富士通MB8861はMC6800上位互換のCPUであり、5種6命令が追加されている。今回はADX命令の解説。
ADXはIXレジスタに8bitの即値あるいはメモリ上の16bitデータを加算する。
| 命令 | code | byte | cyc | 機能概略 |
|---|---|---|---|---|
| ADX（imm） | EC | 2 | 4 | IXL ← (IXL) +（命令の 2 バイト目） IXH ← (IXH) + C |
| ADX（ext） | FC | 3 | 7 | IXL ← (IXL) + (M + 1) IXH ← (IXH) + (M) + C |
ADX命令について
MB8861の追加命令で一番嬉しいのがADX命令である。MC6800のIXレジスタの演算は+1/-1しか行えず、大小比較も行えない。
ADXを使うと即値8bit、メモリ上の16bitと加算ができる。命令コードは $EC, $FC。命令サイクルは4,7。
MB8861は（MC6800も） Big-Endian であり、2バイト加算をする場合は手間がかかるので遅い。この辺りの話は以下の記事に書いた。
ADX命令を使って 減算や大小比較をしたい場合は、メモリ上に比較したい値の2の補数を置く。比較として使う場合、キャリーフラグの意味が通常の減算とは逆になるので要注意。
（ 2-1 は $0002 + $FFFF = $0001,C=1 になる。2-3 なら $0002 + $FFFD = $FFFF,C=0 になる ）
MC6800と6502では 減算時のCフラグの挙動が逆なのも、これに起因する。
フラグ変化は 普通に2バイト加算の結果になる。以下、実機で確認。LDX #nnnn / ADX mmmm / SWI を機械語で入れて実行します。
$FFFE+$0003=$0002の結果。N=0,Z=0,V=0,C=1 なのでCCは$C1。
$0002 + $FFFD = $FFFF。N=1,Z=0,V=0,C=0 なので CCは$C8。
$0002 + $FFFE = $0000。N=0,Z=1,V=0,C=1 なので CCは$C5。
正しく動いています。
ADX命令の応用
MC6800にはIXレジスタが1本しかないので、ブロック転送には手間がかかった。
MB8861も1本なのだが、事前に転送元と転送先のアドレス差を計算できれば、高速に書ける。
2つのポインタの切り替えをadxで行う。
src rmb 10 dst rmb 10 src_dst fdb src-dst dst_src fdb dst-src org $XXXX ldx #src ldaa #10 loop: ldab 0,x adx dst_src stab 0,x adx src_dst inx deca bne loop swi
MC6800では2本のポインタをstx/ldxで切り替える必要があり、ダイレクトページ経由でも9サイクルかかる。inxも2つ必要だ。
memcpyなどで使う場合は差の計算に手間がかかるが、大きなサイズのコピーなら効果は大きい。
（引き算できるsdxのような命令があれば、なお良かった）
ADXがあるとCコンパイラは嬉しいか？
とても嬉しい。例えば、関数をコンパイルするときには、最初にローカル変数の分だけスタックを減らし、復帰時に回復する必要がある。
MC6800ではSPやIXは直接 加減算できないので、AccABを使う。AccABへの転送も直接は行えないのでダイレクトページを使う。
以下はスタックを減らす処理だが、復帰時に加算する処理も同じ手間がかかる。でかいし遅い。
func: sts @tmp ldab @tmp+1 ldaa @tmp subb #10 sbca #0 stab @tmp+1 staa @tmp lds @tmp
ADXがあれば簡単である。増やす方は255以下なら即値が使える。減らす方は2の補数をデータとして置いておく。
m10: fcb $fff6 func: tsx adx m10 txs : tsx adx #10 txs
MC6801/6803だと、2バイト加減算はDレジスタだけが対象なので、XGDXで入れ替えて計算する。
1バイト加算もBレジスタを使うのでちょっと面倒。Bを保存する必要がある場合は、減算と同様に xgdx/addd #10/xgdx が良い。
func: tsx xgdx subd #10 xgdx txs : tsx ldab #10 abx txs
MB8861が普及していれば、Cコンパイラを書くのは（少しは）楽になっていただろうに。
資料
- MB8861に関する資料 – ずmemo
- 富士通 MB8861 カタログ | Akibako koubou
- Fujitsu : 技術情報誌 27(5)(148) – 国立国会図書館デジタルコレクション
- マイコンQ&A : ハードウエア&ソフトウエア – 国立国会図書館デジタルコレクション
- マイコン手づくり塾 : コンピュータテクニックを完全マスター – 国立国会図書館デジタルコレクション
- 月刊マイコン 1978年3月号 P.30 「ハードウェアに強くなるために FACOM MB8861(6800系)マイコンシステムの制作」
- エンサイクロペディア・アスキー volume 4 – 国立国会図書館デジタルコレクション
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