ＴＴＬでＣＰＵを作ろう！

~~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５８７回］

●整数ＢＡＳＩＣコンパイラ（ＳＢＡＳＩＣ）　ＦＯＲ～ＮＥＸＴ

前回、前々回と２回にわたって、１００回の加算を行いながら、ＯＵＴ文を実行して、パルスを出力するプログラムを、Ｚ８０アセンブラ（機械語）プログラム、Ｚ８０ＢＡＳＩＣ（インタプリタ）プログラム、ＳＢＡＳＩＣ（コンパイラ）プログラムの３通り書いて、それぞれ実行してその出力パルスをオシロスコープで見てみました。

ＢＡＳＩＣでは加算命令とＩＦ　ＧＯＴＯとの組み合わせで時間待ちループを作る方法のほかに、ＦＯＲ　ＮＥＸＴ文による方法が考えられます。
そこで今回はＦＯＲ　ＮＥＸＴ文を使って、パルスを出力してみたいと思います。

まずはＺ８０ＢＡＳＩＣです。

前々回（［第５８５回］）のプログラムの
Ｂ％＝Ｂ％＋１：ＩＦ　Ｂ％＜＝Ａ％　ＧＯＴＯ
のところを
ＦＯＲ　Ａ％＝１　ＴＯ　１００：NEXT　Ａ％
に変更しました。

実行結果です。

ＦＯＲ　ＮＥＸＴ文１００回のループの実行時間は約２０ｍｓｅｃです。
［第５８５回］で１００回加算とＧＯＴＯを繰り返したプログラムの実行時間は１３０ｍｓｅｃでした。
おお。
大幅に速度アップしました。
プログラムの動作としてはどちらも同じことをやっていても、実行時間は全然異なる結果になりました。
加算プログラムは汎用の計算ルーチンをコールするためにどうしても時間がかかってしまいます。
一方ＦＯＲ　ＮＥＸＴ文は型にはまった動作をすることになりますから、それだけ無駄を省いたプログラムにできるためです。
インタプリタの命令としては、ＦＯＲ　ＮＥＸＴ文の実行時間は「非常に速い」ということが言えると思います。

次はＳＢＡＳＩＣです。
いつものようにメモ帳（ｎｏｔｅｐａｄ）でソースプログラムを書きました。

'SBASIC TEST3 10/8/19
	ORG=$8004
	OUT $83,$80
*LOOP:OUT $80,0
	FOR A%=1 TO 100:NEXT A%
	OUT $80,1
	FOR A%=1 TO 100:NEXT A%
	GOTO *LOOP

ＳＢＡＳＩＣコンパイラで機械語のバイナリファイルを作成します。
前回と同じように、コンパイルの結果作成されたバイナリファイルｓｂｔｅｓｔ３．ｂｉｎを逆アセンブラＺＤＡＳ．ＣＯＭで逆アセンブルしてみました。

逆アセンブルしてできたリストです。

8004 218300         LD HL,$0083
8007 4D             LD C,L
8008 218000         LD HL,$0080
800B ED69           OUT (C),L
800D 218000         LD HL,$0080
8010 4D             LD C,L
8011 210000         LD HL,$0000
8014 ED69           OUT (C),L
8016 AF             XOR A
8017 320BF2         LD ($F20B),A
801A CD5E3E         CALL $3E5E
801D 2140F4         LD HL,$F440
8020 7D             LD A,L
8021 110100         LD DE,$0001
8024 73             LD (HL),E
8025 23             INC HL
8026 72             LD (HL),D
8027 116400         LD DE,$0064
802A 010100         LD BC,$0001
802D 213280         LD HL,$8032
8030 08             EX AF,AF'
8031 D9             EXX
8032 CD613E         CALL $3E61
8035 218000         LD HL,$0080
8038 4D             LD C,L
8039 210100         LD HL,$0001
803C ED69           OUT (C),L
803E CD5E3E         CALL $3E5E
8041 2140F4         LD HL,$F440
8044 7D             LD A,L
8045 110100         LD DE,$0001
8048 73             LD (HL),E
8049 23             INC HL
804A 72             LD (HL),D
804B 116400         LD DE,$0064
804E 010100         LD BC,$0001
8051 215680         LD HL,$8056
8054 08             EX AF,AF'
8055 D9             EXX
8056 CD613E         CALL $3E61
8059 C30D80         JP $800D
805C C9             RET

ＣＡＬＬしているアドレス３Ｅ５ＥはＦＯＲ文のサブルーチンです。
３Ｅ６１はＮＥＸＴ文のサブルーチンです。

ＳＢＡＳＩＣコンパイラでバイナリファイルとともに作成されたｓｂｔｅｓｔ２．ｗｋファイルです。

0000 'SBASIC TEST3 10/8/19
0000 	ORG=$8004
8004 	OUT $83,$80
800D *LOOP:800D OUT $80,0
8016 	FOR A%=1 TO 100:8032 NEXT A%
8035 	OUT $80,1
803E 	FOR A%=1 TO 100:8056 NEXT A%
8059 	GOTO *LOOP
805C

ＳＢＡＳＩＣコンパイラで作成された、機械語のバイナリファイルは、Ｚ８０ＢＡＳＩＣを起動してから、／ＬＤコマンドでメモリにロードします。

機械語サブルーチンコール命令ＵＳＲ（＄４００４）をダイレクトに実行してもよいのですが、今回はＪＰコマンドを使いました。

実行結果です。

ＦＯＲ　ＮＥＸＴループ１００回の実行時間は５ｍｓｅｃほどという結果になりました。
［第５８５回］で１００回加算とＧＯＴＯを繰り返したプログラムの実行時間は約４．４ｍｓｅｃでした。
あれ。
ＳＢＡＳＩＣコンパイラでは、逆にＦＯＲ　ＮＥＸＴのほうが時間がかかってしまいました。
Ｚ８０ＢＡＳＩＣインタプリタでは加算ルーチンよりもＦＯＲ　ＮＥＸＴルーチンのほうが効率良く実行されたのですが、ＳＢＡＳＩＣコンパイラでは加算処理とＦＯＲ　ＮＥＸＴの処理の実行時間がそれほど差がないということのために、こういう結果になりました。

今回のＦＯＲ　ＮＥＸＴ文についてはＺ８０ＢＡＳＩＣインタプリタの実行速度が結構速かったために、ＳＢＡＳＩＣコンパイラとの差が縮まってしまいましたが、それでもまだインタプリタに比べて、コンパイラのほうが数倍速い、ということに間違いはありません。
２０１０．８．１９ｕｐｌｏａｄ

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