VolksForth 6502 Assembler#

(work in progress, translation pending)

Source: 6502 Assembler

See also: 6502 Assembler in Forth

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Der 6502-Assembler#

Im folgenden werden die Konzepte des 6502-Assemblers für VolksForth dargestellt. Es wird kein vollständiges Glossar angegeben, da die Mnemonics des Assemblers allen Maschinensprache-Programmierern vertraut sein dürften. Eine genaue Darstellung der Funktionsweise findet sich in den FORTH DIMENSIONS, Vol III,5 p. 143ff . Im folgenden wird eine kurze Zusammenfassung angegeben sowie Änderungen gegenüber dem Original dargestellt.

Die Funktionsweise des Adressinterpreters sowie der Routine NEXT wird in Kapitel 2 des VolksForth Handbuch dargestellt. Der 6502-Assembler gestattet strukturierte Programmierung. Die Strukturelemente sind analog zu den Kontrollstrukturen des Forth aufgebaut, tragen jedoch andere Namen, um die Verwechselungsgefahr zu verringern und die Übersichtlichkeit zu erhöhen.

Ein Beispiel:

cc ?[ <ausdruck1> ][ <ausdruck2> ]? 
cc steht fur "condition code" . <ausdruck1> wird ausgeführt, wenn cc zutrifft, andernfalls <ausdruck2>. Der Teil
][ <ausdruck2>
kann auch weggelassen werden. Das Analogon in Forth ist IF ELSE ... THEN

Beachten Sie bitte, das vor ?[ immer(!) ein conditioncode stehen muß. Außerdem findet keine Prüfung auf korrekte Verschachtelung der Kontrollstrukturen statt.

Weitere Kontrollstrukturen sind:

[[ <ausdruck1> cc ?[[ <ausdruck2> ]]? 
[[ <ausdruck1> cc ?] 
[[ <ausdruck1> ]]

Die analogen Ausdrucke in Forth sind:

BEGIN <ausdruck1> WHILE <ausdruck2> REPEAT
BEGIN <ausdruckl> UNTIL 
BEGIN <ausdruck1> REPEAT
Auch hier darf bei den Assemblerworten cc nicht weggelassen werden. Außerdem ist nur genau ein ?[[ zwischen [[ und ]]? zulässig. Beachten Sie bitte auch den Unterschied zwischen ]] und ]]? !

Als condition code sind zulässig:

0= 0<> 0< 0>= CS CC VS VC

Sie konnen den Prozessor-Flags Z N C und V zugeordnet werden. Im ersten Beispiel wird also <ausdruck1> ausgeführt , wenn cc durch 0= ersetzt wird und das Z-Flag gesetzt ist. Jeden der condition codes kann man durch ein folgendes NOT erweitern, also z.B.:

0= NOT ?[ 0 # lda ]?

Neben allen anderen Opcodes mit ihren Adressierungsarten gibt es auch die Sprünge BCC, BCS usw. Sie sind nur in der Adressierungsart "Absolut" zulässig, d.h. auf dem Stack befindet sich die Adresse des Sprungzieles. Liegt diese Adresse außerhalb des moglichen Bereiches, so wird die Fehlermeldung "out of range" ausgegeben.

Für die anderen Opcodes sind, je nach Befehl, die folgenden Adressierungsarten zulassig:

.A 
#
.X
,Y
X)
)Y
)
Die Adressierungsart "Absolut" wird verwendet, wenn keine andere angegeben wurde. Wird mit einem Mnemonic eine nicht erlaubte Adressierungsart verwendet, so wird die Fehlermeldung "invalid" ausgegeben.

Beispiele für die Verwendung des 6502-Assemblers (zur Erläuterung wird die herkömmliche Notation hinzugefügt):

.a rol         -> rol a 
1 # ldy        -> ldy #1
data ,X  sta   -> sta data,x
$6 x) adc      -> adc ($6,x)
vector )y lda  -> lda (vector),y
vector ) jmp   -> jmp (vector)

Zusatzlich enthalt das System noch mehrere Macros, die alle nur "Absolut" adressieren konnen:

winc #

Inkrementiert einen 16-Bit-Zeiger um 1. wdec dekrementiert analog.

2inc#

Inkrementiert einen 16-Bit-Zeiger um 2. 2dec dekrementiert analog.

;c: #

Schaltet den Assembler ab und den Forth-Compiler an Damit ist es möglich, von Maschinencode in Forth überzuwechseln. Ein Gegenstuck ist nicht vorhanden.

Ein Beispiel für die Verwendung von ;C: ist:

... 0< ?[ ;c: ." Fehler" ; Assembler ]? ... 

Ist irgendwas kleiner als Null, so wird "Fehler" ausgedruckt und die Ausführung des Wortes abgebrochen, sonst geht es weiter im Code.

>LABEL und LABEL#

Schließlich gibt es noch die Worte >LABEL und LABEL. >LABEL erzeugt ein Label im Heap, wobei es den Wert des Labels vom Stack nimmt . LABEL erzeugt ein Label mit dern Wert von HERE. Beispiel:
Label schleife  dex 
                schleife bne

NEXT#

Ein Codewort muß letztendlich immer auf NEXT JMP führen, damit der Adressinterpreter weiter arbeitet. Im folgenden Glossar werden Konstanten angegeben, auf die gesprungen werden kann und die Werte auf den Stack bringen bzw. von ihm entfernen. Wichtig ist insbesondere die Routine SETUP. Sie kopiert die Anzahl von Werten, die im Akkumulator angegeben wird, in den Speicherbereich ab N.

Zugriff auf den Stack#

Für den Zugriff auf den Stack wird, so weit das möglich ist, die Benutzung der Worte SETUP und PUSH ... empfohlen. Das reicht allerdings häufig nicht aus. In diesem Fall kann man die Werte auf dem Stack folgendermaßen zugreifen:
SP x) lda	\ Das untere Byte des ersten Wertes 
SP )y lda	\ Das obere Byte des ersten Wertes
sowie durch Setzen des Y-Registers auch die zweiten, dritten etc. Werte. Beachten Sie bitte, das in NEXT verlangt wird, daß das X-Register den Inhalt $00 und das Y-Register den Inhalt $01 hat. Das wurde im obigen Beispiel ausgenutzt.

Beispiele fur Assemblercode in Forth, den wir als gut empfinden, sind unter Anderem die Worte FILL und -TRAILING (im VolksForth Kernel). Wollen Sie Assembler programmieren, so sollten Sie sich diese Worte und noch einige andere ansehen.

ROM Zugriff auf Commodore Maschinen#

Beim Assemblerprogrammieren muß beachtetwerden, daß VolksForth das ROM abschaltet (bei Commodore Maschinen). Daher müssen Lesezugriffe ins ROM etwas anders organisiert warden. Beispiel fur den C16:

ffd2 jsr	\ springt eine RAM-Routine an.
ff3e sta ffd2 jsr ff3f sta  \ springt eine ROM-Routine an.
Sie funktioniert nur , wenn sie im unteren RAM-Bereich (<$8000) steht . Sonst folgen undefinierte Reaktionen.

Beim C64 ist eine Bankumschaltung nur für Lesezugriffe in das BASIC-ROM erforderlich. Hierbei ist zusätzlich zu beachten, daß eine Bankumschaltung mit SEI vorbereitet werden muß, da andernfalls der periodische Tastaturinterrupt zu einem Absturz führen wurde.

Auf dem C16 ist kein SEI erforderlich, da im RAM der Vektor $FFFE auf eine eigene Interruptroutine zeigt (sie benotigt ca. 1 Promille der Rechenzeit). Aus dem gleichen Grund fuhrt eine BRK-Instruktion zwar weiterhin in den Monitor, allerdings mit falschem Registerdump, da der Monitor auf dam Stack die Daten der Interruptroutine statt der Register vorfindet.

Glossar#

PushA ( -- addr )#

Eine Konstante, welche die Adresse einer Maschinencode-Sequenz enthält, die den Inhalt des Akku vorzeichenbehaftet auf den Datenstack legt und dann zu NEXT springt. Wird als letzter Sprungbefehl in Code-Worten benutzt.

Push0A ( -- addr )#

Eine Konstante, welche die Adresse einer Maschinencade-Sequenz enthät, die den Inhalt des Akku auf das Low-Byte des Datenstacks ablegt. Das High-Byte wird grundsätzlich auf 0 gesetzt. Anschliessend wird zu NEXT gesprungen. Wird als letzter Sprungbefehl in Code-Worten benutzt.

Push ( -- addr )#

Eine Konstante, welche die Adresse einer Maschinencode-Sequenz enthält, die den Inhalt des Akku als High-Byte auf den Datenstack legt. Das Low-Byte wird vom Prozessorstack geholt und muß vorher dort abgelegt worden sein. Anschliessend wird zu NEXT gesprungen. Wird als letzter Sprungbefehl in Code-Worten benutzt.

Next ( -- addr )#

Eine Konstante, die die Adresse von NEXT auf den Datenstack legt. Wird als letzter Befehl in Code-Worten benutzt.

xyNext ( -- addr )#

Wie NEXT, jedoch werden vorher das X-Register mit 0 und das Y-Register mit 1 geladen. Das System erwartet grundsätzlich bei Aufruf von NEXT diese Werte in den Registern. Ansonsten reagiert es mit Absturz.

PutA ( -- addr )#

Eine Konstante, welche die Adresse einer Maschinencode-Sequenz enthält, die den Akku als Low-Byte auf den Datenstack ablegt. Das High-Byte wird nicht verändert, ebenso wird im Gegensatz zu PUSH kein Platz auf dem Datenstack geschaffen. Anschliessend wird NEXT durchlaufen. Wird als letzter Befehl in Code-Worten benutzt.

Pop ( -- addr )#

Eine Konstante, welche die Adresse einer Maschinencode-Sequenz enthält, die das oberste Element vom Datenstack entfernt. Anschliessend wird zu NEXT gesprungen.Wird als letzter Sprungbefehl in Code-Worten benutzt.

PopTwo ( -- addr )#

Einc Kanstante, welche die Adressee einer Maschinencade-Sequenz enthält, welche die obersten beiden Elemente vom Datenstack entfernt. Anschliessend wird zu NEXT gesprungen. Wird als letzter Sprungbefehl in Code-Worten benutzt.

RP ( -- addr )#

Eine Konstante, welche die Adresse des Returnstackpointers enthält.

UP ( -- addr )#

Eine Konstante, welche die Adresse des Userpointers, also des Offset zu ORIGIN enthält.

SP ( -- addr )#

Eine Konstante, welche die Adresse des Datenstackpointers enthält.

IP ( -- addr )#

Eine Konstante, welche die Adresse des Instruktionspointer der Forth-Maschine enthält. Dieser zeigt auf das jeweils nächste abzuarbeitende Wort.

W ( -- addr )#

Eine Konstante, welche die Adresse des Wort-Pointers der Forth­-Maschine enthält. Dieser zeigt auf das jeweils gerade bearbeitete Wort.

N ( -- addr )#

Eine Konstante, welche die Adresse eines Speicherbereichs in der Zeropage enthält, der dem Anwender zur Verfügung steht.

setup ( -- addr )#

Eine Konstante, welche die Adresse einer Maschinencode-Sequenz enthält, die n Eleaente vom Datenstack abbaut und bei N ablegt. Die Anzahl n muß im Akku stehen, wenn SETUP als Subroutine angesprungen wird. Das oberste Element des Datenstacks liegt bei N, das zweite bei N+2 etc. Zum Schluß werden X- und Y-Register auf 0 bzw. 1 gesetzt.

wcmp ( addr1 addr2 -- )#

Dieses Assemblermakro assembliert eine Sequenz, die bei Ausfuhrung den Inhalt des Wortes an addr1 mit dem Inhalt des Wortes an addr2 vergleicht. Anschließend ist das Carry-Flag high, wenn der Inhalt von addr1 größer oder gleich dem Inhalt von addr2 ist. Es werden der Akku sowie die Statusregisterflags C Z O N verändert.

ram ( -- )#

Commodore

Makro. Schaltet bei Ausführung auf eine andere Speicherbank. Die genaue Wirkungsweise ist Maschinenabhängig.

rom ( -- )#

Commodore

Makro. Schaltet bei Ausführung auf eine andere Speicherbank. Die genaue Wirkungsweise ist Maschinenabhängig.

sys ( addr -- )#

Commodore

Makro. Schaltet bei Ausführung auf eine Speicherbank mit Systemroutinen und führt einen Sprung zu addr aus. Die genaue Wirkungsweise ist Maschinenabhängig.

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VolksForth6502Assembler.pdf 357.6 kB 1 25-Apr-2010 12:46 Carsten Strotmann
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