ACNews #71 03 августа 2018

Программирование - работа с банками памяти в IAR'е.

               Banking in IAR and ZX Spectrum 128K
                          by DimkaM

                            ---00---

По просьбе телезрителей, а также для себя в качестве шпаргалки,
решил описать работу с банкингом в IAR'е.
Сразу хочу огорчить - банкинг не распространяется на переменные
и константы (с некоторыми оговорками), только на исполняемый
код.
Данная статья предполагает, что вы уже ознакомились с моей
статьёй в Info Guide #11 и у вас есть приложение к IG #11, так
как я буду ссылаться на предыдущие примеры.

Сначала хочу дополнить предыдущую статью, так как многие не
читают документацию и задают вопросы:

Q:Почему всё обёрнуто в модули? 
R: Как минимум, чтобы не было мешанины из меток, и при линковке 
(библиотек) линкуются только используемые модули. 

Q:Как передавать/принимать параметры С-функций в ассемблере? 
R: До двух параметров передаётся в регистрах, остальные через 
стек. 
Если количество параметров неопределённо (printf(...) и т.п.), 
то все параметры передаются через стек. 
Первый параметр передаётся в E, DE, CDE или BCDE, в зависимости 
от разрядности значения. 
Если первый и второй параметры не шире 16 бит каждый, то второй 
параметр передаётся в регистрах B или BC, иначе через стек. 
Возвращаемое значение из функции передаётся в регистрах A (L при 
банкинге), HL, CHL или BCHL, в зависимости от разрядности 
значения. 

                            ---01---

Для начала нам необходимы процедуры для вызова (и возврата)
процедур из переключаемых страниц.
Вернее, они уже есть в библиотекеz8Oincclz80b.r01, но они
расчитаны на порт с восьмибитным адресом, да ещё и с чтением из
него текущей страницы.
Поэтому заменим (чтобы постоянно не линковать) в этой библиотеки
нужные нам процедуры.
Создадим директорию проектаfix_clz80b.
Создадим в этой директории файлzx128k.s01 со следующим
содержимым:

;так как нет аппаратной возможности узнать текущую страницу в 
;окне OxcOO0-Oxffff, 
;то каждая страница (участвующая в банкинге) будет хранить свой 
;номер по адресу OxFFFF. 
       MODULE  MY_CURRENT_PAGE
       PUBLIC  MY_CURRENT_PAGE
MY_CURRENT_PAGE=Oxffff
       ENDMOD

MODULE  ?BANK_CALL_DIRECT_L08
       PUBLIC  ?BANK_CALL_DIRECT_L08
       EXTERN  MY_CURRENT_PAGE
       RSEG  RCODE
?BANK_CALL_DIRECT_L08:
       push hl
       ld   hl,(MY_CURRENT_PAGE-1)
       push bc
       ld bc,0x7ffd
       out  (c),a
       pop bc
       ex   (sp),hl
       jp   (hl)
       ENDMOD

       MODULE  ?BANK_LEAVE_32_L08
       PUBLIC  ?BANK_LEAVE_32_L08
       EXTERN  MY_CURRENT_PAGE
       RSEG  RCODE
?BANK_LEAVE_32_L08:
       ld   sp,ix
       pop  ix
       pop  de
       inc sp
       inc sp
       pop af
       push bc
       ld bc,0x7ffd
       out  (c),a
       pop bc
       ret
       ENDMOD

       MODULE  ?BANK_LEAVE_DIRECT_L08
       PUBLIC  ?BANK_LEAVE_DIRECT_L08
       PUBLIC  ?BANK_FAST_LEAVE_L08
       EXTERN  MY_CURRENT_PAGE
       RSEG  RCODE
?BANK_LEAVE_DIRECT_L08:
       ld   sp,ix
       pop  ix
       pop  de
       pop  bc
?BANK_FAST_LEAVE_L08:
       pop  af
       push bc
       ld bc,0x7ffd
       out  (c),a
       pop bc
       ret
       ENDMOD

       MODULE  ?BANK_CALL_DIRECT_EXAF_L08
       PUBLIC  ?BANK_CALL_DIRECT_EXAF_L08
       EXTERN  MY_CURRENT_PAGE
       RSEG  RCODE
?BANK_CALL_DIRECT_EXAF_L08:
       ex   af,af'
       ld   a,(MY_CURRENT_PAGE)
       push af
       ex   af,af'
       push bc
       ld bc,0x7ffd
       out  (c),a
       pop bc
       jp   (hl)
       END

Далее нам понадобится файлzx128k.bat с содержимым:
..z8Obinaz80 -uu -b -v0 zx128k.s01
copy ..z8Olibclz80b.r01 ..z8Olibclzx128k.r01 /Y
..z8Obinxlib -c "fetch-modules zx128k.r01
..z8Olibclzx128k.r01 MY_CURRENT_PAGE MY_CURRENT_PAGE"
..z8Obinxlib -c "replace-modules zx128k.r01
..z8Olibclzx128k.r01"

Запускаем его, и у нас появляется библиотека
..z8Oincclzx128k.r01 - это копия библиотекиclz80b.r01 с 
заменёнными процедурами банкинга.
Проектfix_clz80b нам больше не понадобится.

                            ---02---

Сейчас мы переделаем под банкинг процедуры печати из предыдущей
статьи.
Создадим директориюmylibb, в ней поддиректорию list.
Скопируем в текущий проект файлыmylib.c (переименовав в
putchar.c ) иgraf.s01 из директории mylib (см. статью в Info 
Guide #11 ). 

graf.s01 отредактируем следующим образом:
БыстрыйПиксель и таблицу положим в небанкируемую память, т.е. в
сегмент RCODE. Соответственно, выход из неё - обычный ret.
       MODULE  fast_set_pix
       PUBLIC  fast_set_pix,fast_set_pix_table
       RSEG  RCODE  ;НЕбанкируемый сегмент
fast_set_pix  ;http://zxdn.narod.ru/coding/zg1etud2.txt
... 
тело процедуры 
... 
       ret  ;обычный выход
       RSEG  ALIGN8
fast_set_pix_table
       DEFS 1024
       ENDMOD

Инициализацию таблиц и медленныйпиксель определим в банкируемый
сегмент CODE, в этом случае необходимо использовать библиотечную
процедуру для выхода.
       MODULE  fast_set_pix_init
       PUBLIC  fast_set_pix_init
       EXTERN  fast_set_pix_table,?BANK_FAST_LEAVE_L08
       RSEG  CODE  ;банкируемый сегмент
fast_set_pix_init
... 
тело процедуры 
... 
       ;ret заменим на выход из страницы:
       JP  LWRD ?BANK_FAST_LEAVE_L08
       ENDMOD

       MODULE  little_set_pix
       PUBLIC  little_set_pix
       EXTERN  ?BANK_FAST_LEAVE_L08
       RSEG  CODE  ;банкируемый сегмент
little_set_pix
... 
тело процедуры 
... 
       ;ret заменим на выход из страницы:
       JP  LWRD ?BANK_FAST_LEAVE_L08
       END

Создадимbuild.bat:
..z8Obiniccz80 -v0 -mb -uua -b -q -x -K -gA -z9 -t4 -T
-Olist -Llist -Alist -I"../z80/inc/" putchar.c
..z8Obinaz80 -uu -b -v0 -Olist graf.s01

Опция -mb указывает на необходимость компиляции всех функций под
банкинговые вызовы, т.к. библиотечные puts и printf ожидают
банкируемую функцию putchar.

Туда же добавим компоновку библиотеки:
del /Q mylibb.r01
..z8Obinxlib -c "fetch-mod listputchar.r01 mylibb.r01"
   "fetch-mod listgraf.r01 mylibb.r01"
    "LIST-ALL-SYMBOLS mylibb.r01 listmods.txt"

Собираем библиотеку этим батником.

В новом файле'mylibb.h' опишем переменную MY_CURRENT_PAGE, она
пригодится, если понадобится узнать текущую страницу:
extern unsigned char MY_CURRENT_PAGE;

И остальные функции, не забывая указывать модификаторы банкинга:
banked void scr_init(char atribute);
#ifdef FASTPIXEL
banked void fast_set_pix_init(void);
non_banked void fast_set_pix(unsigned char x,unsigned char y);
#define set_pix fast_set_pix
#define set_pix_init fast_set_pix_init
#else
#define set_pix_init()
banked void little_set_pix(unsigned char x,unsigned char y);
#define set_pix little_set_pix
#endif

Модификатор banked можно не указывать, т.к. по умолчанию у нас
всё банкируется, но лучше указать - потом может пригодиться.

                            ---03---

Итак, наконец-то, подготовка к HelloWorld прошла. Проверим, что
у нас получилось.
Создадим проект'HelloWorld', в нем поддиректории list и bin

ФайлLnk.xcl:
-cZ80 //процессор
//-P(CODE)CODE=[C000-FFFF]*2+10000, 
  //[3C000-ЗFFFF]*2+10000,[6C000-бFFFF]*2+10000 //выделяем банки
  //0,1,3,4,6,7 под банкинг (5 и 2 не юзаем, т.к. прибиты)
//но мы ещё учтём бит (в порту 7ffd) выбора ПЗУ 48К. Если нужно 
//ПЗУ 128К, то используйте предыдущую строчку: 
-P(CODE)CODE=[10C000-1OFFFE]*2+10000,
  [13C000-1ЗFFFE]*2+10000,[16C000-1бFFFE]*2+10000
-Z(CODE)RCODE,CDATAO,CONST,CSTR,CCSTR=6000-7FFF //сегменты
                                  //памяти с константами и кодом
-Z(DATA)DATAO,IDATAO,UDATAO,ECSTR,ALIGN8|8,CSTACK+200=8000-BFFF
                             //сегменты стека, переменных и т.п.
-e_medium_write=_formatted_write //конфигурация printf/sprintf
-e_medium_read=_formatted_read //конфигурация scanf/sscanf
../mylibb/mylibb //линкуем свою библиотеку
-C ../z80/lib/clzx128k //подключаем библиотеку ИАРа
-FMOTOROLA
-o list/aout.a01
-l list/cout.html
-xehinms //включим всё для полноты картины
-R
-w47 //подавляем предупреждения, от которых я пока не понял,
    //как избавиться

Файл build.bat:
..z8Obiniccz80 -v0 -mb -uua -q -e -K -gA -s9 -t4 -T -Llist
                        -Olist -Alist -I"../z80/inc/" main.c
..z8Obinaz80 -Olist -Dbanking Cstartup.s01
..z8Obinxlink -Ilist main cstartup -f Lnk.xcl

Скопируемcstartup из предыдущей статьи, добавим нумерацию
страниц, добавив следующий код сразу после меткиinit_C:
#ifdef banking
#if NOT procбЧ180
       EXTERN MY_CURRENT_PAGE
       ld hl,MY_CURRENT_PAGE
       ld bc,0x7ffd
       ld a,0x17
bankIniLoop:
       REPT 2
       out (c),a
       ld (hl),a
       dec a
       ENDR
       dec a
       cp OxOe
       jr nz,bankIniLoop
#endif
#endif

Создадимmain.c:

#include <stdio.h>
#include <intrz80.h>
#include <math.h>
//#define FASTPIXEL
#include "../mylibb/mylibb.h"
void KbdScan(void){
       printf("Keyboard scan: 0x%02Xr",input(OxOOfe));
}
C_task void main(void){
       unsigned char x=0;
       scr_init(0x07<<3);
       set_pix_init();
       puts("Hello World!");
       do{
               set_pix(x,(sin((double)x/20)*20+95));
       }while(++x);
       while(1) KbdScan();
}

Компилируем батником.

                            ---04---

Опять засада: что делать с файломlistaout.a01 !?
Этот файл в форматеmotorola s-records.
Для преобразования файлаaout.a01 воспользуемся сторонней
утилитой SRecord - её вы сможете найти в приложении к этой
газете.

Добавим вbuild.bat (внимание! рассчитано на стартовый адрес
0x6000 !): 

@echo off
..z8Osrecordsrec_cat listaout.a01 -offset -0x6000 -crop 0
                                    0x6000 -o bincode.c -Binary
FOR %%i IN (00,01,03,04,06,07,10,11,13,14,16,17) do
      ..z8Osrecordsrec_cat listaout.a01 -offset -0x%%~iCOO0
      -crop 0 0x4000 -o bin%%~i.c -Binary
for /R bin %%i in (*.c) do (if %%~zi==0 (del /Q %%i)
   ELSE (echo crop file:%%~nxi size:%%~zi out^(7FFD^),0x%%~ni))
echo on

В директорииbin создастся бинарный файл code, который
необходимо загрузить и запустить с адреса 0x6000, а также файлы
с номером (с учётом бита выбора ПЗУ) страницы в имени - их,
естественно, надо загрузить по страницам.

Возможно, у вас есть свои методы создания загрузчика и образа
диска. Если нет, то можете добавить следующую строчку в
build.bat:
..z8Obinbuild128k.bat buildscl

И получите на выходе scl-файл со всеми файлами и загрузчиком.
Запускаем и наслаждаемся чистым синусом.

                             * * *

В следующей серии мы рассмотрим грязные хаки. К примеру, как 
положить локальные переменные и константы в банкируемый сегмент.