標準ＴＴＬだけ（！）でCPUをつくろう！（組立てキットです！）
(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第１５３回］

●ＬＸＩ、ＰＵＳＨ、ＰＯＰを使ったテストプログラムです

００００　３１００００　　　LXI　ＳＰ，００００
０００３　３Ｅ５５　　　　　ＭＶＩ　Ａ，５５
０００５　０１３４１２　　　ＬＸＩ　Ｂ，１２３４
０００８　１１７８５６　　　ＬＸＩ　Ｄ，５６７８
０００Ｂ　２１ＢＣ９Ａ　　　ＬＸＩ　Ｈ，９ＡＢＣ
０００Ｅ　Ｃ５　　　　　　　ＰＵＳＨ　Ｂ
０００Ｆ　Ｄ５　　　　　　　ＰＵＳＨ　Ｄ
００１０　Ｅ５　　　　　　　ＰＵＳＨ　Ｈ
００１１　Ｆ５　　　　　　　ＰＵＳＨ　ＰＳＷ
００１２　Ｆ１　　　　　　　ＰＯＰ　ＰＳＷ
００１３　Ｅ１　　　　　　　ＰＯＰ　Ｈ
００１４　Ｄ１　　　　　　　ＰＯＰ　Ｄ
００１５　Ｃ１　　　　　　　ＰＯＰ　Ｂ
００１６　Ｃ３０Ｅ００　　　ＪＭＰ　０００Ｅ

おもにＰＵＳＨ、ＰＯＰの動作を確かめるためのテストプログラムです。

ＬＸＩ　ＳＰはＳＰ（スタックポインタ）にスタックトップのアドレスをセットする命令です。
ＰＵＳＨ、ＰＯＰ（およびＣＡＬＬ、ＲＥＴ）を使うプログラムでは、プログラムの先頭でＳＰ（スタックポインタ）にスタックトップのアドレスを入れておく必要があります。
８０８０（Ｚ８０も同じ）では、リセットによってＰＣ（プログラムカウンタ）は００００にクリアされますが、ＳＰを含めてその他のレジスタはクリアされません。

ちょっと考えると、開発者の手抜きのようにも思えますが、もともとＣＰＵはプログラマによって最大限、自由にコントロールできる、というコンセプトのもとに作られたもの、と考えられます。
ＰＣ（プログラムカウンタ）だけは、必ず００００からスタートしてくれなければ困りますから、リセットによって００００にクリアされます。
しかし、そのほかのレジスタは、プログラマが必要に応じて設定するから、勝手にクリアしたりしないでよ、ということなのだと思います。

実際、用途によっては、たとえリセットされたとしても、それ以前の途中経過を保持していて、そこから再スタートしたい、ということもあると思います。
え。そんなことって、あるの？

レベルは全く違いますけれど、パソコンが突然ハングアップしてしまったり、うっかり誤操作などでリセットして（リセットされて）しまったときなど、
「あああっ、作業中のファイルがぁ…」
という経験をしたことは、ありませんか？

そんなときには、
「なんで、勝手にクリアしたりするんだよぉ」
って、思わず、どついてやりたくなりますねぇ。

ま、現行のＷｉｎｄｏｗｓパソコンのＣＰＵでは、たとえレジスタやメモリを現状のまま保存したとしても、なにしろ資源をｄｙｎａｍｉｃ（動的）に使っているのですから、もとの状態を復元することは、多分不可能でしょう。
バックアップファイルをリアルタイムに保存するような、バックグラウンドで働くツールの助けが不可欠です。

幸いにして、８０８０やＺ８０は通常の使い方では、もちろんｓｔａｔｉｃ（静的）な動作ですから、リセットによって、レジスタを一律に０クリアしてしまうよりは、そのまま保存してくれた方が、よりメリットがあります。
どのみち、ＳＰ（スタックポインタ）を含めて、汎用のレジスタはいつも初期値が０である、とは限りません。
どうせプログラムによってさまざまな値を初期設定することになるのですから、リセットによって汎用レジスタをクリアするなどということは、まさに「余計なこと」です。
スタックも、いつもＲＡＭの終りに置く、とは限りません。
むしろ、ＲＡＭの途中に置くことの方が多いと思います。

また、余談になってしまいますが、参考までに…。

●ＮＤ８０Ｋのメモリマップです

当社製品ＮＤ８０Ｋのメモリマップです。

システムスタックはＲＡＭの終り、ＦＦＦＦからではなくて、それよりもずっと前の方、ＦＦＢ９からになっています。これはシステムプログラムのためのスタックエリアで、ユーザーが使うことはできません。
ユーザーは、それよりもさらに前の方、Ｆ７ＦＦから前をスタックエリアとして使います。

スタックはメモリの後ろから前方（若いアドレス）に向かって使われていきます。
そのときの状況によってどこまで消費されるかわかりません。
場合によっては、プログラムエラーなどで、どんどんスタックを食いつぶしてしまって、ついにはプログラムまで破壊して、そこで止まるか、暴走するか、という事態も考えられます。
したがって、破壊されてしまっては困る大事なシステムワークエリアは、スタックよりも後ろに置いた方が安全なのです。
もっとも、プログラムエラーによっては、逆にスタックよりも後ろの方を破壊してしまうこともありますから、絶対に安全ということはありません（プログラムエラーの結果は基本的に、「何でもあり」です。恐いですねー）。

以上、余談でした。

●テストプログラムの説明に戻ります

さて、今回は簡単なテストプログラムですから、スタックはＲＡＭの終りに置くことにします。
ＬＸＩ　ＳＰ命令でスタックポインタにスタックアドレスをセットするときは、スタックトップよりも＋１大きい値を指定します。
今回はＦＦＦＦから前をスタックとして使うことにします。
ＦＦＦＦよりも＋１進んだ００００を指定しますから、ＬＸＩ　ＳＰ，ＦＦＦＦではなくて、ＬＸＩ　ＳＰ，００００です。

ＬＸＩ　Ｂ、ＬＸＩ　Ｄ、ＬＸＩ　ＨはペアレジスタＢＣ、ＤＥ、ＨＬに１６ビットのデータを格納する命令です。
Ａレジスタに対しては、８ビットデータを格納する、ＭＶＩ命令で値をセットします。
そのあとは、ＰＵＳＨでスタックにレジスタの値を退避し、そしてその値をふたたびスタックからレジスタに戻す、という動作をひたすら繰り返します。

このテストプログラムは、数時間実行してみましたが、レジスタとスタックとの間で、同じ値をやりとりするだけで、ＬＥＤ表示は全く変化しませんから、面白くも楽しくもありません。
次回はもう少し、ましなプログラムを作ってテストしてみたいと思います。
２００９．２．４ｕｐｌｏａｄ

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