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モニタ開発

　パーソナルコンピュータと同様、ハードウエアを直接
　動かすためBIOS(Basic Input Output System)を用意
　しておけば、開発が楽になります。

　BIOS作成は大げさなので、モニタを作成します。

　モニタは、ハードウエアを直接動かすコードの集合体
　なので、接続されている周辺ICのレジスタを操作する
　コードが必要です。

　端末から操作できるように、コマンドインタプリタと
　コマンドを定義します。

　最初のコマンドインタプリタは、単純に文字比較とします。
　コマンドインタプリタは、サブルーチン構成にします。

　CMD_INT:
　　push  af
　　push  bc
　　push  ix

　　; set serial buffer
　　ld    ix,SBUF

　　; get 1 command charactor
　　ld    a,(ix)

　　; judge command
　　cp    'I'
	call   z,CMD_I
　　cp    'O'
	call   z,CMD_O
　　cp    '?'
	call   z,CMD_HELP
　　;
　　pop   ix
　　pop   bc
　　pop   af
　　ret

　CMD_I:
　　ret

　CMD_O:
　　ret

　CMD_HELP:
　　ret

　コマンドは、１文字として'I'と'O'を用意します。
　シリアルバッファは、ラベルSBUFで指定しておき
　SRAMの中に、２５６バイト分確保します。

　SBUF:	DEFS 256

　コマンド'I'の仕様を考え定義します。

　　I/Oアドレスは、０〜２５５なので、16進数２けたで
　　指定します。このアドレスを、SBUFの中に次のように
　　入っているとして、動かします。



　　コマンド'I'は、デリミタを'\r'として３バイトとします。

　　仕様を確定したので、サブルーチンの内容を確定します。

　CMD_I:
	; store
	push	af
	push	bc
	; get I/O address
	ld    c,(ix+1)
	; get data
	in    a,(c)
	; show
	call  SHOW_BYTE
	; resume
	pop	bc
	pop	bc
	;
	ret

　　サブルーチンSHOW_BYTEは、別途定義します。

　コマンド'O'の動作を考え定義します。

　　I/Oアドレスを０〜２５５、データを０〜２５５と
　　して、各々16進数２けたで指定します。



　　アドレス、データがSBUFの中に入っているとして
　　サブルーチンを構成します。

　CMD_O:
	; store
	push	af
	push	bc
	; get I/O address
	ld  c,(ix+1)
	; get data
	ld  a,(ix+2)
	; impress
	out  (c),a
	; resume
	pop	bc
	pop	bc
	;
	ret

　ここまでで、周辺ICレジスタを操作できるように
　なったので、次にメモリの内容を設定、表示する
　処理を考えます。

　メモリ内容表示は、次のようにします。

8000: 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F
8010: 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F
8020: 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2A 2B 2C 2D 2E 2F
8030: 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3A 3B 3C 3D 3E 3F
8040: 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B 4C 4D 4E 4F
8050: 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 5A 5B 5C 5D 5E 5F
8060: 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 6A 6B 6C 6D 6E 6F
8070: 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 7A 7B 7C 7D 7E 7F
8080: 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 8A 8B 8C 8D 8E 8F
8090: 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 9A 9B 9C 9D 9E 9F
80a0: A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 AA AB AC AD AE AF
80b0: B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 BA BB BC BD BE BF
80c0: C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 CA CB CC CD CE CF
80d0: D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 DA DB DC DD DE DF
80e0: E0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 EA EB EC ED EE EF
80f0: F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 FA FB FC FD FE FF

　アドレスを16進表示後、コロンを入れ16個の数値を
　16進で表示します。

　コマンドは'D'(dump)として、256バイトを表示します。
　メモリのアドレスが必要なので、次のようにSBUFを
　利用します。



　コマンドインタプリタに、'D'コマンドを付け加えます。

　CMD_INT:
　　push  af
　　push  bc
　　push  ix

　　; set serial buffer
　　ld    ix,SBUF

　　; get 1 command charactor
　　ld    a,(ix)

　　; judge command
　　cp    'I'
	call   z,CMD_I
　　cp    'O'
	call   z,CMD_O
　　cp    '?'
	call   z,CMD_HELP

　　cp    'D'
	call   z,CMD_D

　　;
　　pop  ix
　　pop  bc
　　pop  af
　　ret

　'D'コマンド用のサブルーチンを考えます。

16進数値を１けたの数字(0〜9、A〜F)に変換
コンソールに１文字表示

　動作を考えて、各サブルーチンの名前を決めます。
　サブルーチン名を与えると、実現コードが明確になります。

h2a      16進数値を１けたの数字(0〜9、A〜F)に変換
rs_putc  コンソールに１文字表示

　２つのサブルーチンが存在するとして、'D'コマンドを
　記述してみます。

CMD_D:
  push  af
  push  bc
  push  de
  push  hl
  push  ix
  ; get address
  ld    ix,MADR
  ld    h,(ix+0)
  ld    l,(ix+1)
  ; set counter
CMD_D0:
  ld    c,16
  ld    a,c
CMD_D1:
  cp    0
  jr    z,CMD_D_END
  ; show address
  ld    a,h
  ; higher nibble => lower nibble
  srl   a
  srl   a
  srl   a
  srl   a
  ; hexadecimal => neumeric code
  call  h2a
  ; show upper
  call  rs_putc
  ld    a,h
  and   0fh
  ;  hexadecimal => neumeric code
  call  h2a
  ; show lower
  call  rs_putc
  ; show "00:"
  ld    a,'0'
  call  rs_putc
  ld    a,'0'
  call  rs_putc
  ld    a,':'
  call  rs_putc
  ; 
  ld    b,16
CMD_D2:
  ld    a,(hl)
  ; store
  ld    c,a
  ; higher nibble => lower nibble
  srl   a
  srl   a
  srl   a
  srl   a
  ; hexadecimal => neumeric code
  call  h2a
  ; show
  call  rs_putc
  ; get lower nibble
  ld    a,c
  and	0fh
  ; hexadecimal => neumeric code
  call  h2a
  ; show
  call  rs_putc
  ; get space
  ld    a,20h
  call  rs_putc
  ; address increment
  inc   hl
  ; check 1 line
  djnz  CMD_D2
  ; send CR
  ld    a,0dh
  call  rs_putc
  ; send LF
  ld    a,0ah
  call  rs_putc
  ; counter decrement
  dec   c
  ld    a,c
  jr   CMD_D1
CMD_D_END:
  pop  ix
  pop  hl
  pop  de
  pop  bc
  pop  af
  ;
  ret

　サブルーチンを定義するには、コーリングシーケンス
　を決めると、利用レジスタやメモリ領域が見えてきます。

　サブルーチンh2aを定義します。
　コーリングシーケンスは、以下とします。

　　16進数値４ビットをレジスタAに入れて、コール。
　　結果は、レジスタAに入っている。
　　16進数値の範囲外の場合、下位４ビットを16進数値
　　とみなして、変換する。



　サブルーチンh2aは、以下です。

h2a:
  ;*** get lower 4 bits ***
  add a,0fh
  ;*** 0 => 9 ***
  or  30h
  ;*** ? A => F ***
  cp  3ah
  jr  c,h2a_end
  add a,07h
h2a_end:
  ret

　relative jumpを利用して、リロケータブルの
　コードにしました。

　モニタとして、他にどんな機能があればよいか
　6800のデバッグモニタとして有名だったという
　MIKBUGのコマンドを調べてみました。

　MIKBUGのソースコードをWEBサイトでみることができたので
　サポート機能を拾い出してみました。

プログラムのメモリへのロード
レジスタの内容表示
メモリダンプ
メモリ内容の表示／変更
プログラム実行
パラレルポートを使ったシリアル入出力
割込みの補助

　テレタイプのASR-300シリーズや紙テープを
　利用し、わずか７６８バイトで上の機能を
　実現していたことに、驚きました。

　プログラムのロードと実行は必要なので
　この２つの実装をします。

　プログラム実行

　　プログラム実行は、分岐命令を使います。
　　Z80で使える分岐命令は、絶対アドレス指定で
　　リストすると、以下。

JP (HL)
JP (IX)
JP (IY)
JP absolute address

　　分岐命令だけでは、プログラムを実行して
　　モニタに戻ってこれないので、対象となる
　　コードの最後には、モニタプログラムへと
　　戻ってくるコードを入れます。

　　次のようなモジュールになります。

XTST:
    ; store
    push af
    push bc
    push de
    ; insert target code
    ;
    ;
    ; resume
    pop  de
    pop  bc
    pop  af
    ; return to monitor
    JP monitor

　　モジュールプログラムのアドレス格納に２バイトの領域を
　　用意しておきます。モニタは、この２バイトをHLレジスタ
　　ペアに入れて、プログラムを実行します。

MDADR:  DS  2

    ; get address
    LOAD HL,(MDADR)
    ; branch
    JP   (HL)

　プログラムロード

(under construction)

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