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{} 2010-2021 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{https://www.jitec.ipa.go.jp/1_13download/shiken_yougo_ver4_2.pdf, 情報処理技術者試験 情報処理安全確保支援士試験 試験で使用する情報技術に関する用語・プログラム言語など Ver 4.2}[PDFファイル]
87 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、
89 アセンブルと実行は、連続で行うこともできますし、
90 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。
91 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
92 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
94 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。
96 YACASL2は、「ふつうの処理系」として動作します。
97 YACASL2の操作は、端末上のコマンドラインインターフェイス(CLI)で操作します。
98 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 YACASL2では、機械コードモニターを使い、動作中のCPUやメモリーを調べたりデバッグしたりすることもできます。
117 また、出力された動作内容は、GNU/Linuxのさまざまなコマンド、
118 たとえば、@command{cat}、@command{less}、@command{grep}、@command{wc}などを使って解析できます。
122 @node Sample usage, casl2 invocation, Overview, Top
124 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。
125 以下の例で用いられるCASLプログラムのファイルは、
126 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
127 中にある@file{as}ディレクトリからコピーしてください。
130 * Simple output:: 実行結果の出力だけを表示
131 * Assemble result:: アセンブル結果の確認
132 * Register and memory:: 実行時のレジスタとメモリを表示
133 * Only assemble:: アセンブルと実行を別に行う
134 * Analyze word:: 1語の解析
135 * Use CASL2LIB:: CASL2ライブラリの使用
138 @node Simple output, Assemble result, Sample usage, Sample usage
139 @section 実行結果の出力だけを表示
141 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。
142 CASL IIのマクロ命令OUTは、文字列を出力します。
145 $ @kbd{cat hello.casl}
149 OBUF DC 'Hello, World!'
154 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。
157 $ @kbd{casl2 hello.casl}
161 @file{addl.casl}は、3と1の和を求めます。
164 $ @kbd{cat addl.casl}
175 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。
178 $ @kbd{casl2 addl.casl}
182 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。
184 @node Assemble result, Register and memory, Simple output, Sample usage
187 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。
188 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。
190 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。
191 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。
194 $ @kbd{casl2 -a -l hello.casl}
196 Assemble hello.casl (0)
203 Assemble hello.casl (1)
204 hello.casl: 1:MAIN START
205 hello.casl: 2: OUT OBUF,LEN
228 hello.casl: 4:OBUF DC 'Hello, World!'
242 hello.casl: 5:LEN DC 13
248 @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。
251 $ @kbd{casl2 -a -l addl.casl}
253 Assemble addl.casl (0)
260 Assemble addl.casl (1)
261 addl.casl: 1:;;; ADDL r,adr
262 addl.casl: 2:MAIN START
263 addl.casl: 3: LD GR1,A
266 addl.casl: 4: ADDL GR1,B
278 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。
279 仮想マシンCOMET II での実行は行われません。
281 @node Register and memory, Only assemble, Assemble result, Sample usage
282 @section 実行時のレジスタとメモリを表示
284 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。
286 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。
287 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。
290 * Register specify:: 特定のレジスタを表示
292 * Step count:: プログラムのステップ数を表示
295 @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。
298 $ @kbd{casl2 -t -d -M8 addl.casl | less}
300 Assemble addl.casl (0)
302 Assemble addl.casl (1)
304 Executing machine codes
306 #0000: GR0: 0 = #0000 = 0000000000000000
307 #0000: GR1: 0 = #0000 = 0000000000000000
308 #0000: GR2: 0 = #0000 = 0000000000000000
309 #0000: GR3: 0 = #0000 = 0000000000000000
310 #0000: GR4: 0 = #0000 = 0000000000000000
311 #0000: GR5: 0 = #0000 = 0000000000000000
312 #0000: GR6: 0 = #0000 = 0000000000000000
313 #0000: GR7: 0 = #0000 = 0000000000000000
314 #0000: SP: 8 = #0008 = 0000000000001000
315 #0000: PR: 0 = #0000 = 0000000000000000
316 #0000: FR (OF SF ZF): 000
318 #0000: adr : 0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007
319 #0000: 0000: 1010 0005 2210 0006 8100 0003 0001 0000
321 #0002: GR0: 0 = #0000 = 0000000000000000
322 #0002: GR1: 3 = #0003 = 0000000000000011
323 #0002: GR2: 0 = #0000 = 0000000000000000
324 #0002: GR3: 0 = #0000 = 0000000000000000
325 #0002: GR4: 0 = #0000 = 0000000000000000
326 #0002: GR5: 0 = #0000 = 0000000000000000
327 #0002: GR6: 0 = #0000 = 0000000000000000
328 #0002: GR7: 0 = #0000 = 0000000000000000
329 #0002: SP: 8 = #0008 = 0000000000001000
330 #0002: PR: 2 = #0002 = 0000000000000010
331 #0002: FR (OF SF ZF): 000
333 #0002: adr : 0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007
334 #0002: 0000: 1010 0005 2210 0006 8100 0003 0001 0000
336 #0004: GR0: 0 = #0000 = 0000000000000000
337 #0004: GR1: 4 = #0004 = 0000000000000100
338 #0004: GR2: 0 = #0000 = 0000000000000000
339 #0004: GR3: 0 = #0000 = 0000000000000000
340 #0004: GR4: 0 = #0000 = 0000000000000000
341 #0004: GR5: 0 = #0000 = 0000000000000000
342 #0004: GR6: 0 = #0000 = 0000000000000000
343 #0004: GR7: 0 = #0000 = 0000000000000000
344 #0004: SP: 8 = #0008 = 0000000000001000
345 #0004: PR: 4 = #0004 = 0000000000000100
346 #0004: FR (OF SF ZF): 000
348 #0004: adr : 0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007
349 #0004: 0000: 1010 0005 2210 0006 8100 0003 0001 0000
352 @node Register specify, End value, Register and memory, Register and memory
353 @subsection 特定のレジスタを表示
355 @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。
356 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。
359 $ @kbd{casl2 -t addl.casl | grep 'GR1:'}
360 #0000: GR1: 0 = #0000 = 0000000000000000
361 #0002: GR1: 3 = #0003 = 0000000000000011
362 #0004: GR1: 4 = #0004 = 0000000000000100
365 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。
366 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。
368 @multitable @columnfractions .3 .3 .4
369 @item PR @tab GR1 @tab 命令行
377 @tab @code{ADDL GR1,B}
380 @node End value, Step count, Register specify, Register and memory
381 @subsection プログラム終了時の値を表示
383 @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。
385 @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。
388 $ @kbd{casl2 -t addl.casl | grep 'GR1:' | tail -1}
389 #0004: GR1: 4 = #0004 = 0000000000000100
392 @file{sum_10.casl}は、1から10までの整数の和を求めます。
395 $ @kbd{cat sum_10.casl}
397 ;;; 1から10までの整数をすべて加算した値をメモリーに格納する
399 XOR GR2,GR2 ; GR2を初期化
400 LD GR1,FST ; GR1に初項をメモリーから転送
401 LOOP ADDL GR2,GR1 ; ループ先頭。GR2 <- GR2 + GR1
402 ADDL GR1,STEP ; GR1 <- GR1 + 公差
403 CPL GR1,LST ; GR1が末項より大きい場合は終了
406 FIN ST GR2,RST ; GR2の結果をメモリーに転送
415 @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。
418 $ @kbd{casl2 -t sum_10.casl | grep 'GR0:' | tail -1}
419 #0010: GR0: 55 = #0037 = 0000000000110111 = '7'
422 @node Step count, , End value, Register and memory
423 @subsection プログラムのステップ数を表示
425 @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。
428 $ @kbd{casl2 -t hello.casl | grep 'GR1:' | wc -l}
433 $ @kbd{casl2 -t addl.casl | grep 'GR1:' | wc -l}
437 @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。
440 $ @kbd{casl2 -t sum_10.casl | grep 'GR0:' | wc -l}
444 @node Only assemble, Analyze word, Register and memory, Sample usage
445 @section アセンブルと実行を別に行う
447 @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。
450 $ @kbd{casl2 -Ohello.o hello.casl}
453 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。
454 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。
457 $ @kbd{od -t x2 hello.o}
458 0000000 7001 0000 7002 0000 1210 0013 1220 0020
459 0000020 f000 0002 1210 0021 1220 0022 f000 0002
460 0000040 7120 7110 8100 0048 0065 006c 006c 006f
461 0000060 002c 0020 0057 006f 0072 006c 0064 0021
462 0000100 000d 000a 0001
466 オブジェクトファイルの実行には、@command{comet2}を使います。
469 $ @kbd{comet2 hello.o}
473 @node Analyze word, Use CASL2LIB, Only assemble, Sample usage
476 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。
477 @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。
481 72: 72 = #0048 = 0000000001001000 = 'H'
484 @node Use CASL2LIB, , Analyze word, Sample usage
485 @section CASL2ライブラリの使用
487 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。
489 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。
494 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。
498 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。
502 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。
506 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。
511 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。
512 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。
515 $ @kbd{cat addl_outl.casl}
526 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。
529 $ @kbd{casl2 addl_outl.casl ~/yacasl2/as/casl2lib/outl.casl}
533 @node casl2 invocation, comet2 invocation, Sample usage, Top
534 @chapter @command{casl2}の呼び出し
543 @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。
544 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。
545 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。
548 $ @kbd{casl2 hello.casl}
551 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。
554 $ @kbd{casl2 addl_outl.casl ~/yacasl2/as/casl2lib/outl.casl}
559 @command{casl2}は、次のオプションを指定できます。
572 <プログラム名>.<ラベル名> ---> <アドレスの16進数表現>
577 @option{-l}と同じ形式でラベルの一覧を表示します。
578 表示後、ほかの作業は続行せず、終了します。
581 @itemx --assembledetail
582 アセンブル詳細結果を表示し、ほかの作業を続行します。
585 @itemx --assembledetailonly
589 @itemx --assembleout<OBJECTFILE>
590 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。
591 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。
592 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。
593 オブジェクトファイルは1つだけ指定できます。
595 @item -O[<OBJECTFILE>]
596 @itemx --assembleoutonly[<OBJECTFILE>]
597 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。
598 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。
599 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。
600 オブジェクトファイルは1つだけ指定できます。
604 @itemx --tracearithmetic
605 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。
608 <PR値の16進数表現>: <レジスタ>: <値の10進数表現> =
609 <値の16進数表現> = <値の2進数表現>[ ='文字']
614 @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。
615 @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。
616 範囲は@code{#0000}から@code{#FFFF}です
619 @code{<値の10進数表現>}は符号の付いた10進数です。
623 @code{<値の2進数表現>}は、16けたの2進数で表されます。
624 範囲は、@code{0000000000000000}から@code{1111111111111111}です
627 @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。
630 表示されるレジスタには、次の種類があります。
633 @item GR0 GR1 GR2 GR3 GR4 GR5 GR6 GR7
649 #0002: GR1: 3 = #0003 = 0000000000000011
653 @itemx --tracelogical
654 @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。
655 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。
662 @item -M <MEMORYSIZE>
663 @itemx --memorysize <MEMORYSIZE>
664 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。
668 @itemx --clocks <CLOCKS>
669 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。
670 指定しない場合、クロック周波数は5000000です。
674 @command{casl2}のバージョンを表示して終了します。
678 @command{casl2}の使用方法を表示して終了します。
681 @node comet2 invocation, dumpword invocation, casl2 invocation, Top
682 @chapter @command{comet2}の呼び出し
691 @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。
692 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。
695 $ @kbd{comet2 hello.o}
698 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。
699 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。
700 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。
704 @command{comet2}は、次のオプションを指定できます。
710 @itemx --tracearithmetic
711 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。
712 @code{<値の10進数表現>}は符号の付いた10進数です。
716 <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']
721 @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。
722 範囲は、@code{#0000}から@code{#FFFF}です
725 @code{<値の2進数表現>}は、16けたの2進数で表されます。
726 範囲は、@code{0000000000000000}から@code{1111111111111111}です
729 @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。
735 #0002: GR1: 3 = #0003 = 0000000000000011
738 表示されるレジスタには、次の種類があります。
741 @item GR0 GR1 GR2 GR3 GR4 GR5 GR6 GR7
755 @itemx --tracelogical
756 @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。
757 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。
764 @item -M <MEMORYSIZE>
765 @itemx --memorysize <MEMORYSIZE>
766 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。
770 @itemx --clocks <CLOCKS>
771 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。
776 @command{comet2}のバージョンを表示して終了します。
780 @command{comet2}の使用方法を表示して終了します。
783 @node dumpword invocation, , comet2 invocation, Top
784 @chapter @command{dumpword}の呼び出し
793 @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。
794 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。
795 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。
796 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。
798 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。
802 10: 10 = #000A = 0000000000001010 = '\n'
805 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。
806 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。
810 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。
812 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。
815 $ @kbd{dumpword -- -72}
816 -72: -72 = #FFB8 = 1111111110111000
819 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。
822 $ @kbd{dumpword '#0048'}
823 #0048: 72 = #0048 = 0000000001001000 = 'H'
828 @command{dumpword}は、次のオプションを指定できます。
834 出力される整数の範囲を-32,768以上32,767以下にします。
839 出力される整数の範囲を0以上65,535以下にします。
843 @command{dumpword}のバージョンを表示して終了します。
847 @command{dumpword}の使用方法を表示して終了します。