ニモニックコンバータ(Python)
学研の「大人の科学」シリーズの中に ４ビットのコンピュータGMC-4があります。４ビットコンバータの命令一覧は、以下。 JUMP KA AO CH CY AM MA M+ M- TIA AIA CIA TIY AIY CIY CAL_CHNG CAL_CMPL CAL_DEM+ CAL_DEM- CAL_DSPR CAL_RSTR CAL_SETR CAL_SIFT CAL_SUND CAL_TIMR ４ビットコンピュータというので、命令を表現する ニモニックが特殊です。Z80や6809のニモニックに 慣れた身としては、体に染み付いているニモニック を使いたいもの。 既知のニモニックでプログラムを作成後、コンバータで 本来のニモニックコードに戻し、アセンブルすることを 目論見ました。 Z80ニモニックに似せて、独自アセンブリ言語を 定義し、対応表を作成します。 JUMP JUMPは、８０ワードあるプログラムメモリの任意の 番地に分岐するために使うので、通常のマイコンで あれば「JR」を利用します。 JR ? → JUMP ? と変換します。 オペランドは、分岐先アドレスとします。 KA KAは、キーパッドのキーの値を、レジスタAに転送 するので、Z80ならば「LD」か「IN」という命令に なります。 INA → KA と変換します。 AO AOは、レジスタAの値を２進LEDに転送します。 Z80ならば「LD」か「OUT」という命令に。 OUTA → AO と変換します。 CH CHは、レジスタ群(A,B,Y,Z)の値を、AとB、YとZの間で 交換します。Z80ならば「EX」に相当します。 EX → CH と変換します。 CY CYは、レジスタAとYの値を交換します。 SWAP → CY と変換します。 AM AMは、レジスタAの値をYレジスタで指定する データメモリに保存します。 6809ならば「STA」に相当します。 STA → AM と変換します。 MA MAは、Yレジスタで指定するデータメモリの値を レジスタAに転送します。 6809ならば「LDA」に相当します。 LDA → MA と変換します。 M+ M+は、Yレジスタが指定するデータメモリの値を レジスタAの値を加算して、Aに入れ直します。 ADDA (Y) → M+ と変換します。 M- M-は、Yレジスタが指定するデータメモリの値から レジスタAの値を減算して、Aに入れ直します。 SUBA (Y) → M- と変換します。 TIA TIAは、オペランドの値をレジスタAに保存します。 LDIA ? → TIA と変換します。 AIA AIAは、オペランドの値をレジスタAに加算し、結果を レジスタAに入れ直します。 ADDIA ? → AIA と変換します。 TIY TIYは、オペランドの値をレジスタYに保存します。 LDIY ? → TIY と変換します。 AIY AIYは、オペランドの値をレジスタYに加算し、結果を レジスタYに入れ直します。 ADDIY ? → AIY と変換します。 CIA CIAは、オペランドの値がレジスタAと一致するか 調べ、結果をフラグに反映させます。 CPA ? → CIA と変換します。 CIY CIYは、オペランドの値がレジスタYと一致するか 調べ、結果をフラグに反映させます。 CPY ? → CIY と変換します。 CAL_RSTO 数字LEDを消灯します。 TURN_OFF → CAL_RSTO と変換します。 CAL_SETR ２進LEDの指定ビットを点灯します。 ビットの指定は、レジスタYの値を使います。 BSET → CAL_SETR と変換します。 CAL_RSTR ２進LEDの指定ビットを消灯します。 ビットの指定は、レジスタYの値を使います。 BCLR → CAL_RSTR と変換します。 CAL_CMPL レジスタAの１の補数（反転）を求めて、レジスタAに 入れ直します。 CPL → CAL_CMPL と変換します。 CAL_CHNG レジスタ群と裏レジスタ群の値を入れ替えます。 EXX → CAL_CHNG と変換します。 CAL_SIFT レジスタAの値を１ビット右にシフトし、レジスタAに 入れ直します。 SLL → CAL_SIFT と変換します。 CAL_ENDS ENDの際の音を鳴らします。 BEEP_END → CAL_ENDS と変換します。 CAL_ERRS ERRORの際の音を鳴らします。 BEEP_ERROR → CAL_ERRS と変換します。 CAL_SHTS CWの「・」に相当する時間だけ 音を鳴らします。 BEEP_DOT → CAL_SHTS と変換します。 CAL_LONS CWの「―」に相当する時間だけ 音を鳴らします。 BEEP_DASH → CAL_LONS と変換します。 CAL_SUNS サウンド音を出力します。 SOUND → CAL_SUNS と変換します。 CAL_TIMR レジスタAで指定した時間だけウエイトします。 WAIT → CAL_TIMR と変換します。 CAL_DSPR 指定メモリ（5F、5E）の内容を２進LED に表示します。 SHOW → CAL_DSPR と変換します。 CAL_DEM+ Yレジスタに含まれている値をアドレスとして １ニブルの値を取出し、レジスタAと加算します。 加算結果をメモリに格納します。 ADD (Y),A → CAL_DEM+ と変換します。 CAL_DEM- Yレジスタに含まれている値をアドレスとして １ニブルの値を取出し、レジスタAの値を減算。 減算結果をメモリに格納します。 SUB (Y),A → CAL_DEM- と変換します。 独自アセンブリ言語のニモニックとGMS-4の ニモニックの対応表を作成します。
- JR ? JUMP ?
- INA KA
- OUTA AO
- EX CH
- SWAP CY
- LDA MA
- STA AM
- ADDA (Y) M+
- SUBA (Y) M-
- LDIA ? TIA ?
- ADDIA ? AIA ?
- LDIY ? TIY ?
- ADDIY ? AIY ?
- CPA ? CIA ?
- CPY ? CIY ?
- TURN_OFF CAL_RSTO
- BSET CAL_SETR
- BCLR CAL_RSTR
- CPL CAL_CMPL
- EXX CAL_CHNG
- SLL CAL_SIFT
- BEEP_END CAL_ENDS
- BEEP_ERROR CAL_ERRS
- BEEP_DOT CAL_SHTS
- BEEP_DASH CAL_LONS
- SOUND CAL_SUNS
- WAIT CAL_TIMR
- SHOW CAL_DSPR
- ADD (Y),A CAL_DEM+
- SUB (Y),A CAL_DEM-
簡単なプログラムを作成して、ニモニックの
置換ができることを確認します。
テスト用プログラムを次のように定義します。
INA
OUTA
LDIY 1
LDIA 2
ADDIA 3
ADDIY 4
JR 2
ファイルからプログラムを読込み、リストの
中に１行ごとに要素として格納します。
この処理をスクリプトで記述します。
# open
fin = open('tst.asm','r')
# get
line = fin.read()
# close
fin.close()
# generate list
glist = line.split('\n')
# delete space
alist = []
for e in glist :
if e != '' :
alist.append( e )
print alist
動かしてみると、次のようになります。
リストの要素を取出してから、文字列に変換するので
要素をひとつずつ取出す処理を付加します。
# open
fin = open('tst.asm','r')
# get
line = fin.read()
# close
fin.close()
# generate list
glist = line.split('\n')
# delete space
alist = []
for e in glist :
if e != '' :
alist.append( e )
# separate
for e in alist :
acode = []
tmp = e.split(' ')
for ee in tmp :
if ee != '' :
acode.append(ee)
print acode
命令を取出せているかを、確認します。
リストから文字列に変換しておきます。
# open
fin = open('tst.asm','r')
# get
line = fin.read()
# close
fin.close()
# generate list
glist = line.split('\n')
# delete space
alist = []
for e in glist :
if e != '' :
alist.append( e )
# separate
for e in alist :
acode = []
tmp = e.split(' ')
for ee in tmp :
if ee != '' :
acode.append(ee)
# instruction
car = acode[0]
# oprand
cdr = ""
if len(acode) > 1 :
cdr = acode[1]
# concatenate
tmp = car + " " + cdr
print tmp
変換がうまくいっているのかを確認です。
命令をGMC-4のニモニックに置換します。
置換は、関数を定義して対応します。
また、パラメータを必要とする命令かも
関数で判定します。
def convInstruction(x):
# default
result = "*** unknown code ***"
# dictionary has target strings
if mdic.get(x) != None :
result = mdic[x]
return result
def hasOprand(x):
result = False
if x == "LDIA" or x == "ADDIA" :
result = True
if x == "LDIY" or x == "ADDIY" :
result = True
if x == "CPA" or x == "CPY" :
result = True
if x == "JR" :
result = True
return result
独自定義のニモニックではない場合、それを
メッセージで使えるようにします。
この関数を含めるとコンバータが完成します。
#
def convInstruction(x):
# default
result = "*** unknown code ***"
# dictionary has target strings
if mdic.get(x) != None :
result = mdic[x]
return result
def hasOprand(x):
result = False
if x == "LDIA" or x == "ADDIA" :
result = True
if x == "LDIY" or x == "ADDIY" :
result = True
if x == "CPA" or x == "CPY" :
result = True
if x == "JR" :
result = True
return result
# generate disctionary
mdic = {}
mdic["JR"] = "JUMP"
mdic["INA"] = "KA"
mdic["OUTA"] = "AO"
mdic["EX"] = "CH"
mdic["SWAP"] = "CY"
mdic["LDA"] = "MA"
mdic["STA"] = "AM"
mdic["ADDA"] = "M+"
mdic["SUBA"] = "M-"
mdic["LDIA"] = "TIA"
mdic["ADDIA"] = "AIA"
mdic["LDIY"] = "TIY"
mdic["ADDIY"] = "AIY"
mdic["CPA"] = "CIA"
mdic["CPY"] = "CIY"
mdic["TURN_OFF"] = "CAL_RSTO"
mdic["BSET"] = "CAL_SETR"
mdic["BCLR"] = "CAL_RSTR"
mdic["CPL"] = "CAL_CMPL"
mdic["EXX"] = "CAL_CHNG"
mdic["SLL"] = "CAL_SIFT"
mdic["BEEP_END"] = "CAL_ENDS"
mdic["BEEP_ERROR"] = "CAL_ERRS"
mdic["BEEP_DOT"] = "CAL_SHTS"
mdic["BEEP_DASH"] = "CAL_LONS"
mdic["SOUND"] = "CAL_SUNS"
mdic["WAIT"] = "CAL_TIMR"
mdic["SHOW"] = "CAL_DSPR"
mdic["ADD"] = "CAL_DEM+"
mdic["SUB"] = "CAL_DEM-"
# open
fin = open('tst.asm','r')
# get
line = fin.read()
# close
fin.close()
# generate list
glist = line.split('\n')
# delete space
alist = []
for e in glist :
if e != '' :
alist.append( e )
# separate
for e in alist :
acode = []
tmp = e.split(' ')
for ee in tmp :
if ee != '' :
acode.append(ee)
# instruction
car = acode[0]
# oprand
cdr = ""
# ? instruction has operand
if len(acode) > 1 :
if hasOprand(car) == True :
cdr = acode[1]
# concatenate
tmp = convInstruction(car) + " " + cdr
print tmp
定義されていないニモニックを含めたときの
動作を確認してみます。
すべての命令を変換できているのかを
次のソースコードでチェックします。
INA
OUTA
EX
SWAP
LDA
STA
ADDA
SUBA
LDIA 0
ADDIA 1
LDIY 2
ADDIY 3
CPA 4
CPY 5
TURN_OFF
BSET
BCLR
CPL
EXX
SLL
BEEP_END
BEEP_ERROR
BEEP_DOT
BEEP_DASH
SOUND
WAIT
SHOW
ADD (Y),A
SUB (Y),A
JR 0
I/Oリダイレクトを利用して、変換すると
次のようになります。
KA
AO
CH
CY
AM
MA
M+
M-
TIA 0
AIA 1
TIY 2
AIY 3
CIA 4
CIY 5
CAL_RSTO
CAL_SETR
CAL_RSTR
CAL_CMPL
CAL_CHNG
CAL_SIFT
CAL_ENDS
CAL_ERRS
CAL_SHTS
CAL_LONS
CAL_SUNS
CAL_TIMR
CAL_DSPR
CAL_DEM+
CAL_DEM-
JUMP 0
得られたGMC-4のプログラムは、専用アセンブラに
かけて16進数に変換します。
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