1 \input texinfo @c -*-texinfo-*-
4 @documentlanguage ja_JP
6 @setfilename yacasl2.info
7 @documentencoding UTF-8
8 @settitle YACASL2 - CASL II 処理システム
9 @firstparagraphindent insert
17 Copyright @copyright{} 2010-2018 j8takagi
20 @dircategory Programming
22 * YACASL2: (yacasl2.info). CASL II 処理システム
23 * casl2: (yacasl2.info)casl2 invocation. casl2の呼び出し
24 * comet2: (yacasl2.info)comet2 invocation. comet2の呼び出し
25 * dumpword: (yacasl2.info)dumpword invocation. dumpwordの呼び出し
30 @subtitle コマンドラインインターフェイスで動作するオープンソースのCASL II処理システム
35 @node Top, Overview, (dir), (dir)
38 * Overview:: YACASL2の概要
39 * Sample usage:: YACASL2の使用例
40 * casl2 invocation:: casl2の呼び出し
41 * comet2 invocation:: comet2の呼び出し
42 * dumpword invocation:: dumpwordの呼び出し
45 --- The Detailed Node Listing ---
49 * Simple output:: 実行結果の出力だけを表示
50 * Assemble result:: アセンブル結果の確認
51 * Register and memory:: 実行時のレジスタとメモリを表示
52 * Only assemble:: アセンブルと実行を別に行う
53 * Analyze word:: 1語の解析
54 * Use CASL2LIB:: CASL2ライブラリの使用
58 * Register specify:: 特定のレジスタを表示
60 * Step count:: プログラムのステップ数を表示
67 @node Overview, Sample usage, Top, Top
70 YACASL2は、UNIXやLinuxのコマンドラインインターフェイスで
71 動作するオープンソースのCASL II処理システムです。
72 CASL IIは情報処理試験で用いられるアセンブラ言語で、
79 @uref{http://www.jitec.jp/1_13download/shiken_yougo_ver2_2.pdf, 試験で使用する情報処理用語・プログラム言語など Ver 2.2(平成24年5月22日)}[PDFファイル]
86 YACASL2は、CASL IIアセンブラ言語で記述されたファイルをアセンブルし、
88 アセンブルと実行は、連続で行うこともできますし、
89 アセンブル結果をファイルに保存してあとから実行することもできます。
90 YACASL2の動作はCASL IIの仕様に準拠しているため、情報処理試験の問題を
91 はじめ各種参考書やサイトに記載されたCASL IIのプログラムを
93 また、本パッケージ中にCASL IIのサンプルプログラムが多数収録されています。
95 YACASL2は、「ふつうの処理系」として動作します。
96 ほかの多くのCASL IIエミュレータと違い、デバッガとして動作したり、
97 コンピュータ内部の模式図を表示したりすることはありません。
98 そのかわり、YACASL2は、次のような動作内容をすべてテキストで出力します。
115 出力された動作内容は、GNU/Linuxのさまざまなコマンド、
116 たとえば、@command{cat}、@command{less}、@command{grep}、@command{wc}などを使って解析できます。
118 YACASL2の操作は、端末上のコマンドラインインターフェイスで行います。
120 @node Sample usage, casl2 invocation, Overview, Top
122 YACASL2 は、テキストファイルに記述されたCASLプログラムを処理します。
123 以下の例で用いられるCASLプログラムのファイルは、
124 テキストエディタなどで作成するか、インストールしたディレクトリの
125 中にある@file{as}ディレクトリからコピーしてください。
128 * Simple output:: 実行結果の出力だけを表示
129 * Assemble result:: アセンブル結果の確認
130 * Register and memory:: 実行時のレジスタとメモリを表示
131 * Only assemble:: アセンブルと実行を別に行う
132 * Analyze word:: 1語の解析
133 * Use CASL2LIB:: CASL2ライブラリの使用
136 @node Simple output, Assemble result, Sample usage, Sample usage
137 @section 実行結果の出力だけを表示
139 インストール時にコマンド実行の確認に使った@file{hello.casl}は、次のような内容です。
140 CASL IIのマクロ命令OUTは、文字列を出力します。
143 $ @kbd{cat hello.casl}
147 OBUF DC 'Hello, World!'
152 次のコマンドを実行すると、CASL II のアセンブルと仮想マシン COMET II 上での実行が連続で行われ、文字列が出力されます。
155 $ @kbd{casl2 hello.casl}
159 @file{addl.casl}は、3と1の和を求めます。
162 $ @kbd{cat addl.casl}
173 このプログラムには出力命令がないため、オプションなしで実行した場合には結果が出力されません。
176 $ @kbd{casl2 addl.casl}
180 実行内容を確認するには、後述のようにCPU 内にあるレジスタやメモリの内容を表示するか、結果を出力するための処理を追加する必要があります。
182 @node Assemble result, Register and memory, Simple output, Sample usage
185 casl2の処理途中で行われるアセンブルの結果を表示するには、オプション@option{-a}を指定します。
186 また、ラベルとアドレスの対応表を表示するには、オプション@option{-l}を指定します。
188 次のコマンドでは@file{hello.casl}の、ラベルとアドレスの対応表と、アセンブル結果と、実行結果が表示されます。
189 OUTはアセンブラ命令で複数の機械語命令で構成されているため、命令行1行に対して、複数行のコードが生成されます。
192 $ @kbd{casl2 -a -l hello.casl}
194 Assemble hello.casl (0)
201 Assemble hello.casl (1)
202 hello.casl: 1:MAIN START
203 hello.casl: 2: OUT OBUF,LEN
226 hello.casl: 4:OBUF DC 'Hello, World!'
240 hello.casl: 5:LEN DC 13
246 @file{addl.casl}の、ラベルとアドレスの対応表と、アセンブル結果は、次のようになります。
249 $ @kbd{casl2 -a -l addl.casl}
251 Assemble addl.casl (0)
258 Assemble addl.casl (1)
259 addl.casl: 1:;;; ADDL r,adr
260 addl.casl: 2:MAIN START
261 addl.casl: 3: LD GR1,A
264 addl.casl: 4: ADDL GR1,B
276 なお、オプション@option{-A}を指定すると、アセンブル結果が表示される時点で処理が終了します。
277 仮想マシンCOMET II での実行は行われません。
279 @node Register and memory, Only assemble, Assemble result, Sample usage
280 @section 実行時のレジスタとメモリを表示
282 YACASL2では実行中のCPUのレジスタとメモリの内容をそれぞれ、@option{-t}と@option{-d}を指定することで表示できます。
284 また、@option{-M}で、仮想マシンCOMET II のメモリ容量を語(16 ビット)単位で指定できます。
285 小さいプログラムを実行するときは、メモリ容量を小さくすれば結果が見やすくなります。
288 * Register specify:: 特定のレジスタを表示
290 * Step count:: プログラムのステップ数を表示
293 @file{addl.casl}に必要なメモリ容量は8語のため、次のようにCPUのレジスタとメモリの内容を表示できます。
296 $ @kbd{casl2 -t -d -M8 addl.casl | less}
298 Assemble addl.casl (0)
300 Assemble addl.casl (1)
302 Executing machine codes
304 #0000: GR0: 0 = #0000 = 0000000000000000
305 #0000: GR1: 0 = #0000 = 0000000000000000
306 #0000: GR2: 0 = #0000 = 0000000000000000
307 #0000: GR3: 0 = #0000 = 0000000000000000
308 #0000: GR4: 0 = #0000 = 0000000000000000
309 #0000: GR5: 0 = #0000 = 0000000000000000
310 #0000: GR6: 0 = #0000 = 0000000000000000
311 #0000: GR7: 0 = #0000 = 0000000000000000
312 #0000: SP: 8 = #0008 = 0000000000001000
313 #0000: PR: 0 = #0000 = 0000000000000000
314 #0000: FR (OF SF ZF): 000
316 #0000: adr : 0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007
317 #0000: 0000: 1010 0005 2210 0006 8100 0003 0001 0000
319 #0002: GR0: 0 = #0000 = 0000000000000000
320 #0002: GR1: 3 = #0003 = 0000000000000011
321 #0002: GR2: 0 = #0000 = 0000000000000000
322 #0002: GR3: 0 = #0000 = 0000000000000000
323 #0002: GR4: 0 = #0000 = 0000000000000000
324 #0002: GR5: 0 = #0000 = 0000000000000000
325 #0002: GR6: 0 = #0000 = 0000000000000000
326 #0002: GR7: 0 = #0000 = 0000000000000000
327 #0002: SP: 8 = #0008 = 0000000000001000
328 #0002: PR: 2 = #0002 = 0000000000000010
329 #0002: FR (OF SF ZF): 000
331 #0002: adr : 0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007
332 #0002: 0000: 1010 0005 2210 0006 8100 0003 0001 0000
334 #0004: GR0: 0 = #0000 = 0000000000000000
335 #0004: GR1: 4 = #0004 = 0000000000000100
336 #0004: GR2: 0 = #0000 = 0000000000000000
337 #0004: GR3: 0 = #0000 = 0000000000000000
338 #0004: GR4: 0 = #0000 = 0000000000000000
339 #0004: GR5: 0 = #0000 = 0000000000000000
340 #0004: GR6: 0 = #0000 = 0000000000000000
341 #0004: GR7: 0 = #0000 = 0000000000000000
342 #0004: SP: 8 = #0008 = 0000000000001000
343 #0004: PR: 4 = #0004 = 0000000000000100
344 #0004: FR (OF SF ZF): 000
346 #0004: adr : 0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007
347 #0004: 0000: 1010 0005 2210 0006 8100 0003 0001 0000
350 @node Register specify, End value, Register and memory, Register and memory
351 @subsection 特定のレジスタを表示
353 @file{addl.casl}のレジスタやメモリの中で、実行中に値が変化しているのはGR1だけです。
354 こうした場合は、@command{grep}を使って表示される内容を絞り込むことで動作を検証しやすくなります。
357 $ @kbd{casl2 -t addl.casl | grep 'GR1:'}
358 #0000: GR1: 0 = #0000 = 0000000000000000
359 #0002: GR1: 3 = #0003 = 0000000000000011
360 #0004: GR1: 4 = #0004 = 0000000000000100
363 この内容を、先に出力したアセンブル結果と引き比べてください。
364 次の表のように、PRとGR1、命令行が対応していることがわかります。
366 @multitable @columnfractions .3 .3 .4
367 @item PR @tab GR1 @tab 命令行
375 @tab @code{ADDL GR1,B}
378 @node End value, Step count, Register specify, Register and memory
379 @subsection プログラム終了時の値を表示
381 @command{grep}と@command{tail}を組み合わせれば、プログラム終了時の値を表示できます。
383 @file{addl.casl}でプログラム終了時の値を確認するには、次のようにします。
386 $ @kbd{casl2 -t addl.casl | grep 'GR1:' | tail -1}
387 #0004: GR1: 4 = #0004 = 0000000000000100
390 @file{sum_10.casl}は、1から10までの整数の和を求めます。
393 $ @kbd{cat sum_10.casl}
395 ;;; 出力 GR0: 1から10までの整数をすべて加算した値
399 LD GR1,FST ; GR1に初項を転送
400 LOOP ADDL GR0,GR1 ; ループ先頭
401 ADDL GR1,STEP ; GR1 <- GR1 + 公差
402 CPL GR1,LST ; GR1が末項より大きい場合は終了
413 @file{sum_10.casl}でファイル終了時の値を確認するには、次のようにします。
416 $ @kbd{casl2 -t sum_10.casl | grep 'GR0:' | tail -1}
417 #0010: GR0: 55 = #0037 = 0000000000110111 = '7'
420 @node Step count, , End value, Register and memory
421 @subsection プログラムのステップ数を表示
423 @command{grep}と@command{wc}を組み合わせれば、プログラムのステップ数を表示できます。
426 $ @kbd{casl2 -t hello.casl | grep 'GR1:' | wc -l}
431 $ @kbd{casl2 -t addl.casl | grep 'GR1:' | wc -l}
435 @file{sum_10.casl}はプログラム内にループがあるため、ステップ数が大きくなります。
438 $ @kbd{casl2 -t sum_10.casl | grep 'GR0:' | wc -l}
442 @node Only assemble, Analyze word, Register and memory, Sample usage
443 @section アセンブルと実行を別に行う
445 @command{casl2}に@option{-O}@file{ファイル名}を指定すると、オブジェクトファイルを作成できます。
448 $ @kbd{casl2 -Ohello.o hello.casl}
451 作成されたオブジェクトファイルの内容は、@command{od}を使って確認できます。
452 テキストファイルではないため、@command{cat}などでは確認できません。
455 $ @kbd{od -t x2 hello.o}
456 0000000 7001 0000 7002 0000 1210 0013 1220 0020
457 0000020 f000 0002 1210 0021 1220 0022 f000 0002
458 0000040 7120 7110 8100 0048 0065 006c 006c 006f
459 0000060 002c 0020 0057 006f 0072 006c 0064 0021
460 0000100 000d 000a 0001
464 オブジェクトファイルの実行には、@command{comet2}を使います。
467 $ @kbd{comet2 hello.o}
471 @node Analyze word, Use CASL2LIB, Only assemble, Sample usage
474 CASL IIでは、1語(1 word、16ビット)を単位としてデータが処理されます。
475 @command{dumpword}は、指定した1語を10進数、16進数、2進数で表示します。
479 72: 72 = #0048 = 0000000001001000 = 'H'
482 @node Use CASL2LIB, , Analyze word, Sample usage
483 @section CASL2ライブラリの使用
485 YACASL2の@file{as/casl2lib}ディレクトリには、CASL IIで記述されたライブラリファイルが格納されています。
487 このフォルダには、たとえば次のようなプログラムが含まれています。
492 GR1に格納された値を、0以上65535以下の整数として出力します。
496 GR1に格納された値を、-32767以上32767以下の整数として出力します。
500 GR1とGR2に格納された値を0以上65535以下の整数と見なし、積をGR3に格納します。
504 GR1とGR2に格納された値を0以上65535以下の整数と見なし、商をGR3、剰余をGR0に格納します。
509 3と1の和を求める@file{addl.casl}で演算結果を出力するには、まず@file{addl.casl}を編集します。
510 CASL IIの@command{CALL}命令で@command{OUTL}を副プログラムとして呼び出します。
513 $ @kbd{cat addl_outl.casl}
524 変更したら@command{casl2}を、複数のファイルを指定して実行します。
527 $ @kbd{casl2 addl_outl.casl ~/yacasl2/as/casl2lib/outl.casl}
531 @node casl2 invocation, comet2 invocation, Sample usage, Top
532 @chapter @command{casl2}の呼び出し
541 @command{casl2}は、引数として指定されたCASLファイルをアセンブルし、仮想マシンCOMET II上で実行します。
542 CASLファイルは、アセンブラ言語CASL IIで記述されたテキストファイルです。
543 引数が指定されない場合は、エラーメッセージを表示して終了します。
546 $ @kbd{casl2 hello.casl}
549 複数のCASLファイルを指定することで、副プログラムを呼び出すこともできます。
552 $ @kbd{casl2 addl_outl.casl ~/yacasl2/as/casl2lib/outl.casl}
557 @command{casl2}は、次のオプションを指定できます。
570 <プログラム名>.<ラベル名> ---> <アドレスの16進数表現>
575 @option{-l}と同じ形式でラベルの一覧を表示します。
576 表示後、ほかの作業は続行せず、終了します。
579 @itemx --assembledetail
580 アセンブル詳細結果を表示し、ほかの作業を続行します。
583 @itemx --assembledetailonly
587 @itemx --assembleout<OBJECTFILE>
588 アセンブル結果をオブジェクトファイル@file{<OBJECTFILE>}に出力し、ほかの作業を続行します。
589 出力されたオブジェクトファイルは、@command{comet2}で実行できます。
590 オブジェクトファイルを指定しない場合、出力先は@file{a.o}です。
591 オブジェクトファイルは1つだけ指定できます。
593 @item -O[<OBJECTFILE>]
594 @itemx --assembleoutonly[<OBJECTFILE>]
595 アセンブル結果をオブジェクトファイル@file{<OBJECTFILE>}に出力し、終了します。
596 出力されたオブジェクトファイルは、@command{comet2}で実行できます。
597 オブジェクトファイルを指定しない場合、出力先は@file{a.o}です。
598 オブジェクトファイルは1つだけ指定できます。
602 @itemx --tracearithmetic
603 プログラム実行中のレジスタの値を次の形式で表示します。
606 <PR値の16進数表現>: <レジスタ>: <値の10進数表現> =
607 <値の16進数表現> = <値の2進数表現>[ ='文字']
612 @code{<PR値の16進数表現>}と@code{<レジスタ>}、@code{<値の16進数表現>}は、4けたの16進数で表されます。
613 @code{<PR値の16進数表現>}と@code{<値の16進数表現>}には、先頭に@code{#}が付きます。
614 範囲は@code{#0000}から@code{#FFFF}です
617 @code{<値の10進数表現>}は符号の付いた10進数です。
621 @code{<値の2進数表現>}は、16けたの2進数で表されます。
622 範囲は、@code{0000000000000000}から@code{1111111111111111}です
625 @code{[ ='文字']}は、レジストリの値が「文字の組」の範囲に含まれる場合に表示されます。
628 表示されるレジスタには、次の種類があります。
631 @item GR0 GR1 GR2 GR3 GR4 GR5 GR6 GR7
647 #0002: GR1: 3 = #0003 = 0000000000000011
651 @itemx --tracelogical
652 @option{-t}と同じように、プログラム実行中のレジスタの値を表示します。
653 ただし@option{-t}と異なり、@code{<値の10進数表現>}は符号の付かない10進数です。
660 @item -M <MEMORYSIZE>
661 @itemx --memorysize <MEMORYSIZE>
662 アセンブルおよび実行時のメモリサイズ@option{<MEMORYSIZE>}を0から65535の範囲で指定します。
666 @itemx --clocks <CLOCKS>
667 実行時のクロック周波数@option{<CLOCKS>}を0より大きい整数で指定します。
668 指定しない場合、クロック周波数は5000000です。
672 @command{casl2}のバージョンを表示して終了します。
676 @command{casl2}の使用方法を表示して終了します。
679 @node comet2 invocation, dumpword invocation, casl2 invocation, Top
680 @chapter @command{comet2}の呼び出し
689 @command{comet2}は、引数として指定されたオブジェクトファイルを仮想マシンCOMET II上で実行します。
690 オブジェクトファイルは、@command{casl}に@option{-o}または@option{-O}を指定して出力します。
693 $ @kbd{comet2 hello.o}
696 引数で指定できるオブジェクトファイルは1つだけです。
697 引数が指定されない場合は、エラーメッセージを表示して終了します。
698 複数の引数を指定した場合、2番目以降の引数は無視されます。
702 @command{comet2}は、次のオプションを指定できます。
708 @itemx --tracearithmetic
709 プログラム実行中のレジスタの値を次の形式で表示します。
710 @code{<値の10進数表現>}は符号の付いた10進数です。
714 <PR値の16進数表現>: <レジスタ>: <値の10進数表現> = <値の16進数表現> = <値の2進数表現>[ ='文字']
719 @code{<PR値の16進数表現>}と@code{<値の16進数表現>}は、先頭に@code{#}が付いた4けたの16進数で表されます。
720 範囲は、@code{#0000}から@code{#FFFF}です
723 @code{<値の2進数表現>}は、16けたの2進数で表されます。
724 範囲は、@code{0000000000000000}から@code{1111111111111111}です
727 @code{[ ='文字']}は、レジストリの値が「文字の組」の範囲に含まれる場合に表示されます。
733 #0002: GR1: 3 = #0003 = 0000000000000011
736 表示されるレジスタには、次の種類があります。
739 @item GR0 GR1 GR2 GR3 GR4 GR5 GR6 GR7
753 @itemx --tracelogical
754 @option{-t}と同じように、プログラム実行中のレジスタの値を表示します。
755 ただし、@option{-t}と異なり、@code{<値の10進数表現>}は符号の付かない10進数です。
762 @item -M <MEMORYSIZE>
763 @itemx --memorysize <MEMORYSIZE>
764 実行時のメモリサイズ@option{<MEMORYSIZE>}を0から65535の範囲で指定します。
768 @itemx --clocks <CLOCKS>
769 実行時のクロック周波数@option{<CLOCKS>}を0より大きい整数で指定します。
774 @command{comet2}のバージョンを表示して終了します。
778 @command{comet2}の使用方法を表示して終了します。
781 @node dumpword invocation, , comet2 invocation, Top
782 @chapter @command{dumpword}の呼び出し
791 @command{dumpword}は引数として指定された数値を、整数、#0000から#FFFFまでの範囲の16進数、2進数で表示します。
792 文字の組に該当する場合は、「 = 」のうしろに文字が表示されます。
793 引数は、10進数または先頭に「#」の付いた16進数で指定します。
794 表示される整数は、オプションにより符号付きか符号なしかを指定します。
796 整数の範囲は、符号付きの場合は-32768以上32767以下、符号なしの場合は0以上65535以下です。
800 10: 10 = #000A = 0000000000001010 = '\n'
803 引数が指定されない場合は、使い方を表示して終了します。
804 複数の引数を指定した場合、1つ目の引数だけが表示され、2つ目以降の引数は無視されます。
808 マイナスの数や16進数はシェルの仕様により、そのままでは指定できません。
810 マイナスの数を指定するときは、次のように@option{--}を付けます。
813 $ @kbd{dumpword -- -72}
814 -72: -72 = #FFB8 = 1111111110111000
817 先頭に「#」を付けて16進数を指定するときは、次のように「'」で囲みます。
820 $ @kbd{dumpword '#0048'}
821 #0048: 72 = #0048 = 0000000001001000 = 'H'
824 @unnumberedsubsec オプション
826 @command{dumpword}は、次のオプションを指定できます。
832 出力される整数の範囲を-32,768以上32,767以下にします。
837 出力される整数の範囲を0以上65,535以下にします。
841 @command{dumpword}のバージョンを表示して終了します。
845 @command{dumpword}の使用方法を表示して終了します。