メモ：他のアセンブラとの違い

本内容について

機能的な大きな課題がないかどうかを確認する目的で、自作および公開されているソースファイルを yas80 用でアセンブルできるかどうか試したものです。

ここでは 移植元のアセンブラの仕様を網羅する ことは目標とせず、該当ソースファイルで使用している機能範囲に限定した内容であるため、参考レベルの情報として"メモ"と呼んでいます。

z80as との違い

変更点

@@, @n のラベルを適当な名前に置き換えるか、-aオプションの利用を検討する。
DB/DW/DS のラベルの : を削除する
: 演算子を数式に置き換える
ギャップが 0 のため、オプション -f 0 を指定する

書き換え Python スクリプト例

import re
import sys
from collections import defaultdict


class Labels:
    def __init__(self):
        self.map = defaultdict(list)

    def append(self, name, line_number):
        self.map[name].append(line_number)

    def __len__(self):
        count = 0
        for v in self.map.values():
            count += len(v)
        return count

    def __in__(self, name):
        return name in self.map

    def replace(self, n, name):
        name = name.lower()
        if name == "@f":
            num = self.forward(n, "@@")
            return f"L___{num}"
        elif name == "@b":
            num = self.backward(n, "@@")
            return f"L___{num}"
        elif name.endswith("f"):
            num = self.forward(n, name[:-1])
            return f"L_{name[1]}_{num}"
        elif name.endswith("b"):
            num = self.backward(n, name[:-1])
            return f"L_{name[1]}_{num}"
        else:
            raise ValueError(f"Invalid label reference: {name}:{n}")

    def forward(self, n, name):
        lst = self.map.get(name, None)
        if lst is None:
            raise ValueError(f"Label {name}:{n} not found")

        for num in lst:
            if num >= n:
                return num
        raise ValueError(f"Label {name}:{n} not found")

    def backward(self, n, name):
        lst = self.map.get(name, None)
        if lst is None:
            raise ValueError(f"Label {name}:{n} not found")

        for num in reversed(lst):
            if num <= n:
                return num
        raise ValueError(f"Label {name}:{n} not found")


def main(infile, outfile):
    try:
        lines = read_lines(infile)
    except Exception as e:
        print(f"Error reading file: {e}")
        exit(1)
    labels = get_labels(lines)
    print(len(labels), "labels")
    new_lines = patch(lines, labels)
    with open(outfile, "w") as f:
        f.writelines(new_lines)

def read_lines(file) -> list[str]:
    try:
        with open(file, encoding="utf-8") as f:
            return f.readlines()
    except UnicodeDecodeError:
        with open(file, encoding="cp932") as f:
            return f.readlines()


def get_labels(lines) -> Labels:
    map = Labels()

    for n, line in enumerate(lines, start=1):
        m = re.match(r"(@[@\d])\s*:", line)
        if m is not None:
            map.append(m.group(1), n)
    return map


def patch(lines, labels) -> list[str]:
    new_lines = []
    for n, line in enumerate(lines, start=1):
        # ラベル定義
        new_line = re.sub(
            r"(@[@\d])\s*:", lambda m: f"L{m.group(1)}_{n}:".replace("@", "_"), line
        )
        # ラベル参照
        new_line = re.sub(
            r"@\d?[fb]",
            lambda m: labels.replace(n, m.group(0)),
            new_line,
            flags=re.IGNORECASE,
        )
        # DB/DW/DS の前の : を削除
        new_line = re.sub(r":(\s*(?:db|dw|ds))", r" \1", new_line, flags=re.IGNORECASE)
        # コロン演算子の置き換え
        new_line = re.sub(
            r"(\d+)\s*:\s*(\d+)", r"(\1 * 256) + \2", new_line, flags=re.IGNORECASE
        )
        # BININCLUDE -> INCBIN は機能追加したので変更不要
        # new_line = re.sub(r"BINCLUDE", "INCBIN", new_line, flags=re.IGNORECASE)
        new_lines.append(new_line)
    return new_lines


if __name__ == "__main__":
    if len(sys.argv) != 3:
        print("Usage: patch.py input output")
        exit(1)
    main(*sys.argv[1:])

AILZ80ASM との違い

変更点

#if/#elif/#else/#endifの#を削除
.local単独行に:を追加
.localが多い場合は -a オプションの利用を検討する
existsは組み込み関数$definedが使用できないか検討
.@H,@L は組み込み関数$H(), $L()に置き換える
charmap 定義の@を_に変更
charmap 適用の@を_ に変更
charmap 適用方法修正 ':' -> 関数呼出し形式
charmap は前方参照できないので、必要に応じて定義位置を変更
db/dw/ds のラベルに:がある場合削除
include "file", bをincbinに変更
function name() => expressionの=>を削除
macro 定義内の.nameを@nameに変更
REPT ENDMはREPT ENDRに変更
REPT m LAST -nはEXITM IF利用へ書き換える
HIGH,LOW演算子を関数呼出し$HIGH(),$LOW()へ置き換える

`ORG`の配置管理の違い

命令のベースアドレスと実際に格納されるアドレスを別にする場合、 ORG疑似命令を使用し設定することになりますが、 yas80 と AILZ80ASM とではアプローチが異なっています。

項目	yas80	AILZ80ASM
配置アドレス指定	自動: 先行セグメントの続きになる特定のアドレスとする場合、先行セグメント末尾でのアライメント調整が必要	手動: `ORG`の第2引数で指定特定のアドレスとするのは容易な反面、連続して配置する場合は第1引数で計算が必要か？
配置アドレス参照	`$$`を使用	`$$`を使用

このためスクリプトで簡単に書き換えるといったことはできず、メモリマップを考慮しながらの修正が必要になります。

公開されているものではLSX-Dodgers がORGによる配置指定をしているのが分かったので、 PC8801 用を対象に移行を試みたところ、次の内容で同一バイナリが生成できるところまでは確認できました。

patch.py による書き換え
ORGで第2引数を指定している場合、RELに置き換えるか無効化
いくつかのラベル定義をname equ $$に置き換え、配置アドレスとする

diff -u '-x=*.bin' '-x=*.bat' '-x=*.bin' patched/88INIT.ASM temp/88INIT.ASM
--- patched/88INIT.ASM
+++ temp/88INIT.ASM
@@ -270,7 +270,7 @@
     DB    0

 AT_SUBSYS:
-    ORG    SUBSYS,AT_SUBSYS-OFFSET
+    ORG    SUBSYS,REL ; AT_SUBSYS-OFFSET
     JP    PUTCOM
     JP    PUTDAT
     JP    GETDAT
@@ -304,5 +304,5 @@
     DAA
     JP    MSG_A
     DS    4
-    ORG    $$+OFFSET,$$    ;$DEPHASE
-AT_TRAPE:
+    ; ORG    $$+OFFSET,$$    ;$DEPHASE
+AT_TRAPE equ $$
Only in temp: 88INIT.ASM.bak

diff -u '-x=*.bin' '-x=*.bat' '-x=*.bin' patched/88SUB.ASM temp/88SUB.ASM
--- patched/88SUB.ASM
+++ temp/88SUB.ASM
@@ -2,8 +2,8 @@
 ;    LSX-Dodgers SUB DISK SYSTEM
 ;    PC-8801mkIISR

-AT_DSS:
-    ORG    DSS,AT_DSS-OFFSET
+AT_DSS equ $$
+    ORG    DSS,REL ; AT_DSS-OFFSET
     JP    READDISKEX
     JP    WRITEDISKEX
     JP    GETPARAMS_N
@@ -425,7 +425,8 @@
     IN    A,(0FBH)    ;FDC μPD765A データレジスタリード
     RET

-    ORG    $$+OFFSET,$$    ;$DEPHASE
+    ; ORG    $$+OFFSET,$$    ;$DEPHASE
+    ORG $D880
 AT_DSSE:
 INITE:
     DS    BDOS-INITE

diff -u '-x=*.bin' '-x=*.bat' '-x=*.bin' patched/88TABLE.ASM temp/88TABLE.ASM
--- patched/88TABLE.ASM
+++ temp/88TABLE.ASM
@@ -46,5 +46,5 @@
     DB    00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H    ;B
     DB    00H,00H,00H,00H,00H,08H,12H,08H    ;C
 VRAME:
-    ORG    $$+OFFSET,$$    ;$DEPHASE
-AT_VRAME:
+    ; ORG    $$+OFFSET,$$    ;$DEPHASE
+AT_VRAME equ $$

diff -u '-x=*.bin' '-x=*.bat' '-x=*.bin' patched/88VRAM.ASM temp/88VRAM.ASM
--- patched/88VRAM.ASM
+++ temp/88VRAM.ASM
@@ -2,8 +2,8 @@
 ;    LSX-Dodgers VRAM
 ;    PC-8801mkIISR

-AT_VRAM:
-    ORG    0F000H,AT_VRAM-OFFSET
+AT_VRAM equ $$
+    ORG    0F000H,REL ; AT_VRAM-OFFSET
 ESC1:
     LD    A,E
     CP    'A'

書き換え Python スクリプト例

スクリプトで処理後手作業で修正する前提のため、変更点の一部には対応してません。

import re
import sys

def main(infile, outfile):
    try:
        lines = read_lines(infile)
    except Exception as e:
        print(f"Error reading file: {e}")
        exit(1)

    new_lines = patch(lines)
    with open(outfile, "w", encoding="utf-8") as f:
        f.writelines(new_lines)

def read_lines(file) -> list[str]:
    try:
        with open(file, encoding="utf-8") as f:
            return f.readlines()
    except UnicodeDecodeError:
        with open(file, encoding="cp932") as f:
            return f.readlines()


def patch(lines:list[str]) -> list[str]:
    new_lines = []
    for line in lines:
        line = delete_pound(line)
        line = exists_to_defined(line)
        line = add_colon(line)
        line = add_colon2(line)
        line = remove_arrow(line)
        line = charmap(line)
        line = incbin(line)
        line = remove_color(line)
        line = high_low(line)
        new_lines.append(line)
    return new_lines

# if/elif/else/endifの # prefix を削除
def delete_pound(line:str) ->str:
    return re.sub(r"#(if|elif|else|endif)", r"\1", line, flags=re.IGNORECASE)

# exists name を $defined(name) に置換
def exists_to_defined(line:str) -> str:
    return re.sub(r"\sexists\s+(\w+)\s*$", r" $defined(\1)" "\n", line, flags=re.IGNORECASE)

# .local を .local: に置換
def add_colon(line:str)->str:
    m = re.match(r"\s*(\.\w+)\s*(?:;|$)", line)
    if m is None:
        return line
    return f"{m.group(1)}:\n"

# .local instruction => .local: instruction
def add_colon2(line:str)->str:
    m = re.match(r"\s*(\.\w+)\s+(\w+)\s(.*)", line, flags=re.IGNORECASE)
    if m is None:
        return line
    if m.group(2).upper() in ["DB", "DW", "DS"]:
        return line
    return f"{m.group(1)}:\t{m.group(2)} {m.group(3)}\n"

# charmap
def charmap(line:str) -> str:
    line = re.sub(r"charmap(\s+)@", r"charmap\1_", line, flags=re.IGNORECASE)
    return re.sub(r'@(\w+):("[^"]*")', r"_\1(\2)", line)

# incbin
def incbin(line:str) -> str:
    return re.sub(r'include\s+("[^"]+")\s*,\s*B\s*$', "INCBIN \\1\n", line, flags=re.IGNORECASE)

# function name() => expression の => を削除
def remove_arrow(line:str) -> str:
    return re.sub(r"\s=>\s", " ", line)

# db/dw のラベルの: を削除
def remove_color(line:str) -> str:
    return re.sub(r":(\s*)(db|dw|ds)(\s+)", r" \1\2\3", line, flags=re.IGNORECASE)

# high low の関数呼出し化
def high_low(line:str) -> str:
    return re.sub(r"(HIGH|LOW)\s+(\w+)", r" $\1(\2) ", line, flags=re.IGNORECASE)

if __name__ == "__main__":
    if len(sys.argv) != 3:
        print("Usage: patch.py input output")
        exit(1)
    main(*sys.argv[1:])

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