TTL でCPUを作成、16bitの手作りコンピューター TANACOM-1 誕生

2012年 4月、ペーパーマシンが誕生 ！

この度、TANACOM-1 のエミュレータがやっと完成しました。
あなたのPC( Windows機のみ )の上で、TANACOM-1 が動きます。

エミュレータ pack のダウンロードとインストール

では、さっそく、エミュレータ pack をダウンロードしましょう。
（ このエミュレータ pack は、フリーライセンスで無料です ）

TANACOM-1 pack 093 DownLoad はここから

• ①エミュレータ
  tanacomemu093.exeを実行すれば、すぐにエミュレータが動きます。
  アプリフォルダは、マイドキュメント等お好きな場所に移動されても結構です。

• ②クロスアセンブラ
  tanacom1casm15.exeを実行すれば、すぐにクロスアセンブラが動きます。
  ソースフォルダは、マイドキュメント等お好きな場所に移動されても結構です。

今回、ほとんどのファイルが更新されておりますので、旧バージョンをご使用の方は
恐れ入りますが、古いものを削除（アンインストール作業不要）して、新しいものをお使い下さい。

なお、エミュレータにて自動的に作られる設定ファイル(tanacomEmulater.ini)には、
ウェィトパラメータが保持されていますので、従来のtanacomEmulater.iniを今回のtanacomemu093.exeの在るフォルダにコピーすると、そのまま使えます(もちろん、そうしなくともtanacomemu093.exe上で新たにWAIT値を設定してやっても大丈夫です)

画面各部のご説明

■　白地で横長の画面は、CUI ウィンドと称すサブ・ウィンドです。
コマンドやパラメータを打ち込んで、TANACOM-1 を操作します。
メインメモリに対して、書き込み、読み出し等の作業を行います。
Windows機で言えば、DOS窓 的な役目です。

あなたの TANACOM-1 は、何MHzで動く？

皆さんがお使いの PC は、30数年前に作られた TANACOM-1 に比べると、超高性能になっておりますので、WAIT をかけないと、早すぎて、ゲーム等が遊べません。
そこで、まずは WAIT 値を決めましょう。

( STEP 1 )
メインウィンドのメニューバーにて、「 FILE 」－「 Load 」と選択し、アプリフォルダより、「エミュCLOCK測定.txt 」を読み込みます。
ファイルの中身は、実はこの様になっています。

これは、TANACOM-1 のシングルブロックのマシン語ファイルで、テキストで構成されています。内容は次のような意味があります。

( STEP 2 )
では、さっそく、実行してみましょう。
メニューバーにて、「 CPU 」－「 CPUをReset 」と選択します。
きちんとリセット出来たか、現在のレジスタの状況を見てみます。
メニューバーにて「 コマンド 」－「 各レジスタ表示 」を選択します。
Pc が 0000 になっていますね。

( STEP 3 )
では、メニューバーにて「 CPU 」－「 PC の示す現アドレスから RUN 」を選択します。
これで、読み込まれたプログラムを 0 番地から実行し始めました。
メインウィンドの RUN ランプは、緑色に点灯します。
数秒のうちに

( STEP 4 )
さあ、では、WAIT を指示してみましょう。
CUI ウィンドの「 CMD / Para 」に、WAIT セットのコマンドを入力します。
WAIT セットコマンドは「 W xxxx 」で、引数xxxx は 0 ～ 0x7ffffff まで指定できます。
引数 0 を指定すると、WAIT なしのフルスピードとなります( WAIT 値のみ 32bit 変数なのです)。
皆さんは、まず「 W 0100 」程度から始められて、0200 → 0300 → 0400 と試されて、適正値を探されると良いでしょう（ コマンド等に使います引数は、すべて 16進表現になっております）。

今回は例として「 W 0460 」と入れてみます（エンターキーを忘れずに）。
そして、先ほどと同じく、リセット後、 「 PC の示す現アドレスから RUN 」を指示します。
すると、約 30 秒ほどで、

実際は、先ほど述べましたとおり、何回か試行錯誤して、約 10 MHz になる適切な WAIT 値を見つけて行きます（ あまり神経質にならなくて結構です。およそ 10 ～ 11 MHz になれば大丈夫です ）。
WAIT 値は、変更しない限り、すっと記憶されてます。

さあ、基本ソフトFORSEの読み込みです

メインウィンドのメニューバーにて、「 FILE 」－「 Load 」と選択し、アプリフォルダより、
「基本ソフトFORSE.abn 」を読み込みます。
ファイルの中身は、実はこの様になっています。

お気づきのように、拡張子が「 .abn 」となっています。
これは、TANACOM-1 のマルチブロックのマシン語ファイルで、同じくテキストで構成されています。
内容は次のような意味があります。

さあ、スタートさせてください。
「ポッ」と beep 音がして、 FORSE の起動画面が現れます。

まずは FORSE アプリを読み込んで遊んでみましょう

今回、サンプルプログラムとして、大昔マイコン界ではあこがれのゲームだった「スタートレック」を入れております。
FORSE が RUN の状態のままで結構ですので、先ほどと同じように、メニューバー「 FILE 」－「 Load 」で、アプリフォルダにあります「 STARTRAK改善版.abn 」を読み込んでみます。
これは、 FORSE のアプリになります。マシン語ではなく、 FORSE の各命令で書かれています。
では、アプリ・プログラムの中身を覗いてみましょう。

「 T 」＋エンター

と打ち、編集ポインタをトップに持ってきます。
そこから

「 P10 」＋エンター

と打つと、編集ポインタ位置から、プログラムを10 行リストしてくれます。
画面には、

では、ゲームを実際に、走らせてみましょう。
FORSE での、RUN 指示は、

「 @ 」＋エンター

画面が消去されゲームがスタートします。
画面には、

もし、スタート直後の宇宙全体の設計を行う部分が、あまりにも長いと感じられる場合は、FORSE Re-START して、最初からやり直してみて下さい（条件が合うような宇宙を乱数を用いて展開する処理にバグ疑惑？・・・）。

さあ、ゲームの中での指令コマンドは、

魚雷やワープでは、方向を指示してやりますが、その「方向」とは、
上を０度とし、時計回りに９０度、１８０度、２７０度となり、０～３５９度まで、１度単位で指示出来ます。

・・・この先は、おいおいご説明してまいります。

待ちきれない方は、ネットで「スタートレック」を検索して、遊び方と指令コマンドの使用方法を見つけてみて下さい。
今回のスタートレックは、ソースがあちらこちらで公開されている Palo Alto 版 Tiny BASIC 用スタートレックをベースにし、過去のパソコン雑誌等も参考にして、FORSE で書き直しました。
よって、指令コマンドの使い方等は、一緒のはずです。

もしも途中で、暴走したり、変な動きをしたら、メニューバー「 CPU 」－「 FORSE Re-START 」 で仕切り直しをし、再スタートすると良いでしょう。


ご注意．
FORSE アプリは、基本ソフトFORSE の上で走るアプリですので、メモリに基本ソフトFORSE が先に読み込まれていないと、「 FORSE Re-START 」しても、暴走するだけです。

エミュレータの使い方

メイン・ウィンドの操作方法

メイン・ウィンドのメニューバーについて、ご説明します。
メニュー項目に於いて、「黒丸●」の付いたものは、パラメータを必要とする操作であることを表しております。
パラメータは、CUI ウィンドの「 CMD ／ Para」エリアにキーボードで直接入力します。


■　メニューバー　［　FILE　］

• Load
  TANACOM-1のシングルブロックのマシン語ファイル（拡張子に定めなナシ）、ならびにマルチブロックのマシン語ファイル（拡張子は ．abn ）をメインメモリに読み込む。

• Text Load
  FORSE のプログラム領域に、通常のテキストで書かれた文章をFORSE プログラムとして読み込む。
  その時点で FORSE のプログラム領域に何かプログラムが書かれていても、無視してロードされます。
  読み込まれるテキストファイルは、TANACOM-1 が扱える文字で構成されている事が前提です。扱える文字は、半角英数字（大文字のみ）、半角カタカナ、半角記号の一部だけです。

• Save
  FORSE のプログラムをマルチブロック・マシン語ファイルとして、ファイルに書き出します。よって、必ず、ファイルの拡張子を「 ．abn 」にしなければなりません。
  もし、FORSE のプログラムと併せて、保存したいマシン語領域があれば、CUIウィンドの「 CMD／Para 」に16進で「先頭アドレス、終了アドレス」を記述しておいて、それから「 SAVE 」の指示をして下さい。マシン語領域は、複数領域の指定が可能です。その場合、先ほどのパラメータ・ペアを必要な分、並べて下さい。

• 終了
  エミュレーションの全てのウィンドを閉じ、終了します。
  
  

■　メニューバー　［　CPU　］

• FORSE Re-START
  プログラムカウンタ Pc に、FORSE のスタートアドレス 0x0100 をセットし、RUN する。
  メインメモリに「基本ソフトFORSE.abn 」が読み込まれていないと、暴走します。

• 停止 HALT
  TANACOM-1 をSTOP させます。プログラムカウンタ Pc は、STOP した地点の次実行すべき命令のアドレスを示しています。

• PCの示す現アドレスから RUN
  プログラムカウンタ Pc が現在示しているアドレスから、RUN する

• 指示アドレスから RUN ●
  CUIウィンドの「 CMD／Para 」に16進で示されたパラメータをプログラムカウンタ Pc にセットし、そこから RUN する

• CPU を Reset
  CPU の全てのレジスタ、フラグをリセットする。
  よって、プログラムカウンタ Pc も0x0000 になる。
  
  

■　メニューバー　［　操作　］

• FORSE 追跡する
  FORSE プログラムの命令をトレースします。実行されたFORSE 命令をCUI ウィンドに表示していきます。
  この指示は、トグルスイッチになっています。
  基本ソフトFORSE が走っていないと、この指示は何の意味も持ちません。

• トレースする
  TANACOM-1 のマシン語の１命令１命令をトレースします。
  この指示は、トグルスイッチになっています。
  大きなプログラムを長時間トレースすると、CUI ウィンドが溢れて、異常な表示になる場合があります。
  
  

■　メニューバー　［　編集　］

• FORSEアプリをクリップボードにコピー
  現在、FORSE のプログラム領域に書かれているプログラムの全文を、テキストとして、クリップボードにコピーします。
  よって、他のエディタ等で「貼り付け」して、閲覧、修正、加筆が出来ます。

• CUI ウィンドを隠す
  CUI を必要とする操作が無い場合、サブ・ウィンドが邪魔に感じられたら、隠すことが出来ます。
  この指示は、トグルスイッチになっています。
  但し、CUI ウィンドが隠れたまま、CUI を必要とする操作指示がありましても、何も表示されないので、お気をつけ下さい。
  
  

■　メニューバー　［　コマンド　］

• 各レジスタ表示
  現時点で、実行した命令が存在するアドレスとそのメモリ内容（命令）、そして、各レジスタ、フラグの現在値および、その命令（逆アセンブル）を表示します。
  もし、CPU が停止中であれば、実行した命令が存在するアドレスは、0x7fff と表示され、逆アセンブルでの命令表示はありません。
  この指示操作は、CPU が実行中でも可能です。

• CUI 画面のクリア
  サブ・ウィンドの CUI 画面をクリアします。
  但し、「 CMD／Para 」エリアは、消去されず残されます。
  
  

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CUI ウィンドの操作方法

「 CMD／Para 」エリアにキーボードより、コマンドを入力し、TANACOM-1 の操作やメインメモリへの読み書きを行います
アドレス等指示するパラメータは、すべて 16進表現です（例　01FA とか。頭に 0x や $ は添える必要はありません）。

ｄ　アドレス，[大きさ] ･･･ DUMP

アドレスの位置から、指示された大きさのメモリの内容をダンプする。
大きさが省略された場合は、大きさを１６ワードとします。

ｐ　アドレス ･･･ Set Pc

プログラムカウンタ Pc に指示アドレスをセットする

ｒ [ｒ０値]，[ｒ１値] ･･･ Set Rx

汎用レジスタ R0 または R1 または両方に指示値をセットする
「 r xxxxx 」とすれば R0 にセットされ、 R1 は不変です。
「 r ，xxxxx 」とすれば R1 にセットされ、 R0 は不変です。
「 r xxxx ，yyyy 」とすれば R0 に xxxx 、 R1 に yyyy がセットされます。

ｇ ･･･ Ｐｃの示す現アドレスより RUN

ｗ　ＷＡＩＴ値 ･･･ Set WAIT

ＷＡＩＴ値を指定します。値は 0 ～ 0x7ffffff まで指定できます( WAIT 値のみ 32bit 変数です)。
値を０とすると、WAIT なしのフルスピードとなります

ｓ　ＳＷＲ値 ･･･ Set SWR

TANACOM-1 のフロントパネルにあるＳＷＲ（ＳＷレジスタ）の状態を指示します。ＳＷＲに関わるプログラムのデバッグ時等に使用されます。

ｍ　アドレス，値，値，，， ･･･ Set Memory

メインメモリに対して、指示アドレスから順番に値をセットして行きます。セットされたら、その内容がダンプされます。

ｚ　アドレス，[大きさ] ･･･ 逆アセンブル

指示アドレスから、指示された大きさ分、逆アセンブルします。
大きさが省略された場合は、大きさを１６ワードとします。

ｂ　 [ｐｒｅアドレス]，アドレス，[ステルスモード] ･･･ BreakPoint

ブレーク・ポイントを設定します。
「 b　アドレス」とすれば、実行中のCPU が 指定アドレスを実行した時点で、そのレジスタ等内容表示し、停止します。

「 b　アドレス１，アドレス２」とすれば、実行中のCPU が アドレス１からアドレス２の範囲にある間、１命令実行ごとに、停止します。

「 b　アドレス１，アドレス２，１」とすれば、実行中のCPU が アドレス１から１命令ごとにレジスタ等内容表示しながら実行され、アドレス２を実行した時点で、停止します。

「 b　アドレス１，アドレス２，２」とすれば、実行中のCPU が アドレス１から１命令ごとにレジスタ等内容表示しながら実行され、アドレス２の時点で、平常に戻り、先へ進みます。

ａ　･･･ アセンブルド・ペースト

アセンブラで生成したマシン語（シングルブロック）をペーストにて、メインメモリに書き込みます。

ｃ　･･･ CUI 画面 Clear

サブ・ウィンドの CUI 画面をクリアします。
但し、「 CMD／Para 」エリアは、消去されず残されます。

ｌ　アドレス ･･･ Look Point

アドレスが示すメモリの内容を、レジスタ状況表示時に合わせて表示します。なお、アドレスに ０ を指定すればこの機能が解除されます。

？　･･･ Help

簡易なコマンド説明を表示します

FORSE プログラムの編集を、より簡単に

FORSE 自体ではプログラムの保存・読込みは、カセットテープだから非現実だし、FORSE エディトモードでのラインエディタも、皆様にとって相当使い辛いと思われます。
そこで、もっと簡単にFORSE プログラムの編集をやれる様に工夫しました。

新規で、FORSE プログラムを作る

1. 皆様の使い慣れたエディタで、FORSE プログラムを書き、テキストファイルを保存する（但し、使える文字は、半角英数字（大文字のみ）、半角カタカナ、半角記号の一部だけですので、お気をつけ下さい）
   
   
2. メイン・ウィンドのメニューバー「　FILE　－　Text Load　」にて、先ほどのテキストファイルを読み込み、FORSE プログラム領域に展開させる。
   
   
3. 実行して、正しく動くか、試してみる。
   
   
4. メイン・ウィンドのメニューバー「　FILE　－　save 」にて、新規のFORSE プログラムとして、保存する（拡張子．abn をお忘れ無く）。
   
   
   

既存の FORSE プログラムを修正したり、改造する

1. まず、既存の FORSE プログラムをロードする。
   
   
2. メイン・ウィンドのメニューバー「編集 － FORSEアプリをクリップボードにコピー」にて、既存の FORSE プログラム内容をクリップボードにコピーさせる。
   
   
3. 皆様の使い慣れたエディタにて、新規作成に、「貼り付け」で、先ほどのテキストを取り込み、そして、好きなように、修正、改造する。
   
   
4. 修正、改造したテキストファイルをメイン・ウィンドのメニューバー「　FILE　－　Text Load　」にて、FORSE プログラム領域に戻し込んでやる。
   
   
5. メイン・ウィンドのメニューバー「　FILE　－　save 」にて、別の新たなFORSE プログラムとして、保存する（拡張子．abn をお忘れ無く）。
   もし、既存プログラムにマシン語の添付がある場合は、それもパックして保存される様に、パラメータをきちんと設定してから、「　FILE　－　save 」をしなければならない。
   例えば、0x1A00～0x1AF0のマシン語をパックして保存したい場合は、CUIウィンドーの CMD/Para に「 1A00,1AF0 」と入れておいてから、「　FILE　－　save 」を指示します。
   マシン語の有無を調べるには、既存 FORSE プログラムの頭か末尾にコメントとして記録されていますので、ご確認下さい。
   
   

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キーボードについて

TANACOM-1 のキーボードは、パソコンのキーボードの一部をマッピングして模倣させています。
使えるのは、アルファベット、シフトキー、ｃｔｒｌキーとテンキーです。

TANACOM-1 のカナキーは、実はキーコードのbit 8 のオン・オフとして伝えられます。
エミュレータでも、その点をしっかり模倣してます。
カナキーの役目を、パソコンのキーボードでは、「無変換キー」（スペースキーの左横）にて代行させています。
よって、エミュレータでカタカナを入力したい時は、「無変換キー」を押しながら、例えば「Ａ」を押してやると「チ」が入力されます。
また、TANACOM-1 のカナキーは、キーコードのbit 8 を独立してオン・オフ出来る点を利用して、ゲームでのミサイルの発射ボタン等によく使われます（これもキチンと再現できております）。

カーソルキーは、↑↓←→ キーで、そのまま対応出来ています。
エミュレータでの弱点として、キーボードをマッピングしながら模倣させているため、動きの早いゲームなどでは、キー反応に若干、鈍さを感じる場合が出てきます。

注．ペーストは、[ f1 ] キーが使えます。
注．アプリケーション・キー( 右 ctrl の左のキー )は、LF キーとして使います。

FORSE アプリを公開

イスカンダルのトーフ屋ゲーム（移植版）

このゲームは1978年に、原作者である津田伸秀氏が考案し作成され、当時のマイコン雑誌に掲載されたものです。
それを当方が、TANACOM-1 FORSE 上で遊べる様にFORSE言語にて移植してアプリにしました。

この度、この移植版の公開及び配布について、源著作権者の津田伸秀氏より正式にご承諾を得ました（ 快くお許し頂いた津田伸秀氏には、この場を借りて、厚く御礼申し上げます ）。

イスカンダルの豆腐屋ゲーム( 移植版 ) DownLoad はここから

では、具体的な遊び方をご説明します。

• ゲーム開始時、あなたと、ライバル店は、 手持ち資金５０００円を持ち、
  豆腐屋経営をスタートします。

• 豆腐の製造原価は１個１５円、販売価格は１個２５円です。

• 豆腐の売れ具合は、その日の天候によって大きく変動します。

　　　晴れ・・・　５００個

　　　曇り・・・　２００個

　　　雨　・・・　１００個

• あなたは、明日の天気を予想し、製造する豆腐の量を決めなければなりません。
  作りすぎれば、売れ残り、損失となって資金が減ります。

• 天気予報はコンピュータが出してくれます。しかし、毎回当たる訳ではありません。

• 豆腐をどんどん売って、利益を出し、資金が２００００円を超えたプレーヤーが、勝者となります。

画面には、天気予報とともに、現在の手持ち資金で最大何個の豆腐が製造可能かも、表示されます。
ライバル店のオヤジは、バリバリの商売人で、口は悪いですが、手強いです。
ぜひ勝利して、地球に帰れるよう頑張って下さい。

なお、ゲーム中、「 Bksp キー」を押すと、ゲームを中断し、FORSE エディト・モードに戻ることが出来ます。

移植アプリの公開と配布ポリシー

今回の「イスカンダルのトーフ屋ゲーム（移植版）」は、原作者の方とコンタクトが取れて、移植版の公開・配布の許諾を得られた事は、本当に奇跡的でした。

当方の手元には、まだ十本近く、マイコン雑誌掲載ゲーム等の移植版がございますが、許諾取得は長～い道程の様です。

もちろん許諾取得が出来たモノは、すぐ公開・配布したいと考えておりますので、よろしくお願いします。

クロスアセンブラ

クロスアセンブラの使い方

( STEP 1 )
「 Load 」ボタンを押して、まずソースファイルを読み込みます。
読み込んだ内容は、「ソーステキストの入力・編集画面」に表示されます。

( STEP 2 )
まずはリファレンス・タイプで、アセンブルしてみます。
「 ASM-Ref 」ボタンを押します。
先頭よりソースが順に解析され、誤りがあれば、中断して、指摘されます。それに従い、外部でソースファイルを修正し、再度「 Load 」して下さい。
実は、この「ソーステキストの入力・編集画面」上でも、修正が可能です（また修正したソースを Save ボタンで再保存も可能です）。
何の誤りも無ければ、アセンブルは成功します。

「アセンブル結果の表示画面」にリファレンス形式でアセンブル結果が表示されます。
リファレンスを保存したい場合は「 Save 」ボタンを押して、好きな名前と拡張子を付けて、保存出来ます。

( STEP 3 )
次に、実際のマシン語を得るためのダンプ・タイプで、アセンブルします。
「 ASM-Dump 」ボタンを押します。
この段階では、もうソース・エラーは無いはずですから、すんなり、アセンブルは成功し、その結果が、TANACOM-1 のシングルブロックのマシン語形式で、表示されます。

注．一番左の「画面切替」ボタンは、「ソーステキストの入力・編集画面」と「アセンブル結果の表示画面」を切り替えるトグルスイッチになっています。
なお、「アセンブル結果の表示画面」は、参照は可能ですが、編集は出来ません。

TANACOM-1 アセンブラの仕様

TANACOM-1 のソース・コードは、下記、仕様に従って構成されていなければなりません。

• 値とは
  10進数( 0～65535 または -32768～ 32767 )
  "0x"で始まると16進表現(桁数は1～4桁)

• セパレータとは
  TAB、空白、"," 　但し全角空白は文字として見るので注意して使うこと　

• ラベルについて
  第１文字目がセパレータ以外の文字である場合、それをラベルとする
  ラベル名( 大文字小文字区別あり、文字数30byteまで )
  ラベルのみの行も可能

• ORG 文の書式
  書き出しアドレスの宣言（本文中、何度でも可）　
  ORG (又は org )、書き出しアドレスの値
  なお、この ORG にはラベルは付けないられない
  これが無いと書き出しの位置が未定となり、エラー

• NewPage 文
  次のページの先頭へ進める。その間は、値で埋めていく。値を省略すると0で埋められる　
  ORG とは違い、キリを良くするため次のページ頭まで、値を埋めて行くのである
  もし既にキリが良ければ何もしない

• REM文の書式
  ";" 以降は、行の終わりまで全て REM 文として読み跳ばす

• アドレスの相対表現
  アドレスの表現について、「現在地±n」という表現を使うことが出来る
  主にブランチ系で使われる
  書式は、「 ( +n ) 又は ( -n ) 」 例 「 BNM ( -1 ) 」
  n は0～32767である
  但し、実用的な範囲は±3程度にとどめる事

• DWの書式
  1 ワード長( 16bit )定数の定義
  先頭から、定数名( ラベル名等他の名との重複は不可 ）、DW (又はdw)、値またはラベル名
  ラベル無しでも DW は使用出来る
  また連続した DW の領域は、先頭にだけラベルを付ける事も可能
  値に、ラベル参照が使える。これでページ越えた間接ジャンプにラベル名を使い有機的にジャンプ出来る

• DSの書式
  1ワード長( 16bit )変数の定義
  先頭から、変数名( ラベル名等他の名との重複は不可 ）、DS ( 又はds )、確保数
  確保数は、「 1 」でも省略出来ない
  確保数に 2 以上を指定すれば、配列変数として扱える

• EQUの書式
  読替の定義。但し 0 ～ 255 まで( すなわち 16bit データの読替は不可 )
  先頭から、読替名( ラベル名等他の名との重複は不可 ）、EQU (又は equ )
  "~"( チルダ )をつける事で 1byte で反転した読替値を指示できる
  例　beepHI EQU 0x40 ならば、 A 0,~beepHI で、 0x40 の反転すなわち 0xbf が加算される( 8bit枠内 )

• SRの特殊書式
  SR 命令のオペランドには、パラメータを直接値または EQU 定義で指定するが、下記の記述も可能である
  Rx
  Rx.0
  Rx.1
  Rx.Arth
  Rx.Carry
  但し R0,R1 同時指示は、現在のところ不可
  複雑な指定は、直接 16進2桁 で指示して下さい

• SLの特殊書式
  SL 命令のオペランドには、パラメータを直値または EQU 定義で指定するが、下記の記述も可能である
  Rx
  Rx.0
  Rx.1
  R0.MSB
  R1.Sin
  R1.Carry
  但し R0,R1 同時指示は、現在のところ不可
  複雑な指定は、直接 16進2桁 で指示して下さい

• CNTの特殊書式
  CNT 命令のオペランドには、繰り返したい回数の数値を指示すること
  アセンブル時には、その回数になるようなパラメータで命令を構成してくれる
  例　16 回ならば、「 CNT 16 」と記載する

• 使用するエディタの注意点
  ソースを書く際のエディタにおいて、「改行」はWindows上での使用を前提としていますので「 CR + LF 」になります。
  これが、違うと正しくアセンブルされませんので、ご注意下さい。

アセンブラ結果をエミュレータで動してみよう

先の「クロスアセンブラの使い方」で例として使われた「練習_かけ算asmソース」を、実際アセンブルして、エミュレータで動してみましょう。


＜＜クロスアセンブラを起動＞＞

それでは、手順 STEP 1 ～ 3 に従って、アセンブルして行きます。

STEP 1 ・・・ソースフォルダにある 練習_かけ算asmソース.txt を Load する。

; TANACOM-1 練習プログラム１
; 掛け算  C = a x b
; 例 123 x 56 = 6888 (0x1AE8) になるはずです。
; aとbを好きな数字に変えてテストして下さい
;
	ORG	0x0000

Top   L    0,0 ; R0をゼロにする
      ST   0,C ; 答えが入る変数Cをクリア
      L    1,b ; R1にbの値を
      CNT  16 ; 16回ループする値をカウンタにセット
Loop  IA   0,a ; R1のLSBが1であれば、R0にaの値を加算
      SR   0x98 ; R0.Carry,R1 右に1bitシフト 
      B_cnt Loop ; カウンタが回りきるまでジャンプ
      ST   1,C ; 積を変数Cに格納
      HALT ; 停止
      B    Top ; 再び掛け算を実施する
a     DW   123  
b     DW   56
C     DS   1 ; 答えが入る変数C

STEP 2 ・・・ ASM-Ref ボタンでアセンブル

                ; TANACOM-1 練習プログラム１
                ; 掛け算  C = a x b
                ; 例 123 x 56 = 6888 (0x1AE8) になるはずです。
                ; aとbを好きな数字に変えてテストして下さい
                ;
                	ORG	0x0000
0000 : 0000     Top   L    0,0 ; R0をゼロにする
0001 : 110C           ST   0,C ; 答えが入る変数Cをクリア
0002 : 090B           L    1,b ; R1にbの値を
0003 : F7F1           CNT  16 ; 16回ループする値をカウンタにセット
0004 : 310A     Loop  IA   0,a ; R1のLSBが1であれば、R0にaの値を加算
0005 : F598           SR   0x98 ; R0.Carry,R1 右に1bitシフト 
0006 : 8804           B_cnt Loop ; カウンタが回りきるまでジャンプ
0007 : 190C           ST   1,C ; 積を変数Cに格納
0008 : F100           HALT ; 停止
0009 : 8000           B    Top ; 再び掛け算を実施する
000A : 007B     a     DW   123  
000B : 0038     b     DW   56
000C :          C     DS   1 ; 答えが入る変数C


Top                 0000
Loop                0004
a                   000A
b                   000B
C                   000C

STEP 3 ・・・ ASM-Dump ボタンでアセンブル

0000,000D
0000,110C,090B,F7F1,310A,F598,8804,190C
F100,8000,007B,0038,0000

出来上がったマシン語を ClipCopy ボタンを押して、クリップボードにコピーします。



＜＜エミュレータを起動＞＞

①今作られたマシン語をクリップボードより、取り込みます
エミュレータの CUI ウィンドーにて、コマンド「ａ　･･･ アセンブルド・ペースト」を実行。
これで、そのマシン語がメインメモリに書き込まれます。（必要があれば、ダンプコマンドで、メモリの中身を確認する）。

l 000c 

③トレースで追跡しながら、かけ算を実行する

• エミュレータ・メインウィンドのメニューバーにて、「操作－トレースする」を指示する。
• 同じくメニューバー「 CPU － CPU を Reset」を指示
  リセットにて、プログラムカウンタ PC も、0x0000 になったので、かけ算のスタート位置に合致
• メニューバー「 CPU － PCの示す現アドレスから RUN」を指示

あっという間に、かけ算が実行され、その過程の状況が CUI ウィンドに表示された。
そして、Lookポイントで、観測してた 0x000C 番地( 答えＣ )は、ちゃんと正しく「 積 0x1AE8 」になっている。

ただし、あっという間に実行されてしまいますので、プログラムが実行されていく様をゆっくり見るには、トレースではなく、プレークポイントを使います。



④プレークポイントを設定します
まず先にトレース機能をオフにしましょう。
メニューバー「操作－トレースする」を再指示し、チェックを外す。
次に、エミュレータの CUI ウィンドーにて、

b 0000 0007

とし、プレークポイントを設定。

すると、さっそく 0x0000 番地を実行して、ブレイクして、停止します。
次にステップを進ませるには、再び、メニューバー「 CPU － PCの示す現アドレスから RUN」を使うのですが、これと同じ機能が、実は用意されています。
それは、エミュレータのメインウィンド内で、「 shiftキー ＋ 左クリック」するのです。
これで、ブレイクした次のアドレスから、プログラムが再開されます。

「 shiftキー ＋ 左クリック」をカチッ、カチッと繰り返すだけで、まるでシングル・ステップの様な動作をさせる事が出来ます。

ページファールに気をつけよう

先ほどの例題「かけ算ソース」において、ちっょと実験をしてみます。
プログラムの書き出しアドレスを指定する ORG 命令は、

ORG　0x0000

となっていますが、それをアドレス 0x01FD からに変更してみましょう。

ORG　0x01FD

さあ、これを ASM-Ref ボタンでアセンブルしますと、

                ; TANACOM-1 練習プログラム１
                ; 掛け算  C = a x b
                ; 例 123 x 56 = 6888 (0x1AE8) になるはずです。
                ; aとbを好きな数字に変えてテストして下さい
                ;
                	ORG	0x01FD
01FD : 0000     Top	  L    0,0 ; R0をゼロにする
01FE : 1109 ((( ★ PF ★ )))      ST   0,C ; 答えが入る変数Cをクリア
01FF : 0908 ((( ★ PF ★ )))      L    1,b ; R1にbの値を
0200 : F7F1           CNT  16 ; 16回ループする値をカウンタにセット
0201 : 3107     Loop  IA   0,a ; R1のLSBが1であれば、R0にaの値を加算
0202 : F598           SR   0x98 ; R0.Carry,R1 右に1bitシフト 
0203 : 8901           B_cnt Loop ; カウンタが回りきるまでジャンプ
0204 : 1909           ST   1,C ; 積を変数Cに格納
0205 : F100           HALT ; 停止
0206 : 81FD ((( ★ PF ★ )))      B    Top ; 再び掛け算を実施する
0207 : 007B     a     DW   123  
0208 : 0038     b     DW   56
0209 :          C     DS   1 ; 答えが入る変数C


Top                 01FD
Loop                0201
a                   0207
b                   0208
C                   0209

この様なリァレンスが出力されました。
メッセージは、「アセンブルに成功しました！」と出たはずです。

しかし、よく見ると「 ★ PF ★ 」と書かれた行が、３カ所出てきました。
これは、「この行は、ページファールを起こしています」の意味のメッセージなのです。
ページファールとは、ページを越えてアクセスしようとするエラーの事です。

TANACOM-1 では、ページアドレス方式を採用しておりますので、１ページあたり 256word で、構成されております。
よって、メモリを直接、読み書きしたり、直接ジャンプしたり出来るのは、自分のいるページの 256word だけなのです。
もし、他のページに存在するメモリを読み書きしたり、ジャンプしたりしたければ、間接アドレッシングを使わなければなりません。

当初、ORG　0x0000 の場合は、何も問題は、発生していなかったのですが、ORG　0x01FD になって、初めて越境問題に直面したのでした。

このファールを解決する方法としては、

①必要な部分で、間接アドレッシングを用いてやる
②ページをまたがないようにプログラムの配置を考え、適切な ORG にする

現実的には、この①と②の併用になります。
間接アドレッシングだと、１つの命令に 2word 分のメモリを使うし、命令実行速度も 0.6 μs 余計に掛かります。よって、グローバルな変数は別として、ローカルな変数はなるべく、間接アドレッシングにならない様に、配置を考えます。

しかし、現実のプログラムでは、数ページにわたるのは、必定です。
例えばインベーダゲームで、プログラムの大きさは 1Kword でしたので、４ページ、 FORSE システムだと、 2Kword で８ページを使用しました。
ですから、自ずと間接アドレッシングも多用しました。

TANACOM-1 の設計で反省する点の一つとして、この１ページあたり 256word という狭さです。
もし、TANACOM-2 作るのでしたら、この点は絶対に、改善したいところです( 笑 )。

でも、私も含めて当時のマイコン・ホビィスト達は、2K 程度のプログムを賢明にもハンド・アセンブルしてました（それしか方法が無かった）。
なので、このアセンブラのありがたさが、つくづく身に浸みます。

さて、例題のソースで、「★ PF ★」のところを間接アドレッシングを使って、問題を解消してみましょう。

; TANACOM-1 練習プログラム１ PFを改善した
; 掛け算  C = a x b
; 例 123 x 56 = 6888 (0x1AE8) になるはずです。
; aとbを好きな数字に変えてテストして下さい
;
	ORG	0x01FB	; ※
;
WKC   DW   C	; ※
WKb   DW   b	; ※
;
Top   L    0,0 ; R0をゼロにする
      ST   0,Id,WKC ; 答えが入る変数Cをクリア ※
      L    1,Id,WKb ; R1にbの値を ※
      CNT  16 ; 16回ループする値をカウンタにセット
Loop  IA   0,a ; R1のLSBが1であれば、R0にaの値を加算
      SR   0x98 ; R0.Carry,R1 右に1bitシフト 
      B_cnt Loop ; カウンタが回りきるまでジャンプ
      ST   1,C ; 積を変数Cに格納
      HALT ; 停止
      B    Id,WKTop ; 再び掛け算を実施する ※
a     DW   123  
b     DW   56
C     DS   1 ; 答えが入る変数C
WKTop DW   Top	; ※

プログラム・スタートの Top のアドレスを変えないように、わざと
ORG の位置を 0x01FB に変更してみました。

注．元ソースより、「※」の行に修正を加えました。
皆さん、実験される時は、元ソースをご自分のエディタで修正されるか、この画面から、適当に
コピペしてソースとし、アセンブルしてみて下さい。

さあ、再び ASM-Ref ボタンでアセンブルしてみましょう。

この中で、トリッキーな事としまして、
「 CNT 命令」が、ちょうどページを超えた、0x0200 に配置されるはずです。
ここは、実行時、プログラムカウンタ PC が、0x01FF からインクリメントして、勝手に 0x0200 に突入してくれるので、ページを渡るためのジャンプが必要ないケースでした。

それでは、皆さん、実際にやってみて下さいね！

さて、この例題程度の大きさのマシン語であれば、「 PF 対策」も手作業で十分ですが、ある程度ソースコードが大きくなってくると、手動でやるのは、相当大変になってきます。
そこで、ロボットにお手伝いさせようと言うのが、次の「ASM-Auto 」なのです。

ASM-Auto 機能

アセンブルの際に、次の作業を自動的に行います。

• ①各ページの境には、前のページから次のページへの橋渡しのためのジャンプ( 間接を使用 )を自動挿入

• ②アセンブル中に、PF (ページファール)を発見したら、ソーステキストに対して、その部分の命令を間接インデックス方式に書き換え、合わせて間接に必要な定数定義( DW )文を挿入する。
  そして変更したソーステキストを対象に、再アセンブル。これを PF が１件も出なくなるまで、繰り返す。

例えば、

(01ページ)
         L   0,kotae
         ･･･
         ･･･

(02ページ)
kotae    DS    1

これは、01 ページの命令が、02 ページの変数を読もうとして、PF を起こしているので、ロボットが、

(01ページ)
         L   0,Id,#1kotae
         ･･･
         ･･･
#1kotae  DW  kotae

(02ページ)
kotae    DS    1

と、自動的に修正し、PF を回避します。

ASM-Auto が、完了すれば、「ソーステキストの入力・編集画面」には、修正後のソースが完成していますので、「Save」ボタンで、その修正後ソースを保管しましょう。
あとは、その修正後ソースを対象として、今までどおり、「 ASM-Ref 」や「 ASM-Dump 」をすることが、出来ます。
修正後ソースに於いて、ロボットが手を施した部分には、「 Robot 」とコメントが付いていますので、どこを自動修正されたかが判ります。また人間が見て不必要な部分は、手作業で取り除いて構いません。

数ページに渡るような規模のマシン語を書く場合は、最初から、この「 ASM-Auto 」に通すことを前提にし、ソースを書くと良いでしょう。すなわち、１ページ は、256 word ではなく、無限大だと思って、気にせず書けば良いのです。

さて、実際どのように使うかは、次の「デモ」をご覧下さい。

サンプルGame デモ

ソースフォルダに「サンプルGameソース」を用意しました。
このサンプルGameソースを、ASM-Auto に通し、PF の発生しないソースを生成させ、それを ASM-Dump に投入し、ゲーム・マシン語を作らせます。
さらに、エミュレータを起動し、出来上がったマシン語を走らせて、ちゃんと、ゲームが動くかを試します。

どうぞ、皆さんも、下記のデモ動画を参考に、やってみて下さい！

○　サンプルGameについて

サンプルGameは、スペース・インベーダ風のゲームです。
1978 年当時、マイコン雑誌に、インベーダゲームのプログラムが、色々なマイコンのマシン語や BASIC 言語で掲載されまして、ゲーム構造の詳しい解説も在りました( 今でもネット上で、Java や BASIC言語 のプログラムリストを見かける事がありますね )。

当 TANACOM-1 は、他マイコンの様なグラフィック解像度( 256 x 256 )はありませんが、何とかそれらしいゲームになる様に、先の「ゲーム構造の解説」を参考にして、TANACOM-1 のマシン語で書き上げました( よって、他マイコンの特定のインベーダ・ソースを移植した「移植版」ではございません )。
ソースリストには、適当にコメントを入れていますので、それを見られて、色々いじくって見て下さい( ピーム砲の数を変更するとか、ミサイルに当たっても絶対に負けないとか・・・笑)。

注１.
このサンプルGameは、オールマシン語で組まれており、これ単独で動きますので、「基本ソフトFORSE.abn」は、必要在りませんので、ご注意下さい。
注２.
エミュレータには、「 w 」コマンドを使って、あなたの PC に合った適度な WAIT を掛けて、動作させて下さい。