２０２３．７．２１
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ＰＩＣＢＡＳＩＣコンパイラ
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まるでインタプリタ。でもコンパイラです。超カンタン超シンプルです。
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［第５５回］



●ＡＳＭ，ＥＮＤＡＳＭ

アセンブラ　ｉｎ　ＢＡＳＩＣの使い方です。
ＰＩＣＢＡＳＩＣコンパイラではＢＡＳＩＣプログラムは行番号をつけて記述します。
アセンブラも同じです。
ＢＡＳＩＣと同じように行番号をつけてＰＩＣのアセンブラ命令を書きます。
ただそのようにするだけだとＢＡＳＩＣの命令とＰＩＣのアセンブラ命令が混在することになってしまいますから、そこを交通整理するためにアセンブラの命令行の前にＡＳＭ命令を置き、アセンブラを終了するところにＥＮＤＡＳＭ命令を置きます。
下のようなイメージになります。

１０　ＢＡＳＩＣ文
　　　：　　　　この間は普通にＢＡＳＩＣの命令文を書きます
１００　ＡＳＭ
　　　：　　　　この間はＰＩＣのアセンブラ命令文を書きます
２００　ＥＮＤＡＳＭ
　　　：　　　　これ以後は普通にＢＡＳＩＣの命令文を書きます

実際のプログラム例で示します。
   10 'asmtest
   20 TRISC=0
   30 asm
   40 *loop
   50 incf PORTC
   60 goto loop
   70 endasm

できるだけ簡単なプログラムにしようとしたため簡単にしすぎました。
これは余りいい例ではありませんね。
のちほどまた別のサンプルプログラムをお見せするつもりです。
１０行〜３０行がＢＡＳＩＣのプログラム行です。
’ａｓｍ’そのものはＢＡＳＩＣの命令です。
これ以後はＰＩＣアセンブラの記述になりますという宣言文です。
７０行のｅｎｄａｓｍもＢＡＳＩＣの命令です。
これ以後はＢＡＳＩＣの命令文ですという宣言文です。
このプログラムはここで終っています。
この例の場合ＰＩＣのアセンブラプログラムが「無限ループ」になっているのでそれより後ろに何を書いても無駄になってしまうからです。
普通はこの後ろにまたＢＡＳＩＣのプログラムを書くことになります。
さらにそれからあとにまたａｓｍ〜ｅｎｄａｓｍを書くこともできます。
４０行〜６０行がＰＩＣアセンブラの命令行です。
ＰＩＣアセンブラのルールではラベルと命令は記述する桁位置によって区別されます。
ＰＩＣアセンブラではラベルは１桁目から記述します。
アセンブラの命令は２桁目以後に記述します。
しかしＰＩＣＢＡＳＩＣコンパイラでは桁位置による区別はしないので命令文とラベルを区別するためにラベルの場合には先頭に＊をつけて示します。
６０行のＧＯＴＯ文はＢＡＳＩＣと同じ命令文ですが’ａｓｍ’と’ｅｎｄａｓｍ’の間にありますからこの場合にはＰＩＣアセンブラの命令です。
ＧＯＴＯ文についてはたまたまＢＡＳＩＣとＰＩＣアセンブラで同じ命令文になっていますがそこはコンパイラとアセンブラで区別して認識されます。
ＢＡＳＩＣのＧＯＴＯ文で’ａｓｍ’〜’ｅｎｄａｓｍ’の間の行に行くことはできません。
同様にＰＩＣアセンブラのｇｏｔｏ文でＢＡＳＩＣの命令行に行くこともできません。
’ａｓｍ’と’ｅｎｄａｓｍ’で囲った中はいわば「塀の中」でその内と外の行き来はできません。
’ａｓｍ’がＰＩＣアセンブラの入口で’ｅｎｄａｓｍ’が出口です。

下は上のＢＡＳＩＣ＋アセンブラプログラムをＰＩＣＢＡＳＩＣコンパイラにかけた結果作成されたＰＩＣアセンブラソースプログラムファイル（ａｓｍファイル）です。
;    10 'asmtest
;    20 TRISC=0
    movlw D'0'
    movwf TRISC
;    30 asm
;    40 *loop
loop
;    50 incf PORTC
    incf PORTC
;    60 goto loop
    goto loop
;    70 endasm

２０行のＢＡＳＩＣ文ＴＲＩＳＣ＝０はその下に表示されている２行のＰＩＣアセンブラ命令に翻訳されていますが３０行のａｓｍと７０行のｅｎｄａｓｍの間の文はそのままＰＩＣアセンブラの命令になっています。
このＰＩＣアセンブラソースブログラムファイルはＰＩＣアセンブラによって読み込まれ、下のＰＩＣアセンブラリストファイル（ＬＩＳＴファイル）とＰＩＣマシン語コードファイル（ＢＩＮファイル）が作成されました。
2040      ;    10 'asmtest
2040      ;    20 TRISC=0
2040 000e     movlw D'0'
2042 946e     movwf TRISC
2044      ;    30 asm
2044      ;    40 *loop
2044      loop
2044      ;    50 incf PORTC
2044 822a     incf PORTC
2046      ;    60 goto loop
2046 22ef     goto loop
2048 10f0 
204a      ;    70 endasm

ＰＩＣのアセンブラ命令がマシン語コードに翻訳されています。

実際には上のファイルの作成はＢＡＳＩＣソースプログラムをＬＯＡＤするとＰＩＣＢＡＳＩＣコンパイラによって自動的に行なわれます。
下はその画面です。

／ｌｏａｄでＢＡＳＩＣソースプログラム　ａｓｍｔｓｔ３．ｔｘｔ　をロードするとＰＩＣＢＡＳＩＣコンパイラが起動して、この画面からはわかりませんが＊ｃｏｎｖｅｒｔ＊のところでａｓｍファイル（ａｓｍｔｓｔ３．ａｓｍ）が作成されています。
そのあと＊＊＊　ｐ１８ａｓｍ　＊＊＊のところでＰＩＣアセンブラが起動してａｓｍｔｓｔ３．ａｓｍを読み込んでマシン語コードファイル（ｂｉｎファイル、画面ではｏｂｊｃｔ　ｆｉｌｅと表現されている）とアセンブラリストファイル（ｌｉｓｔ　ｆｉｌｅ）が作成されました。
そのあと念のためにＬＩＳＴコマンドでＢＡＳＩＣプログラムの表示を行ないました。

／ｒｕｎコマンドを入力すると上で生成されたＰＩＣマシン語コードがＰＩＣターゲートボードのＰＩＣ（今回はＰＩＣ１８Ｆ４５５０）に書き込まれたあとただちに実行されます。

ＰＩＣのマシン語プログラムが無限ループになっているためｐｒｏｇｒａｍ　ｓｔａｒｔｅｄと表示されたあとＷｉｎｄｏｗｓのコマンドプロンプト画面はそこで停止した状態になります。
もちろんこのときＰＩＣターゲットボードの側は書き込まれたマシン語プログラムを実行中です。
そのマシン語プログラムはＰＩＣ１８Ｆ４５５０のＰＯＲＴＣの出力を＋１ずつカウントアップしＦＦになったら００に戻ってカウントを繰り返すものです。
下はＰＯＲＴＣのビット０とビット１の出力をオシロスコープで観測した写真です。

上側（ＣＨ１）がビット１（ＲＣ１）で下側（ＣＨ２）がビット０（ＲＣ０）の出力波形です。
高速パルスが出力されているのでかなり強いリンギングが出ています。

水平時間軸を拡大しました。

ＰＩＣ１８Ｆ４５５０ＢＡＳＩＣコンパイラボードは１２ＭＨｚ水晶発振を内部ＰＬＬ回路で４８ＭＨｚにしてそれをシステムクロックにしています。
ＰＩＣの命令クロックはその１／４の１２ＭＨｚです。
ＰＩＣ１８Ｆ４５５０に書き込んだマシン語プログラムは下の２つの命令の繰り返しです。

ｌｏｏｐ
　　　ｉｎｃｆ　ＰＯＲＴＣ
　　　ｇｏｔｏ　ｌｏｏｐ

ｉｎｃｆ　ＰＯＲＴＣは１命令クロックでｇｏｔｏ　ｌｏｏｐは２命令クロックです。
１回の繰り返しは３命令クロックですからその実行時間は
１／１２＊３＝０．２５μｓ
になります。
上のオシロスコープの画像で見るとちょうど計算通りのバルス波形であることがわかります。

ところで。
ＰＩＣ１８Ｆ４５５０はたった２命令の短いマシン語の無限ループプログラムを実行していますから普通はリセットをかけるしかこのプログラムを止めることはできません。
しかし、ＰＩＣＢＡＳＩＣコンパイラシステムならばできてしまいます。

ｐｒｏｇｒａｍ　ｓｔａｒｔｅｄの表示で止まっていた画面ですが［Ｃｔｒｌ］［Ｃ］と［Ｃｔｒｌ］［Ｂ］だけは入力できます。
［Ｃｔｒｌ］［Ｂ］を入力すると、ＰＩＣ１８Ｆ４５５０ボードがブレークしてコマンドプロンプトに制御が戻りました。
デバッグのためのメッセージが表示されていてわかりにくくなっています。
ｂｒｅａｋ　［２０４６］
はアドレス２０４６でブレークしたことを示しています。
そしてそれは
ソースプログラムでは６０行の実行直前であるという表示が出ています。
このようにマシン語プログラムの実行中でもブレークできるのでそこでプログラムのデバッグなどを行なうことができます。

ああ、そうでした。
この続きがあったのでした。
上の画面で終了してしまいましたのでもう一度起動して続きを実行してみます。

システムを起動したときにＵＳＢ接続しているＰＩＣターゲットボードのＰＩＣにプログラムが書き込み済みの場合には
／ｐｍｒｄ　８０，０
を実行すると書き込み済みのプログラム名が表示されます。
この機能は［第５３回］で紹介しました。
プログラムは書き込み済みですから／ｒｕｎコマンドで直ちに実行させられます。
そのあと［Ｃｔｒｌ］［Ｂ］の入力でブレークさせたところまでがさきほど説明したところです。
ここでそのあと
／ｃｏｎｔ
を入力することでブレークしたところからプログラムを再開させることができます。

もちろんそのあと［Ｃｔｒｌ］［Ｂ］で再びブレークさせることもできます。

マシン語プログラムを実行しているという感じはありませんでしょう。
もうまるでインタプリタを実行しているような感じです。
ＰＩＣＢＡＳＩＣコンパイラはなかなかの優れものなのです。

ＰＩＣＢＡＳＩＣコンパイラ［第５５回］
２０２３．７．２１ｕｐｌｏａｄ

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