ＰＩＣＢＡＳＩＣコンパイラ
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まるでインタプリタ。でもコンパイラです。超カンタン超シンプルです。
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［第２３回］



●ＡＮＤ（）、ＯＲ（）、ＸＯＲ（）

ＡＮＤ（＆）やＯＲ（｜）を使った論理式は［第２０回］で説明をしました。
そこで説明したＡＮＤ（＆）やＯＲ（｜）は比較演算子によって２数を比較する式を２つつないでそれぞれの式の結果の値（真と偽、１と０）のＡＮＤとＯＲを計算するものでした。
今回説明するＡＮＤ（）、ＯＲ（）、ＸＯＲ（）は８ビットの２数をビットごとに論理演算してその結果を求めるものです。
ＡＮＤ（）、ＯＲ（）、ＸＯＲ（）はいずれもその結果の値をもつ８ビットの関数です。

［１］ＡＮＤ（）

ＡＮＤ（）の書式です。

ＡＮＤ（ａ，ｂ）

ａ、ｂは変数、定数、式のいずれも使用できます。

ＡＮＤ（）はＩ／Ｏポートの入力データのうち必要なビットのみを残してそれ以外をマスクするときなどによく使われます。
ＡＮＤ（）のプログラム例です。

（）内の数として変数と定数を使った例です。
ＡＮＤ（）の結果の値は（）内の２つの数のどちらも１のビットが１になりそれ以外のビットは０になります。
この例では
ａ　＝’０１０１０１０１’
定数＝’１１１１００００’
なので２数をビットごとにＡＮＤの計算を行なうと
ｂ　＝’０１０１００００’
になります。

（）内の数として両方とも変数にした例です。

さきほどはａの値の下位４ビットがマスクされて結果の値の上位４ビットのみがａの値と同じになりました（下位４ビットはａの値に関係なく０）。
こんどはそれとは逆に上位４ビットがマスクされた結果ｃの値の上位４ビットは０になり下位４ビットのみがａの下位４ビットと同じになりました。

あまり適切な例ではありませんが（）内の２数として計算式を置くこともできます。

（）内の第１項はａ−３でこれを計算すると＄５２になります。
第２項はｂ＋＄１０で計算すると＄１Ｆになります。
’０１０１００１０’
’０００１１１１１’
を計算した結果は
’０００１００１０’（＄１２）
になります。

（）内の数として２数とも定数にすることもできます（これもプログラムとしてはあまり意味はありませんが）。

３（００００００１１）と７（０００００１１１）のＡＮＤですから結果は３になります。

［２］ＯＲ（）

ＯＲ（）の書式です。

ＯＲ（ａ，ｂ）

ａ、ｂは変数、定数、式のいずれも使用できます。
ａ、ｂはＡＮＤ（）のところの説明と同じです。

ＯＲ（）は２数のどちらかが１のビットは結果の値のビットが１になります。
２数のどちらのビットも０のときは結果の値のビットが０になります。

ＯＲ（）のプログラム例です。

ＯＲ（）の計算も基本的なところはＡＮＤ（）と同じです。
ａ　＝’０１０１０１０１’
定数＝’１１１１００００’
なので２数をビットごとにＯＲの計算を行なうと
ｂ　＝’１１１１０１０１’
になります。

（）内の数として両方とも変数にした例です。

結果としては上の計算の上位ビットと下位ビットが入れ替わっただけです。

ＯＲ（）についても（）内の数に計算式、定数を使うことができますがＡＮＤ（）のときと同じですからその例は省略します。

［３］多重使用はできません

ＡＮＤ（）の説明のところで（）の中には数式も記述できると書きました。
ただしそれには禁則事項があります。
数式にＡＮＤ（）〜ＸＯＲ（）を含めて記述することはできません。
下はそのできないプログラム例です。

このような書き方はややこしくて間違えてしまうもとですから書かないほうがいいにきまっています。
このように書いてもエラーにはなりませんが…。
正しい計算結果にはなりません。
このような書き方に応えるためには演算の途中結果を一時的に保存するためのスタックが必要です。
しかしＰＩＣはそのスタックエリアがとても小さいのです。
ＰＩＣではスタックはおもにＰＣ（プログラムカウンタ）の退避のために使われているのでそこにデータを退避しようとするとスタックオーバーになってしまう危険があります。
通常のデータエリアをデータの一時退避のために使うことも可能ですが（実際にそのように利用しています）、ここでもともと記述しにくくわかりにくい使い方のためにそこまでするのもなんだかなあという感じがします。
何でもできるのがよいシステムだとは限りません。
制約があってこそまともなプログラムが書けるということもあります。
そこでＰＩＣＢＡＳＩＣコンパイラではこのような多重使用はできないことに決めました。
このようにしたい場合には下のようなプログラムを書きます。

このように書いたほうがスッキリしてわかりやすいプログラムになります。
正しい結果が得られていることを順を追って確かめてみてください。

［４］ＸＯＲ（）

ＸＯＲ（）の書式です。

ＸＯＲ（ａ，ｂ）

ａ、ｂは変数、定数、式のいずれも使用できます。
ａ、ｂはＡＮＤ（）のところの説明と同じです。

ＸＯＲ（）はなんとも理解しにくい関数です。
Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ　ＯＲを意味する関数です。
排他的論理和と訳します。
そのように訳してみたってわからないことに変わりはありません。
ＡＮＤ（）、ＯＲ（）とはひと味違っていてちょっとひねくれています。
２つの数のビットが同じとき（１と１または０と０）に結果の数のビットが０になります。
２つの数のビットが異なっているとき（１と０または０と１）に結果の数のビットが１になります。
なんともたまらんなあという感じです。

ＸＯＲ（）のプログラム例です。

ＸＯＲ（）の計算も基本的なところはＡＮＤ（）と同じです。
ａ　＝’０１０１０１０１’
定数＝’１１１１００００’
なので２数をビットごとにＸＯＲの計算を行なうと
ｂ　＝’１０１００１０１’
になります。

（）内の数として両方とも変数にした例です。

結果としては上の計算の上位ビットと下位ビットが入れ替わっただけです。

ＸＯＲの計算では同じ数同士を計算した結果の値は必ず０になります。
たとえばＸＯＲ（＄５５，＄５５）＝０です。
マシン語のプログラムではこれを利用してＬＤ　Ａ，０（２バイト必要）と書く代わりにＸＯＲ　Ａ（１バイトで済む）と書くテクニックが昔から使われてきました。
昔はメモリが貴重だったので皆１バイトを減らすことにしのぎを削っていました（今は極楽でありまする）。
そんなことをしなくてもＢＡＳＩＣではａ＝０と書けばよいだけですからそのためにＸＯＲ（）を使うメリットは全くありません。

［５］ＮＯＴ（）？

ＡＮＤ（）、ＯＲ（）、ＸＯＲ（）と続くとＮＯＴ（）は無いのか？と思われるかもしれません。
実はＮＯＴはＸＯＲ（）を使って簡単に計算できるのでＰＩＣＢＡＳＩＣコンパイラではＮＯＴ（）関数までは用意しません。
＄ＦＦとの間でＸＯＲを実行すると結果はＮＯＴになります。
そのプログラム例です。

＄５５と＄ＦＦとの間でＸＯＲを計算した結果＄５５の各ビットを反転した値＄ＡＡになりました（下記参照）。
＄５５＝’０１０１０１０１’
＄ＡＡ＝’１０１０１０１０’

ＰＩＣＢＡＳＩＣコンパイラ［第２３回］
２０２３．５．１６ｕｐｌｏａｄ

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