AKI- H8/3048foneのモニタプログラム，クロスアセンブラ環境での
アセンブリ言語プログラミング

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１．はじめに

この文書は，AKI-H8におけるH8/3048foneのモニタプログラム，PCターミナルソフトで の学習を記述している。
モニタプログラムは，新しいプログラムの動作を検証する場合や，アセンブリ言語の学習者が，１命令ずつ機械語命令を実行してCPUのふるまいを観察するプ ログラムである。モニタプログラムはROM（フラッシュメモリ）上に配置されており，検証対象のプログラムはRAM上に置かれる。

この文書では
（１）PC上のエディタでアセンブリ言語プログラムを作成し，アセンブラに機械語プログラムに変換
（２）マイコンではモニタプログラムを動作させ，ターミナル画面から機械語プログラムをマイクロコンピュータに転送
（３）モニタプログラム上でこのプログラムを動作させる
手順を解説します。

（本校）校内からは授業に使うため準備用ファイルが入手できます。またマニュアルもダウンロードしておくとよい。

trial5

このファイルを解凍すると「trial5」のフォルダが出てくるので， 作業用フォルダとして使う。 （（本校）ＬＡＮからのみ試用のためアクセスできる。） （4J電子計算機IIの授業ではこれを使う）

H8 命令ニモニックの説明マニュアル

H8機械語命令ニモニックの説明マニュアル （（本校）ＬＡＮからのみアクセスできる。）

基本事項　再掲

レジスタは32ビット幅で8個あり，名前はER0，ER1，ER2，ER3，ER4，ER5，ER6，ER7である。
またER0は，2つの16ビット幅レジスタE0，R0として使うこともできる。
（従って，R0とER0を同時に別の用途に使うことはできない）
さらにまた16ビット幅レジスタR0は，2つの8ビット幅のレジスタR0H，R0Lとして使うこともできる。
（従って，R0LとR0やER0を同時に別の用途に使うことはできない）

ER0 (32bit)

または

E0 (16bit)

R0 (16bit)

または

E0 (16bit)

R0H (8bit)

R0L (8bit)

                  レジスタER0の構造と使われ方

ER0の構造はER1，ER2，ER3，ER4，ER5，ER6でも同じである。
例えばER1では次のようになっている

ER1 (32bit)

または

E1 (16bit)

R1 (16bit)

または

E1 (16bit)

R1H (8bit)

R1L (8bit)

                  レジスタER1の構造と使われ方

もう一例を上げれば，ER2では次のようになっている

ER2 (32bit)

または

E2 (16bit)

R2 (16bit)

または

E2 (16bit)

R2H (8bit)

R2L (8bit)

                  レジスタER2の構造と使われ方

bit，byteと16進表示についてまとめておこう

	ビット数	バイト数	16進表現桁数	表現範囲	略号
バイト	8bit	1byte	2桁	00-FF	B
ワード	16bit	2byte	4桁	0000-FFFF	W
ロングワード	32bit	4byte	8桁	00000000-FFFFFFFF	L

２．アセンブリ言語プログラムをエディタで作成し，アセンブルを行い，モニタ上で実行

モニタプログラム上で１行ずつ命令を直打ちしてアッセンブルできるとは言っても，そのまま数十行のプログラムを書くことは現実的ではない。
そこで，アセンブリ言語で書かれたソースプログラムを，汎用エディタ（たとえばTeraPad）で作成し，アセンブルし，リンク，コンバー ト（モトローラS 形式にするとフラッシュメモリ書き込み可能となる）して，.MOTファイルを作って，これまでと同様に1ステップずつ実行してみる。
ただし，通常はROM領域に配置されるプログラムを，RAM領域に置く。

（１）アセンブリ言語で書かれたプログラム例

プログラムは次のようなものである。
　
　スタックポインタを初期化する（使わないのでしなくてもよい）
　FF800番地の2byteデータをレジスタR0に載せる
　FF802番地の2byteデータをレジスタR1に載せる
　R0とR1の値を加えてR0にしまう
　R0のデータをFF804番地にしまう
　作業が終了したので無限ループに入る（OSなしのマイコンのプログラムは終わることが出来ない）
　ただしプログラム起動の時点で，
　FF800番地にはx1234，FF802番地にはx2345，FF804番地にはx3456が入っているものとする。

アセンブリプログラムのしきたり

・先頭が「.」で始まる行は，機械語に翻訳される命令ではなく，コンパイラに対して
　指示を与える擬似命令と呼ばれるものである。
・行の1文字目から始まり「:」で終わる行は，ラベルといって機械語に翻訳はされず，
　機械語ではアドレスに解釈される。
　例えば「EternalLoop:」はBRA EternalLoopのジャンプ命令の行き先であり，
　「data1:」はff800を，「data2:」はff802を「data3:」はff804を意味している。
　モニタ上で命令を直打ちするよりも，アドレス指定はラベルが使えるため，便利に
　なっている。。
・命令および擬似命令を書く時は，行頭は少なくとも1つのスペースかあるいはタブ
　で始まらなければならない。ここでは4つのスペースを使っている

test.src ソースプログラムのダウンロード 右クリックでダウンロードしてください

.CPU 300HA     .SECTION A,DATA,LOCATE=H'0FF030     .DATA.L H'0FF130  ;リセットベクトル     .SECTION P,CODE,LOCATE=H'0FF130     MOV.L  #H'FFF00,ER7  ;スタックポインタ設定     MOV.W @data1, r0     ;data1にある値をレジスタr0へ     MOV.W @data2, r1     ;data2にある値をレジスタr1へ     ADD.W r1,r0          ;レジスタr0+r1→r0     MOV.W r0,@data3      ;レジスタr0にある値をdata3へ EternalLoop:     BRA EternalLoop ;永久ループ     .SECTION D,DATA,LOCATE=H'0FF800 data1:     .DATA.W H'1234 data2:     .DATA.W H'2345 data3:     .DATA.W H'3456     .END

対象CPU群名 ベクタテーブル領域 0FF030から プログラム領域0FF130から 終端処理（無限ループ） データ領域0FF800から 2バイトデータ　1234 2バイトデータ　2345 2バイトデータ　3456

H8 命令ニーモニクの説明マニュアル　学内高速読み取りバッファより

（２）アセンブルからコンバートまで
「test.src」を「Asm2Mon.cmd」にドラッグ＆ドロップします。フラッシュメモリ書き込み形式ファイル「test.MOT」 ができます。
この「Asm2Mon.cmd」を使用するとソースリストファイル「test.LIS」とマップファイル「test.MAP」も出来ます。

test.LIS アドレスとプログラムソースの対応を見ると，FF130からFF14Aまでにプログラムがあることがわかる。 ラベル（例えば「data1:」）はただのアドレスとして扱われていることも判る。

** H8S,H8/300 ASSEMBLER Ver.2.0A Evaluation software ** 08/01/03 22:16:40                PAGE     1      Address Instruction               ProgramSource     1                             1         .CPU 300HA     2 0FF030                      2         .SECTION A,DATA,LOCATE=H'0FF030     3 0FF030 000FF130             3         .DATA.L H'0FF130  ;リセットベクトル     4                             4         5 0FF130                      5         .SECTION P,CODE,LOCATE=H'0FF130     6 0FF130 7A07000FFF00         6         MOV.L  #H'FFF00,ER7  ;スタックポインタ設定     7 0FF136 6B20000FF800         7         MOV.W @data1, r0     ;data1にある値をレジスタr0へ     8 0FF13C 6B21000FF802         8         MOV.W @data2, r1     ;data2にある値をレジスタr1へ     9 0FF142 0910                 9         ADD.W r1,r0          ;レジスタr0+r1→r0    10 0FF144 6BA0000FF804        10         MOV.W r0,@data3      ;レジスタr0にある値をdata3へ    11 0FF14A                     11     EternalLoop:    12 0FF14A 40FE                12         BRA EternalLoop ;永久ループ    13                            13        14 0FF800                     14         .SECTION D,DATA,LOCATE=H'0FF800    15 0FF800                     15     data1:    16 0FF800 1234                16         .DATA.W H'1234    17 0FF802                     17     data2:    18 0FF802 2345                18         .DATA.W H'2345    19 0FF804                     19     data3:    20 0FF804 3456                20         .DATA.W H'3456    21                            21        22                            22         .END   *****TOTAL ERRORS       0   *****TOTAL WARNINGS     0  ** H8S,H8/300 ASSEMBLER Ver.2.0A Evaluation software ** 08/01/03 22:16:40                PAGE     2 *** CROSS REFERENCE LIST NAME                             SECTION  ATTR VALUE             SEQUENCE A                                A        SCT  000FF030      2* D                                D        SCT  000FF800     14* EternalLoop                      P             000FF14A     11*   12 P                                P        SCT  000FF130      5* data1                            D             000FF800      7    15* data2                            D             000FF802      8    17* data3                            D             000FF804     10    19*  ** H8S,H8/300 ASSEMBLER Ver.2.0A Evaluation software ** 08/01/03 22:16:40                PAGE     3 *** SECTION DATA LIST SECTION                          ATTRIBUTE    SIZE             START A                                ABS-DATA    0000004           0FF030          P                                ABS-CODE    000001C           0FF130          D                                ABS-DATA    0000006           0FF800

test.MAP

H SERIES LINKAGE EDITOR Ver. 5.3B   LINK COMMAND LINE   LNK test -PRINT=test                                     H SERIES LINKAGE EDITOR Ver. 5.3B                      PAGE :     1                                           ***     LINKAGE EDITOR LINK MAP LIST      ***     SECTION   NAME                       START   -   END         LENGTH     UNIT NAME   MODULE NAME   ATTRIBUTE  :   DATA  NOSHR   A                                 H'000FF030 - H'000FF033   H'00000004      test         test   * TOTAL ADDRESS *                 H'000FF030 - H'000FF033   H'00000004   ATTRIBUTE  :   CODE  NOSHR   P                                 H'000FF130 - H'000FF14B   H'0000001C      test         test   * TOTAL ADDRESS *                 H'000FF130 - H'000FF14B   H'0000001C   ATTRIBUTE  :   DATA  NOSHR   D                                 H'000FF800 - H'000FF805   H'00000006      test         test   * TOTAL ADDRESS *                 H'000FF800 - H'000FF805   H'00000006

（３）RAM書き込み
ここでH8CPUのRAM領域へのプログラム書き込みを行う。

この作業の前に，モニタプログラム「MONITOR3048fone.MOT」 の転送（ROM領域への書き込み）が行われている必要がある。
（一度モニタプログラムがROM領域にかきこまれたなら，RAM領域への書き込みは何回でもできる）

RAM領域への書き込みでは，モニタプログラムをRUNモードで動かしておく必要がある

teratermを用いた機械語プログラムの転送	ハイパーターミナルを用いた機械語プログラムの転送
１）AKI-H8側はモニタプログラムがRUNしている状態にしておく。 ２）PCではteratermを起動する。 ３）teraterm上で「L」コマンドを与える。 　　（"L"+"Enter"） この時のモニタ画面 : L そのままにしておく ４）転送したいxxxx.motのアイコンをteratermモニタ画面に 　　ドロップして，出てきたメニューでファイル送信を選ぶ。 　　別の方法 　　　　teratermの「ファイル」メニューの 　　　　「ファイル送信」コマンドを実行する。 　　　　ファイルセレクタが出てくるので， 　　　　ファイルの種類を「*.*」にして「test.MOT」を選択する。 ５）書き込み終了（数秒待つと次のように表示される） RAM書き込み終了時のモニタ画面 : L   Top Address=FF030   End Address=FF805 :	１）AKI-H8側はモニタプログラムがRUNしている状態にしておく。 ２）PCではハイパーターミナルを起動する。 ３）ハイパーターミナル上で「L」コマンドを与える。 　　（"L"+"Enter"） この時のモニタ画面 : L そのままにしておく ４）ハイパーターミナルの「転送」メニューの 　　「テキストファイルの送信」コマンドを実行する。 　　ファイルセレクタが出てくるので， 　　ファイルの種類を「*.*」にして「test.MOT」を選択する。 ５）書き込み終了（数秒待つと次のように表示される） RAM書き込み終了時のモニタ画面 : L   Top Address=FF030   End Address=FF805 :

（４）実行前の確認
フラッシュメモリ書き込みが終了したら，以下のようにff800番地とff130番地のところに
test.srcの変数データとプログラムが正常にダウンロードされたことを確かめよう。

プログラムソースのラベルが数値のアドレスに変換されたこともわかる。
（例えば「 MOV.W @data1, r0」は「 MOV.W @H'FF800:24,R0」になっている）

内容	モニタ画面
ff800番地付近の メモリ表示	: d ff800 ff80f   <ADDR>                  <  D  A  T  A  >                     < ASCII CODE >   FF800   12 34 23 45 34 56 DB 7B  E2 8C E7 5B 04 80 E7 7A   ".4#E4V.{...[...z"
プログラムの確認 （ディスアセンブル） ２．(2)において プログラムの末尾 がff14aであること が読み取れていた。	: da ff130 ff14a   FF130   7A07000FFF00          MOV.L      #H'000FFF00:32,ER7   FF136   6B20000FF800          MOV.W      @H'FF800:24,R0   FF13C   6B21000FF802          MOV.W      @H'FF802:24,R1   FF142   0910                  ADD.W      R1,R0   FF144   6BA0000FF804          MOV.W      R0,@H'FF804:24   FF14A   40FE                  BRA        FF14A:8

（５）実行
１ステップずつ実行します。

内容	モニタ画面
レジスタの確認	: r   PC=0FF11A  CCR=80:I.......  SP=000FFF10   ER0=00000000  ER1=00000000  ER2=00000000  ER3=00000000   ER4=00000000  ER5=00000000  ER6=00000000  ER7=000FFF10
プログラムカウン タ（PC）にスター トすべき先頭アド レスをセット＊１	: .pc   PC=0FF11A  ?  0ff130   CCR=80  ?  .
レジスタの確認	: r   PC=0FF130  CCR=80:I.......  SP=00FFFF10   ER0=00000000  ER1=00000000  ER2=00000000  ER3=00000000   ER4=00000000  ER5=00000000  ER6=00000000  ER7=00FFFF10
１ステップずつ 実行	: s   PC=0FF136  CCR=80:I.......  SP=000FFF00   ER0=00000000  ER1=00000000  ER2=00000000  ER3=00000000   ER4=00000000  ER5=00000000  ER6=00000000  ER7=000FFF00   FF130   7A07000FFF00          MOV.L      #H'000FFF00:32,ER7 : s   PC=0FF13C  CCR=80:I.......  SP=000FFF00   ER0=00001234  ER1=00000000  ER2=00000000  ER3=00000000   ER4=00000000  ER5=00000000  ER6=00000000  ER7=000FFF00   FF136   6B20000FF800          MOV.W      @H'FF800:24,R0 : s   PC=0FF142  CCR=80:I.......  SP=000FFF00   ER0=00001234  ER1=00002345  ER2=00000000  ER3=00000000   ER4=00000000  ER5=00000000  ER6=00000000  ER7=000FFF00   FF13C   6B21000FF802          MOV.W      @H'FF802:24,R1 : s   PC=0FF144  CCR=80:I.......  SP=000FFF00   ER0=00003579  ER1=00002345  ER2=00000000  ER3=00000000   ER4=00000000  ER5=00000000  ER6=00000000  ER7=000FFF00   FF142   0910                  ADD.W      R1,R0 : s   PC=0FF14A  CCR=80:I.......  SP=000FFF00   ER0=00003579  ER1=00002345  ER2=00000000  ER3=00000000   ER4=00000000  ER5=00000000  ER6=00000000  ER7=000FFF00   FF144   6BA0000FF804          MOV.W      R0,@H'FF804:24 :
ff800番地 付近のメモリ 表示　＊２	: d ff800 ff80f   <ADDR>                  <  D  A  T  A  >                     < ASCII CODE >   FF800   12 34 23 45 35 79 DB 7B  E2 8C E7 5B 04 80 E7 7A   ".4#E5y.{...[...z"

＊１　直前のレジスタ確認で，プログラムカウンタPCがFF130になっているときはこの作業は不要である。
＊２　プログラム実行前のメモリ内容表示と比較するとプログラムが意図したとおりに動作したことが判る。

３．プログラムのブレークポイントまでの実行

２．（１）～（３）によってプログラムがすでに書き込まれているとして，FF14Aにブレークポインタ
（ここまで実行されたら，止まってモニタに制御を戻せというしるし）を設定し，プログラム先頭から
ブレーク ポインタまでを一気に動作させる。

（１）実行前の確認
以下のようにff800番地付近にデータが，ff130番地のところにプログラムが存在することを確かめよう。
和が格納されるべきアドレス FF804に実行後に和が格納されることを確かめられるように，mコマンドで
適当な値に変更しておくとよい。

内容	モニタ画面
ff800番地付近の メモリ表示	: d ff800 ff80f   <ADDR>                  <  D  A  T  A  >                     < ASCII CODE >   FF800   12 34 23 45 00 00 DB 7B  E2 8C E7 5B 04 80 E7 7A   ".4#E...{...[...z"
プログラムの確認 （ディスアセンブル） ２．(2)において プログラムの末尾 がff14aであること が読み取れていた。	: da ff130 ff14a   FF130   7A07000FFF00          MOV.L      #H'000FFF00:32,ER7   FF136   6B20000FF800          MOV.W      @H'FF800:24,R0   FF13C   6B21000FF802          MOV.W      @H'FF802:24,R1   FF142   0910                  ADD.W      R1,R0   FF144   6BA0000FF804          MOV.W      R0,@H'FF804:24   FF14A   40FE                  BRA        FF14A:8

（２）実行
ブレークポインタを設定して実行します。

内容	モニタ画面
レジスタの確認	: r   PC=0FF11A  CCR=80:I.......  SP=000FFF10   ER0=00000000  ER1=00000000  ER2=00000000  ER3=00000000   ER4=00000000  ER5=00000000  ER6=00000000  ER7=000FFF10
プログラムカウンタ （PC）の変更 ＊１	: .pc   PC=0FF11A  ?  0ff130   CCR=80  ?  .
レジスタの確認	: r   PC=0FF130  CCR=80:I.......  SP=00FFFF10   ER0=00000000  ER1=00000000  ER2=00000000  ER3=00000000   ER4=00000000  ER5=00000000  ER6=00000000  ER7=00FFFF10
ブレークポインタ の設定 ２．(2)において プログラムの末尾 がff14aであること が読み取れていた。	: b ff14a
現在のプログラム カウンタのアドレスから ブレークポインタまで 実行	: g   Break at PC=FF14A   PC=0FF14A  CCR=80:I.......  SP=000FFF00   ER0=00003579  ER1=00002345  ER2=00000000  ER3=00000000   ER4=00000000  ER5=00000000  ER6=00000000  ER7=000FFF00
ff800番地付近の メモリ表示	: d ff800 ff80f   <ADDR>                  <  D  A  T  A  >                     < ASCII CODE >   FF800   12 34 23 45 35 79 DB 7B  E2 8C E7 5B 04 80 E7 7A   ".4#E5y.{...[...z"

＊１　すでにプログラムカウンタPCがFF130になっているときはこの作業は不要です。

注意　もしブレークポインタをセットせずにｇコマンドで起動すると，そのまま
BRA        FF14A:8
のところで無限ループに突入するため，モニタのコマンドを受け付けなくなってしまう。
このような場合には，H8の電源を落とすしかない。

参考　プログラムの工夫とGコマンドの工夫によって手間を省く

（１）プログラムの終端に自分自身へのジャンプ命令を置いて無限ループを作る代わりに，モニタの先頭アド レスへジャンプさせてモニタを再起動させてもメモリの内容は変化しないので，プログラムの終端をモニタの先頭アドレスへジャンプするように変更する。この ようにすると，モニタ内でプログラム終端でモニタに制御を戻すためのブレークポインタの設定は不要になる。

（２）Gコマンドは，起動アドレスも指示できるので，PCへの操作を省くことができる。

EQU擬似命令はC言語の#defineと同じ働きをする。プログラム本体に「RESTART」が出てきたら，それは「H'100」としてアセンブルしなさいの意味である。
ゆえに，JMP @RESTART は JMP @H'100 とおなじであり，「アドレス0x100にジャンプしなさい」の意味になる。
（0x100はモニタの先頭アドレス（＝モニタの起動アドレス））

test1.src ソースプログラムのダウンロード 右クリックでダウンロードしてください

.CPU 300HA RESTART   .EQU H'100     ;モニタの先頭アドレス     .SECTION A,DATA,LOCATE=H'0FF030     .DATA.L H'0FF130  ;リセットベクトル     .SECTION P,CODE,LOCATE=H'0FF130     MOV.L  #H'FFF00,ER7  ;スタックポインタ設定     MOV.W @data1, r0     ;data1にある値をレジスタr0へ     MOV.W @data2, r1     ;data2にある値をレジスタr1へ     ADD.W r1,r0          ;レジスタr0+r1→r0     MOV.W r0,@data3      ;レジスタr0にある値をdata3へ     JMP @RESTART         ;モニターに戻る     .SECTION D,DATA,LOCATE=H'0FF800 data1:     .DATA.W H'1234 data2:     .DATA.W H'2345 data3:     .DATA.W H'3456     .END

ベクタテーブル領域 0FF030から プログラム領域0FF130から データ領域0FF800から 2バイトデータ　1234 2バイトデータ　2345 2バイトデータ　3456

実行の様子 モニタが再起動しているのがわかる。

: l   Top Address=FF030   End Address=FF805 : da ff130 ff14a   <ADDR>  <CODE>                <MNEMONIC> <OPERAND>   FF130   7A07000FFF00          MOV.L      #H'000FFF00:32,ER7   FF136   6B20000FF800          MOV.W      @H'FF800:24,R0   FF13C   6B21000FF802          MOV.W      @H'FF802:24,R1   FF142   0910                  ADD.W      R1,R0   FF144   6BA0000FF804          MOV.W      R0,@H'FF804:24   FF14A   5A000100              JMP        @H'00100:24 : d ff800 ff80f   <ADDR>                  <  D  A  T  A  >                     < ASCII CODE >   FF800   12 34 23 45 34 56 FF FF  DF EC FD FF FF FF FF FF   ".4#E4V.........." : g ff130  H8/3048 Series Advanced Mode Monitor Ver. 3.0A  Copyright (C) 2003 Renesas Technology Corp. : d ff800 ff80f   <ADDR>                  <  D  A  T  A  >                     < ASCII CODE >   FF800   12 34 23 45 35 79 FF FF  DF EC FD FF FF FF FF FF   ".4#E5y.........." :

４．　メモリ領域のフィル

メモリの指定された領域（アドレス◯◯からアドレス□□まで）を，ある値で埋め尽くします。
実際には，メモリ上の指定されたアドレスから順番に，埋めるべき値を書き込んでいきます。
そして必要なバイト数だけ作業したら終了します。

例題１	アセンブラを用いて次のプログラムを作成しなさい。 (FF200から機械語プログラムを置きなさい。) FF800番地 - FF83F番地メモリすべてに0x55を埋めるプログラム。 以下を報告しなさい。 実行前のFF800番地 - FF83F番地のメモリ表示 プログラムの逆アッセンブル結果 ブレークポイントを設定して実行した時の実行の様子 実行後のFF800番地 - FF83F番地のメモリ表示 （実行前のメモリ表示と比較して，意図した動作ができているかどうか確かめる）
プログラムの 概要	メモリのある領域を1バイトのデータで埋めるためには，次のようにすればよい。 ◯使用するレジスタ （１）値を埋めるアドレスを保管するレジスタA（最低24ビット必要） （２）埋める値を保管する1バイトのレジスタB （３）埋めた数を数えるレジスタC 　　（ここでは40(Hex)個数えれば良いので1バイトのレジスタで足りる） 　　（ダウンカウントで数えて，繰り返し作業の終了を判断する） ◯作業手順 （１）レジスタAに作業対象先頭アドレスを設定 （２）レジスタBに埋めるべき値を設定 （３）レジスタCに埋める個数を設定 （４）レジスタAの指しているアドレスにレジスタBの値を保存 （５）レジスタAの値を１増やす （６）レジスタCの値を1減らす （７）レジスタCの値が0になっていなかったら（４）に戻る レジスタA,B,Cはプログラムでは実在するレジスタを割り当てる。
アセンブリ プログラム testfill.src ソースプログ ラムの ダウンロード 右クリック でダウンロ ードしてく ださい 青字：レジスタ 初期設定 紫字：作業ル ープ	.CPU 300HA     .SECTION A,DATA,LOCATE=H'0FF030     .DATA.L H'0FF200  ;リセットベクトル     .SECTION P,CODE,LOCATE=H'0FF200     MOV.L  #H'FFF00,ER7  ;スタックポインタ設定     MOV.L  #area,ER1     ;作業対象先頭アドレスをレジスタer1へ     MOV.B  #H'55, r0l    ;埋める値0x55をレジスタr0lへ     MOV.B  #H'40, r0h    ;埋める個数0x40をレジスタr0h L001:     MOV.B  r0l,@ER1      ;0x55をER1の指しているところへ     INC.L  #1,ER1        ;ER1を1増やす（32bit操作）     DEC.B  r0h           ;R0Hを1減らす（8bit操作）     BNE    L001:8        ; r0h!=0の場合はL001へジャンプ EternalLoop:     BRA EternalLoop ;永久ループ     .SECTION D,DATA,LOCATE=H'0FF800   ;データ領域0FF800から area:     .res.b H'40          ;40バイトの領域を確保　先頭アドレスはFF800になる     .END
プログラムの 補足説明	行の1文字目から書かれる名前はラベルと呼ばれ，ジャンプ命令の行き先となる。 （ラベルは，機械語に変換されるとアドレスになる。） 「BNE L001:8」　直前の操作の結果が0でなかったら，L001にジャンプする 　　　　　　　　（Branch Not Equal to 0） ある条件が成り立ったらジャンプするという命令は条件ジャンプと呼ばれ， C言語でいうところのif文の構造を作ったり，ループ構造を作ったりするのに 必須の命令である。 条件ジャンプ（条件ブランチ）は多くの種類があるため，命令マニュアルでは 「Bcc」として一括して説明されている。
ファイルの 準備	アセンブルして，testfill.srcからtestfill.MOTを作成する。 このときtestfill.LISもできるので，.LISファイルをエディタで開いて プログラムの最終アドレスを読み取っておく必要がある。 そうしないと逆アセンブルする時，プログラムの最終アドレスがわからなくなる。 ここでは0FF218が読み取れるはずである。
RAM領域へ プログラムを 転送 逆アセンブル してプログラ ムを確認 作業範囲の メモリを確認 fコマンドで ff800-ff84fを aaで埋めておく 作業範囲の メモリを確認 AAが埋められた ブレークポイ ントの設定 実行 メモリの状態を 実行前と実行後 を比べて，意図 した作業ができ ているかどうか 検証している	: l   Top Address=FF030   End Address=FF219 : da ff200 ff219   <ADDR>  <CODE>                <MNEMONIC> <OPERAND>   FF200   7A07000FFF00          MOV.L      #H'000FFF00:32,ER7   FF206   7A01000FF800          MOV.L      #H'000FF800:32,ER1   FF20C   F855                  MOV.B      #H'55:8,R0L   FF20E   F040                  MOV.B      #H'40:8,R0H   FF210   6898                  MOV.B      R0L,@ER1   FF212   0B71                  INC.L      #1,ER1   FF214   1A00                  DEC.B      R0H   FF216   46F8                  BNE        FF210:8   FF218   40FE                  BRA        FF218:8 : d ff800 ff85f   <ADDR>                  <  D  A  T  A  >                     < ASCII CODE >   FF800   FF FF 7F DF FF FF FF FF  DF EC FD FF FF FF FF FF   "................"   FF810   FF FF EF F3 FF AF FF F7  FF EB DE F7 FF FF FF FF   "................"   FF820   DF FF FF FF FF BF FB FF  AF DF DF FF BF FB FF FF   "................"   FF830   FF F9 7E EF FF DC BF DB  FA FF FF FF 9D FF FD FF   "..~............."   FF840   FF FF FF FF FF DF DF FF  FF FF 7F FF FF F7 BE FF   "................"   FF850   6F FF FF E7 FF FF DF FF  97 F7 FA FF BE F3 FF 27   "o..............'" : f ff800 ff84f aa : d ff800 ff85f   <ADDR>                  <  D  A  T  A  >                     < ASCII CODE >   FF800   AA AA AA AA AA AA AA AA  AA AA AA AA AA AA AA AA   "................"   FF810   AA AA AA AA AA AA AA AA  AA AA AA AA AA AA AA AA   "................"   FF820   AA AA AA AA AA AA AA AA  AA AA AA AA AA AA AA AA   "................"   FF830   AA AA AA AA AA AA AA AA  AA AA AA AA AA AA AA AA   "................"   FF840   AA AA AA AA AA AA AA AA  AA AA AA AA AA AA AA AA   "................"   FF850   6F FF FF E7 FF FF DF FF  97 F7 FA FF BE F3 FF 27   "o..............'" : .pc   PC=0FF200  ?  ff200   CCR=80  ?  . : b ff218 : r   PC=0FF200  CCR=80:I.......  SP=000FFF00   ER0=00000000  ER1=00000000  ER2=00000000  ER3=00000000   ER4=00000000  ER5=00000000  ER6=00000000  ER7=000FFF00 : g   Break at PC=FF218   PC=0FF218  CCR=84:I....Z..  SP=000FFF00   ER0=00000055  ER1=000FF840  ER2=00000000  ER3=00000000   ER4=00000000  ER5=00000000  ER6=00000000  ER7=000FFF00 : d ff800 ff84f   <ADDR>                  <  D  A  T  A  >                     < ASCII CODE >   FF800   55 55 55 55 55 55 55 55  55 55 55 55 55 55 55 55   "UUUUUUUUUUUUUUUU"   FF810   55 55 55 55 55 55 55 55  55 55 55 55 55 55 55 55   "UUUUUUUUUUUUUUUU"   FF820   55 55 55 55 55 55 55 55  55 55 55 55 55 55 55 55   "UUUUUUUUUUUUUUUU"   FF830   55 55 55 55 55 55 55 55  55 55 55 55 55 55 55 55   "UUUUUUUUUUUUUUUU"   FF840   AA AA AA AA AA AA AA AA  AA AA AA AA AA AA AA AA   "................" :

モニタコマンド　f（fill） について
上記の実行中で 「f ff800 ff84f aa」という命令を行なっている，
これは，メモリのff800からff84fまでをaaで埋めるという命令である。

作成したフィルプログラムが正しく動作したかどうかどうかを検証するためには，
予め検証が可能なように，少し余計な範囲まで，異なる値を埋めておく必要がある。
(プログラムのミスで意図した領域を超えて値を埋めてしまうことがあるため)

H8 命令ニーモニクの説明マニュアル　学内高速読み取りバッファより

（１）LEDの点灯
ここでアセンブリプログラムによるIOポートへのアクセスを試みる。
IOポートのうち，LEDのつながれているP5と，8bitスイッチがつながれているP2を対象とする。

LED0，LED1はP5（正確にはP5DR）のbit0,bit1に保護抵抗を介して接続されている。

P5と呼んでいるポートの実体はメモリ空間に割り当てられているIOレジスタである。
LEDの点滅をするためには，次の2つのことが必要である。点滅対象はLED0の1つだけとする。
（１）P5DDR（Data Direction Register）は，P5DRの各ビットを入力（外部から0Vor5VをCPUとし
　　　て0or1として受け取る）か出力（CPUの0or1を外部に対して0Vor5Vとして出力する）かを決
　　　定するレジスタである。
　　　各ビットを1にすると出力設定となり，0にすると入力設定となる。
　　　ここではbit0を１にするとLED0への出力となる。
（２）P5DRは，CPUが書き込んだ値をそのままCPUのピンにそのまま出力する8ビットのレジスタである。
　　　このレジスタのbit0に1を出力すると5Vが出力され点灯，0を出力すると0Vが出力され消灯する。

H8/3048のハードウェアマニュアルによれば，P5DDRはメモリ空間上の1byteのように見える。
P5DDRのアドレスは，0xFFFC8である。
同様にP5DRもメモリ空間上の1byteのように見える。
P5DRのアドレスは。0xFFFCAである。
これらのアドレスは，CPU設計時に決められているため，変更することはできない。

モニタプログラムのmコマンド（メモリ直接書き込み）で，LEDの点滅をさせてみよう。
fffc8に3を設定してP5の下位2ビットを出力に設定
その後，fffcaに01,02,03,00の順に値をするとLED0のみ点灯，LED1のみ点灯，両方点灯，両方消灯の順に推移する。
次のようにモニタプログラムでLED点灯を確認しなさい。

: m fffc8   FFFC8   FF  ?  03   FFFC9   FF  ?  . : m fffca   FFFCA   F0  ?  01   FFFCB   FB  ?  . : m fffca   FFFCA   F1  ?  02   FFFCB   FB  ?  . : m fffca   FFFCA   F2  ?  03   FFFCB   FB  ?  . : m fffca   FFFCA   F3  ?  00   FFFCB   FB  ?  . :

P5の下位2ビットを出力に設定 LED0のみ点灯 LED1のみ点灯 両LED点灯 消灯

注意 FFFC8はwrite onlyレジスタなので，読み出してもレジスタの内容を 読み出すことができない。したがって，モニタプログラムでFFFC8を 表示させても，表示されている値はレジスタの値とは異なる（ごみ値） FFCAは下位4ビットのみ有効である。上位4ビットに値を書き込むこと はできない。このレジスタの内容を読み出しても，上位4ビットは読 み出すことができず，モニタプログラムで表示しても上位4ビットは 不定値である。（ここでは上位4ビットに1が見えている）

次のプログラムは，P5DDRのbit0を出力に設定したのち，P5DRのbit0に向けて１と0を交互に出力する。

LED点滅プログラム

.CPU 300HA P5DDR .EQU H'FFFC8 P5DR  .EQU H'FFFCA     .SECTION A,DATA,LOCATE=H'0FF030     .DATA.L H'0FF130  ;リセットベクトル     .SECTION P,CODE,LOCATE=H'0FF130     MOV.L  #H'FFF00,ER7  ;スタックポインタ設定     MOV.B #H'1, R1L      ; 00000001(2進数表現) を 8bitレジスタR1Lへ     MOV.B R1L, @P5DDR    ; 8bitレジスタR1Lにある値をアドレスP5DDRへ EternalLoop:     MOV.B #H'1, R0L      ; 00000001(2進数表現) を 8bitレジスタR0Lへ     MOV.B R0L, @P5DR     ; 8bitレジスタR0Lにある値をアドレスP5DRへ     MOV.B #H'0, R0L      ; 00000000(2進数表現) を 8bitレジスタR0Lへ     MOV.B R0L, @P5DR     ; 8bitレジスタR0Lにある値をアドレスP5DRへ     BRA EternalLoop      ;永久ループ     .END

このプログラムを実行形式にして，モニタプログラム上に読み込み，ステップ実行を続けると
LEDの点滅が見られる。
なお，.EQUというのは，C言語の#defineの働きをしている。プログラム本体に「P5DDR」
が出てきたら，それは「H'FFFC8」としてアセンブルしなさいの意味である。

（２）スイッチの状態取得
次に，LEDの点滅を8ビットDIPスイッチで制御してみよう。
8ビットスイッチは，ポート2（P2）に接続されている。

内部にはプルアップコントロールといって，プルアップ抵抗を介して電源につなげることを有効にする機能がある。

P2と呼んでいるポートの実体はメモリ空間に割り当てられているIOレジスタである。
8ビットスイッチの状態を取得するには，次の3つのことが必要である。取得対象はDIPSW0の1つだけとする。
（１）P2DDR（Data Direction Register）と呼ばれる入出力方向を設定するレジスタのbit0に，
　　　出力として使うという設定を行なう。このビットを0にすると入力設定となる。
　　　（このビットを1にすると出力設定となる）
（２）P2PCR（Pullup Control Register）と呼ばれるプルアップ制御を設定するレジスタのbit0に，
　　　プルアップ有効という設定を行なう。このビットを1にするとプルアップ有効設定となる。
　　　（このビットを0にするとプルアップ無効設定となる）
（３）P2DRは，CPUのピンの状態をそのまま汎用レジスタに入力するする8ビットのレジスタである。
　　　このレジスタのbit0に5Vを与えると1が，0Vを与えると0が入力される。

H8/3048のハードウェアマニュアルによれば，P2DDRはメモリ空間上の1byteのように見える。
P2DDRのアドレスは，0xFFFC1である。
同様にP2PCRもメモリ空間上の1byteのように見える。
P2PCRのアドレスは。0xFFFD8である。
同様にP2DRもメモリ空間上の1byteのように見える。
P2DRのアドレスは。0xFFFC3である。
これらのアドレスは，CPU設計時に決められているため，変更することはできない。

（３）スイッチの状態取得とLED点滅

次のプログラムは，8ビットスイッチのSW0のON-OFFの状態を取り込み，それに対応して，
LED0を点灯あるいは消灯させる。

8ビットスイッチの状態取得とLED制御プログラム

.CPU 300HA P5DDR  .EQU H'FFFC8 P5DR   .EQU H'FFFCA P2DDR  .EQU H'FFFC1 P2DR   .EQU H'FFFC3 P2PCR  .EQU H'FFFD8     .SECTION A,DATA,LOCATE=H'0FF030     .DATA.L H'0FF130  ;リセットベクトル     .SECTION P,CODE,LOCATE=H'0FF130     MOV.L  #H'FFF00,ER7  ;スタックポインタ設定     MOV.B #H'1, R1L      ; 00000001(2進数表現) を 8bitレジスタR1Lへ     MOV.B R1L, @P5DDR    ; 8bitレジスタR1Lにある値をアドレスP5DDRへ     MOV.B #H'0, R1L      ; 00000000(2進数表現) を 8bitレジスタR1Lへ     MOV.B R1L, @P2DDR    ; 8bitレジスタR1Lにある値をアドレスP2DDRへ     MOV.B #H'1, R1L      ; 00000001(2進数表現) を 8bitレジスタR1Lへ     MOV.B R1L, @P2PCR    ; 8bitレジスタR1Lにある値をアドレスP2PCRへ EternalLoop:     MOV.B @P2DR, R0L     ; アドレスP2DR を 8bitレジスタR0Lへ     MOV.B R0L, @P5DR     ; 8bitレジスタR0Lにある値をアドレスP5DRへ     BRA EternalLoop      ;永久ループ     .END

このプログラムを実行形式にして，モニタプログラム上に読み込み，ステップ実行を続けると
8ビットスイッチのSW0のON-OFF状態に対応したLEDの点滅が見られる。

2進数の掛け算はつぎのようなイメージである。
例 10110×1010＝1101110

              10110    .
          ×   1010    .
             10110     .
           10110       .
           11011100    .

桁を省略せずに書くと次のようになる。

              10110       最初のr0 .
          ×   1010     . 最初のr1  s
             101100    .  左シフト中のr0
           10110000    .  左シフト中のr0
           11011100    .  r2(最初は0，シフト中のr0を加算している)

アセンブリプログラムでの乗算は，シフト命令と加算命令で作ることができそうである。

この考え方をC言語で書いてみると次のようになる。

mult_PC.c 掛け算をシフトと足し算で行うＣプログラム。これはPCで実行できる。

#include "stdio.h" int main() {     int x00,x10;     int x0,x1,x2; //x2=x0*r1を作る     scanf("%d %d",&x00,&x10);     x0=x00;     x1=x10;     x2=0;     do {         if(x1&1) x2+=x0;         x0<<=1;         x1>>=1;     } while (x1);     printf("x00,x10,x2=  %04x,  %04x,  %04x\n",x00,x10,x2);     printf("x00,x10,x2=%6d,%6d,%6d\n",x00,x10,x2); } /*実行例 85 10 x00,x10,x2=  0055,  000a,  0352 x00,x10,x2=    85,    10,   850 */

mult.c 掛け算Cプログラム(mult_PC.c)を次のように改めて，c2asm.cmd でアセンブリプログラムに変換すると，カンニングができる。 グローバル変数はメモリに明示的に割り当てられ，オート変数は レジスタに割り当てられる。

short int x00=0x55; short int x10=0xa; short int y0; /* x0=x00*x10 */ int main() {     short int x0,x1,x2;     x0=x00;     x1=x10;     x2=0;     do {         if(x1&1) x2+=x0;         x0<<=1;         x1>>=1;     } while (x1);     y0=x2; }

一方2進数の割り算は次のようなイメージである。
例 10110110÷1010＝10010 余り 10

                10010     .
      1010 ）10110110     .
             1010         .
                1011      .
                1010      .
                   10

桁を省略せずに書くと次のようになる。
最初はr0に10110110を，r1に1010を入れておく

                10010     .　r2に答えが作られる　（r2の初期値は0）
      1010 ）10110110     .　r0（最初の状態）
             10100000     .  r0を超えないように，r1を左シフトした
                10110     .　r0（r1を引いたところ）
                10100     .　r1を右シフト
                   10　　　　あまりはr0に残る

アセンブリプログラムでの除算は，シフト命令とシフト命令と減算命令（CMP命令を用いると引くことができるかどうかわかる）で作ることができそうである。

割り算をシフトと引き算で行うCプログラム

#include "stdio.h" int main() {     int x00,x10;     int x0,x1,x2; //x0÷x1=x2 あまり x0を作る     int x3;     scanf("%d %d",&x00,&x10);     x0=x00;     x1=x10;     x2=0;     x3=1;     while (x1<x0) {         x1<<=1;         x3<<=1;     }     while (x3!=0) {         if(x1<=x0) {             x0-=x1;             x2+=x3;         }         x1>>=1;         x3>>=1;     }     printf("x00,x10,x2,x0=  %04x,  %04x,  %04x,  %04x\n",x00,x10,x2,x0);     printf("x00,x10,x2,x0=%6d,%6d,%6d,%6d\n",x00,x10,x2,x0); } /*実行例 135 10 x00,x10,x2,x0=  0087,  000a,  000d,  0005 x00,x10,x2,x0=   135,    10,    13,     5 1025 25 x00,x10,x2,x0=  0401,  0019,  0029,  0000 x00,x10,x2,x0=  1025,    25,    41,     0 */

割り算Cプログラムを次のように改めて，前に使ったc2asm.cmd でアセンブリプログラムに変換すると，カンニングができる。 グローバル変数はメモリに明示的に割り当てられ，オート変数は レジスタに割り当てられる。

short int x00=0x87; short int x10=0xa; short int y0,y1; /* x00 div x10 = y1 ... y0 */ int main() {     short int x0,x1,x2,x3;     x0=x00;     x1=x10;     x2=0;     x3=1;     while (x1<x0) {         x1<<=1;         x3<<=1;     }     while (x3!=0) {         if(x1<=x0) {             x0-=x1;             x2+=x3;         }         x1>>=1;         x3>>=1;     }     y1=x2;     y0=x0; }

 

参考　アセンブリ言語によるいくつかの条件ジャンプの例

CMP.W       #12345:16,R0           BLT         ABCD:8	R0 less than #12345:16 なら ラベルABCD:へジャンプ
CMP.W       R5,R0           BGT         LOOP2:8	R0 grater than R5 なら ラベルLOOP2へジャンプ
MOV.W       E0,E0           BNE         ZERO:8	E0 Not Equal 0　なら ラベルZEROへジャンプ

c2asm

Cプログラムをアセンブリプログラムに変換するツール （（本校）ＬＡＮからのみ試用のためアクセスできる。） （4J電子計算機IIの授業ではこれを使う） c2asm.cmdにxxx.cをドロップすると，xxx.srcとxxx_1.srcが作成されるが， xxx_1.srcはxxx.srcからコメント行を消去したものである。

８．参考(１) アッセンブルコマンド「Asm2Mon.cmd」

Asm2Mon.cmd

rem ------------------------------------------------------------------------ rem H8のモニタ上で実行する実習用ソースファイルからMOTファイルを作ります rem H8Cコンパイラver2のセットに対応しています。 rem ASMのソースファイルのドラッグ＆ドロップに対応 rem ------------------------------------------------------------------------ @echo off echo Assemble, link and convert command for H8 ASM-programing with V2 ver1.00 echo Copyright(c) 29June2006 coskx REM Copyright(c) 9Dec2002 coskx rem カレントドライブ・カレントディレクトリへ移動 %~d1 cd %~p1 rem コンパイラのパスの設定 path=%path%;%HOMEDRIVE%\Program Files\h8v2\bin set h8inc=%HOMEDRIVE%\Progra~1\h8v2\include set h8lib=%HOMEDRIVE%\Progra~1\h8v2\lib rem 誤ったファイルがドロップされたか，単なるダブルクリックで起動した場合は何もしない if exist %~n1.src goto ASSEMBLE if exist %~n1.mar goto ASSEMBLE goto NO_SOURCE_ERROR :ASSEMBLE asm38 %~n1.src -so -cr -list if not exist %~n1.obj goto ASM_ERROR :LINK rem ---------------------------------------------------------------------------- lnk %~n1 -PRINT=%~n1  >q9j2h5c4k6b1.txt type q9j2h5c4k6b1.txt find "**" q9j2h5c4k6b1.txt >nul if errorlevel 1 goto CONVERT del q9j2h5c4k6b1.txt if exist %~n1.abs del %~n1.abs goto LINK_ERROR :CONVERT del q9j2h5c4k6b1.txt rem ---------------------------------------------------------------------------- rem Sフォーマットに変換 xxx.motの作成 cnvs %~n1.abs del %~n1.abs del %~n1.obj ren %~n1.MOT %~n11.MOT two2neg.exe <%~n11.MOT >%~n1.MOT del %~n11.MOT goto TERMINAL :NO_SOURCE_ERROR echo *** error *** ASMのソースファイルが指定されていません。 goto TERMINAL :ASM_ERROR echo *** error *** コンパイルエラーがありました。 goto TERMINAL :LINK_ERROR echo *** error *** リンクエラーです。 goto TERMINAL :TERMINAL echo Pushing any key leads the exit. pause >nul exit

９．参考(２)ｈ８ｖ２フォルダの構成例

h8v2の構成例

C:\Program Files\h8v2 ├─BIN │      ASM38.EXE │      C38ASM.EXE │      C38CGN.EXE │      C38FRNT.EXE │      C38MID.EXE │      C38PEP.EXE │      CH38.EXE │      CNVS.EXE │      h8v2cc.cmd │      LNK.EXE │      OPT38.EXE │      OPTLNK38.EXE │      ├─INCLUDE │      3048F.H │      3048FONE.H │      3048S.H │      3664S.H │      ASSERT.H │      CTYPE.H │      ERRNO.H │      FLOAT.H │      INDIRECT.H │      LIMITS.H │      MACHINE.H │      MATH.H │      NO_FLOAT.H │      SETJMP.H │      STDARG.H │      STDDEF.H │      STDIO.H │      STDLIB.H │      STRING.H │      ├─LIB │  │  C38HA.LIB │  │  C38HAS.LIB │  │  C38HN.LIB │  │  C38HNS.LIB │  │  C38REG.LIB │  │  C38REGS.LIB │  │  C8S26A.LIB │  │  C8S26AS.LIB │  │  C8S26N.LIB │  │  C8S26NS.LIB │  │  start3048.OBJ │  │  start3048I.OBJ │  │  │