＳＨ Ｂを実行する前のＳＰの値はＦ８００でした。
ＰＵＳＨ Ｂを実行すると、Ｆ８００ではなくて、そこから−１したＦ７ＦＦに、上位レジスタであるＢレジスタの値が入れられ、次にさらにＳＰは−１されてＦ７ＦＥになり、そのアドレスにＣレジスタの値が入れられます。
続いてＰＵＳＨ Ｄが実行されると、Ｆ７ＦＤにＤレジスタの値が入れられ、Ｆ７ＦＣにＥレジスタの値が入れられます。
そしてＳＰの値はＦ７ＦＣになります。
ＰＵＳＨ命令によってスタックに入れられた値を取り出すにはＰＯＰ命令を使います。
ＰＯＰ命令についても、次回以降に説明をします。
ＰＵＳＨ、ＰＯＰはプログラムによってスタックを操作する命令ですが、サブルーチンコール命令（ＣＡＬＬ）やサブルーチンからメインルーチンに戻るときに実行するリターン命令（ＲＥＴ）でもスタックが使われます。
ＣＡＬＬやＲＥＴについても、もう少し先のところで説明をする予定です。
２００８．９．１４ｕｐｌｏａｄ
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