｜ ｜ ／ Ｓ−ＯＳ講座・第６回「Ｚ８０：ＪＲとＤＪＮＺ」 ＼ ・光陰矢のごとし！恐るべきは時の流れ哉 　約１年ぶりのごぶさたでしたが，みなさん寒いなかいかがお過ごしでしょうか．前 回は，分岐命令のＪＰについてやりましたので，今回はそれの続きとして， ＪＲ命令 ＤＪＮＺ命令 について学習します． （こんなペースで進んで，本当に会員の役に立っているのだろうか？） ・ＪＲといっても○○旅客鉄道ではない？ コンピュータがマシン語を実行するとき，今から実行する命令が格納されているア ドレスは， ＰＣレジスタ に記憶されていることは，前回お話ししました．ＪＰ命令は，このＰＣレジスタの内 容を書き換えることによって，コンピュータに別のアドレスからのプログラムを実行 させることができる，すなわちジャンプできるのでした．ＪＲ命令も，ＪＰ命令同様 指定のアドレスにジャンプする働きがあります．次のプログラムをご覧ください． 【プログラム】押したキーのコードを１６進表示する． ラベル ニモニック コメント -------+-------+----------------+----------------------------------------- _PRTHX EQU 1FC1H ; Ａレジの内容を１６進表示するサブルーチン _FLGET EQU 2021H ; Ａレジに１文字入力するサブルーチン ORG 8000H ; ８０００Ｈより始めよ LOOP: CALL _FLGET ; Ａ←キーコード CALL _PRTHX ; Ａの内容を１６進表示 JR LOOP ; LOOPへ戻る 「ＪＲ　ＬＯＯＰ」はＬＯＯＰ番地へジャンプすることを示していますので，ソー スリストを見た限り，ＪＰ命令と全く同じにみえます．それでは，どこが違うのか？ アセンブルしてオブジェクトを見てみましょう． A>A . OBJECT CODE END 8007 ←注目！ A>D8000 :8000=CD 21 20 CD C1 1F 18 F8 .. .. ... 前回のプログラムとよく見比べてください．プログラムの長さが１バイト短かくな ~~~~~~~~~~~~~~ っているのにお気付きでしょうか？　それでは一体どこが短かくなったのでしょうか. 　″ＪＰ　ＬＯＯＰ″のマシン語は，Ｃ３　００　８０ 　″ＪＲ　ＬＯＯＰ″のマシン語は，１８　Ｆ８ ですから，ＪＲ命令のほうは飛び先番地を１バイトで指定していることが分かります （ＪＲ命令のオペコードは １８Ｈ）． 　ではどうして，ＬＯＯＰ番地へのジャンプが″Ｆ８″になるのでしょうか？ ・相対アドレスのカラクリ Ｚ８０はじめ，多くのＣＰＵでは， ＿＿＿＿ ｜ ↓ ｜　命令の読み込み（フェッチ） ｜ ↓ ｜　命令の解読　　（デコード） ｜ ↓ ｜　命令の実行と，それに伴なうメモリの読み書き ｜ ｜ ￣￣￣￣ というサイクルでプログラムが実行されてゆきます．そしてＰＣレジスタは命令フェ ッチが終了した時点で，つぎの命令の先頭アドレスへ移動しています．したがって先 ほどのプログラムでは，″ＪＲ　ＬＯＯＰ″の読み込みが終わって実行するときには ＰＣの値はその次の命令のアドレス（８００８Ｈ）になっていることを頭に入れてお いてください． 　そろそろ種あかしをしましょう．ＪＲ命令では，飛び先のアドレスは 現在のＰＣから数えてなんぼ で指定します．ここで注意しなければならないのは，「現在のＰＣレジスタの内容」 がどこになるかです．さっき述べたように，ＪＲ命令を実行する時点でＰＣは ＪＲ命令の次の命令の先頭 を指し示していますので，例えば次の図で"３Ｅ"へジャンプしたいときは，"３Ｅ"は ＰＣレジスタの指し示している位置より数えて３バイト目ですから，ee = 03 となり ます． +0 +1 +2 +3 +4 ﾊﾞｲﾄ目 18 ee ?? ?? ?? 3E 01 ... ｜ ↑ ee = 03 ￣￣￣￣￣￣ ↑PC 逆に後ろにジャンプ（バック）する場合には，指定する数値は１つ前が FF，２つ前 が FE，...のようになります（これを２の補数表現という）．ちょうどラジカセのテ ープカウンタの表示が，巻き戻しをかけると 000 → 999 → 998 → ……となるのと 同じです（これは１０の補数表現）．数値の表現方法については，機会があればくわ しく解説したいと思っています． -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 +0 ﾊﾞｲﾄ目 3E 01 ?? ?? ?? 18 ee ?? ... ↑ ｜ ↑ ee = -7 = F9 ￣￣￣￣￣￣￣￣￣ PC （ただし今述べた事はオブジェクトレベルの話で，アセンブラを使うときはＪＰも ＪＲも飛び先の指定はラベル名を書くだけでよろしい．あとはアセンブラが良きに計 らってくれます） またＪＲ命令で指定できるのは１バイトですから，ジャンプできるアドレスの範囲は ＰＣレジスタの場所から−１２８〜＋１２７バイトの範囲のみとなります．これ以上 遠くへ飛ばすことはできません．また，ＪＲ命令のほうがＪＰ命令より若干時間がか かります．都合の悪いときはＪＰ命令を使用してください． ・リロケータブルということ 　前回ＪＰ命令の説明で ＪＰ　ｎｎ　＝　ＬＤ　ＰＣ，ｎｎ であると書きましたが，同じような書きかたをすれば， ＪＲ　ｅ　　＝　ＡＤＤ　ＰＣ，ｅ と書けそうですね．そうやって考えると，マシン語いうのは，「データ転送」と「演 算」だけで全ての処理を行なっていることが分ってきます． 　ＪＰ命令に条件分岐命令があったように，ＪＲにも演算結果によってジャンプした りしなかったりするものがあります．ただし，その種類はＪＰの場合より少なくて， ４種類です． ＪＲ　Ｚ，ｅ ……演算結果が零のとき ジャンプ． ＪＲ　ＮＺ，ｅ …… 〃 零でないとき 〃 ＪＲ　Ｃ，ｅ ……演算で桁あふれが生じたとき 〃 ＪＲ　ＮＣ，ｅ …… 〃 生じなかったとき 〃 　もう１つＪＲ命令には，プログラムが短かくなるほかに，「オブジェクトをそのま ま別のアドレスへ移動しても，そのまま動く」という大きなメリットがあります．た とえば，前回のプログラムをそのまま７０００番地へ持っていけば確実に暴走します が，先ほどのプログラムでは全く問題はありません． JPの場合 JRの場合 ＿＿＿ 7000 CD 常｜ ↓ .... .. に｜ 7000 CD 7006 C3 -8｜ .... .. 7007 00 番｜ 7006 18 7007 80 地｜ 7007 F8 ↓ ！｜ ｜ 8000番地に行って暴走. ￣￣￣ ＪＲ命令のこのような働きを再配置可能（リロケータブル）と言い，特に短かいプ ログラムをいくつもつなげて使用する場合に威力を発揮します． ・繰返しに便利な，ＤＪＮＺ 　Ｚ８０で繰返しのプログラムを記述するときは，前述のＪＰやＪＲの条件分岐を使 用すれば事足りるのですが，Ｂレジスタを組合せて使用すると，簡潔にループ処理が 記述できる命令があります．それが， ＤＪＮＺ命令 です．次のプログラムを見てみましょう． 【プログラム】8010H番地〜のメモリに，50H,4FH,4EH...と，８０バイト格納する． ラベル ニモニック コメント -------+-------+----------------+------------------------------------------- DATAS EQU 8010H ; データ領域の先頭アドレス ORG 8000H ; ８０００Ｈより始めよ LD HL,DATAS ; ＨＬ←データ領域の先頭アドレス LD B,80 ; Ｂ←８０ LOOP: LD (HL),B ; （ＨＬが指すメモリ）←Ｂ INC HL ; ＨＬ←ＨＬ＋１ DJNZ LOOP RET ; おわり 　これも前回解説したプログラムに似ています．どこが違うかと言うと， １）Ａレジスタ → Ｂレジスタになっている ２）「ＤＥＣ　Ａ」がない ３）「ＪＰ　ＮＺ，ＬＯＯＰ」が「ＤＪＮＺ　ＬＯＯＰ」になっている とりあえず，アセンブルしてみましょう． A>A OBJECT CODE END 8009 ← 2バイト節約！ 実行してみると，プログラムが短かくなっているだけで，前回のプログラムと同じ働 きをすることがわかります． A>J8000 A>D8000 :8000 21 10 80 06 50 70 23 10 :8008 FC C9 .. .. :8010 50 4F 4E 4D 4C 4B 4A 49 :8018 48 47 46 45 44 43 42 41 : : :8058 08 07 06 05 04 03 02 01 :8060 .. .. これでおわかりいただけたと思いますが，ＤＪＮＺ命令は「Ｂレジスタを−１して Ｂ＞０ならばＬＯＯＰへジャンプ」という働きがあるわけです． 　ＢＡＳＩＣのＧＯＴＯとＦＯＲ〜ＮＥＸＴのように，繰返し専用命令を使うことは ループ構造であることをプログラム中で明示できるというメリットがあります（ただ マシン語の場合「ＤＪＮＺを使ったループ構造でないプログラム」も書けるので，人 の作ったプログラムを読むときには注意しよう）． ※次回は「スタック操作」と「サブルーチン」について解説する予定です．お楽しみ に！ （ＥＯＦ）