Z80でアセンブラ短歌

CP/M-80でアセンブラ短歌を詠むために，アセンブラ環境を構築する方法を説明します．

なおここではFreeBSDでの例を主に説明します．UbuntuやCentOSなどの GNU/Linuxディストリビューションでも，同様の手順でできるかと思います． apt-getなどでインストールできるツールを探してそれを利用するのが楽で いいでしょう．

目次

Z80アセンブラ

■ 各種のアセンブラ

まずはZ80向けのコードを出力できるアセンブラが必要です．

クロス開発環境で代表的なものはGNUのbinutilsですが， FreeBSDのportsでは以下のようなものが利用できます．

binutilsは高機能でなんといっても強力なのですが，binutilsだと例えばZ80向けと 他マイコン向けは別にビルドしなければならないため面倒です．またbinutilsは6502 がサポートされてないようで，6502用には別にアセンブラが必要になってしまいます．

ということで，マイコン向けの軽いアセンブラで旧来のマイコン系を幅広くサポート しているようなものを使うのが楽でいいかと思います．

複数アーキに対応しているということを考えると，asl/tpasm/asmx あたりが候補 かなあと思います．試してみたところ，aslが対応CPUが多くオプションも豊富で マニュアルも充実していて(もちろん英語ですが)，さらにobjcopyに頼らずに バイナリを生成できるのでいいかなあと思います．

tpasm/asmxは出力フォーマットがsrecなので，バイナリに変換するツールが別途必要に なります(単独でできるのかもしれませんが方法が見あたりませんでした)． ただobjcopyで変換可能なため，あまり問題にはならないかなあとも思います (Z80向けのクロスのobjcopyでなく，システムに標準でインストールされている (つまりx86向けの)objcopyで変換可能でした)． また単にsrec→binary変換ができればいいだけなので， 他の変換ツールがあればそれでもＯＫです．

以下では一応，ひととおり使いかたを説明します．

■ サンプルコード

アセンブルのサンプルに，以下のコードを利用します． CP/Mのシステムコールを使って「123」と出力するもので， cpmemuで実行できます．

内部ではあえてジャンプ命令を利用しています．これは絶対アドレスを埋め込む ことで，アドレスが0x100にきちんと配置されているかどうかを見るためです．

上記リストは先頭に以下の行がありますが，アセンブラによっては行頭のTABを 見ていて，TABが無いとエラーになるものがあるので注意が必要です． またORGの有無で動作が変わったり，ORGが無いとエラーになったりする場合も あるので注意が必要． 

        ORG     100h

■ binutils

以下の手順でインストールできます．binutils-2.23.1で確認しました． 

~>% tar xvzf binutils-2.23.1.tar.gz
~>% cd binutils-2.23.1
~/binutils-2.23.1>% ./configure --prefix=/usr/local/z80 --target=z80-coff --disable-nls --disable-werror
~/binutils-2.23.1>% gmake
~/binutils-2.23.1>% su
# gmake install
ターゲットはいろいろ試してみたのですが，z80-coff でないとビルドエラーに なってしまうようです．

z80.asmは先頭の以下を削らないと，生成されるバイナリの頭に余分なデータが 追加されてしまうので，以下を削除してアセンブルします． 

        ORG     100h

以下でヘルプを出力します． 

% /usr/local/z80/bin/z80-coff-as -help
以下でアセンブルして実行ファイルを作成し，cpmemuで実行が確認できました． 
% /usr/local/z80/bin/z80-coff-as z80.asm -o z80.coff
% /usr/local/z80/bin/z80-coff-ld z80.coff -o z80.com
ちなみに以下でもバイナリ生成できますが，これだとアドレスが0x100に ならないようです． 
% /usr/local/z80/bin/z80-coff-as z80.asm -o z80.coff
% /usr/local/z80/bin/z80-coff-objcopy -O binary z80.coff z80.bin
アドレスはデフォルトで0x100になるようですが，必要ならば以下で調整できます． 
% /usr/local/z80/bin/z80-coff-ld z80.coff -o z80.com -Ttext 0x100
必要あれば，以下でCPUを明示できます． 
% /usr/local/z80/bin/z80-coff-as z80.asm -o z80.coff -z80

■ asl

FreeBSDではports/packagesでインストールできる．

ドキュメントは以下． 

% man asl
% ls /usr/local/share/doc/asl
以下でアセンブルして実行ファイルを作成し，cpmemuで実行が確認できました． 
% asl -cpu z80 z80.asm -o z80.p
% p2bin -r \$-\$ z80.p z80.com
アセンブルするときに-Lオプションをつけることで，ニーモニックと機械語コードの 対応を出力することができます．

■ tpasm

ドキュメントは以下． 

% tpasm -h
% ls /usr/local/share/doc/tpasm
以下にアセンブラのサンプルあり． 
% ls /usr/local/share/examples/tpasm
以下でアセンブルして実行ファイルを作成し，cpmemuで実行が確認できました． 
% tpasm -P z80 z80.asm -o srec z80.srec
% objcopy -I srec -O binary z80.srec z80.com
objcopyは本来ならZ80向けにビルドしたもの(z80-coff-objcopy)を使うべきですが， 通常のobjcopyでも問題ないようでした．

アセンブル時に -l z80.lst を付加することで，アセンブラ・リストを出力する ことができます．

対応アーキテクチャ名と対応出力フォーマット名は，以下で出力できます． 

% tpasm --show_procs
% tpasm --show_types

■ asmx

ドキュメントは以下． 

% asmx-z80
% ls /usr/local/share/doc/asmx
以下でアセンブルして実行ファイルを作成し，cpmemuで実行が確認できました． 
% asmx-z80 -o z80.srec z80.asm
% objcopy -I srec -O binary z80.srec z80.com
objcopyはtpasmと同様，通常のobjcopyでも問題ないようでした．

アセンブル時に -l z80.lst を付加することで，アセンブラ・リストを出力する ことができます．(出力ファイル名の指定の前にオプション指定すること)

■ z80-asm

ドキュメントは以下． 

% man z80-asm
% ls /usr/local/share/doc/z80-asm
以下でアセンブルできるが出力ファイル形式が不明．よくわからない． 
% z80-asm z80.asm z80.bin

■ z80asm

ドキュメントは以下． 

% z80asm -h
% man z80asm
以下にアセンブラのサンプルあり． 
% ls /usr/local/share/examples/z80asm
以下でアセンブルして実行ファイルを作成し，cpmemuで実行が確認できました． 
% z80asm z80.asm -o z80.com

逆アセンブル

■ coff形式の逆アセンブル

パッと見たところ，asl/tpasm/asmxには逆アセンブラの機能は無さそうです． なのでbinutilsのビルドで作成された，Z80向けobjdumpを利用するのが楽です．

まず，binutilsを利用してアセンブルしている場合は，以下のようにして逆アセンブル できます． 

% /usr/local/z80/bin/z80-coff-as z80.asm -o z80.coff
% /usr/local/z80/bin/z80-coff-objdump -d z80.coff
なおobjcopy/objdumpは，以下で対応フォーマットを出力できます． 
% /usr/local/z80/bin/z80-coff-objcopy -i
% /usr/local/z80/bin/z80-coff-objdump -i

■ srec形式の逆アセンブル

srecは以下で逆アセンブルできました． 

% /usr/local/z80/bin/z80-coff-objdump -m z80-any -D z80.srec
ついでに，srecファイルについては以下で逆アセンブルできそうな気がするが， 実際にやってみるとダメでした． 
% /usr/local/z80/bin/z80-coff-objcopy -I srec -O coff-z80 z80.srec z80.coff
% /usr/local/z80/bin/z80-coff-objdump -d z80.coff

CP/Mシミュレータ

■ cpmemu

FreeBSDのportsでは，cpmemuというエミュレータが使えます． CP/Mエミュレータは他には見あたりませんでした．

ソースコードをパッと見たところ，システムコール・エミュレーションをしていて， ライセンスグレーなROMバイナリなどを使っていることはなさそうです． ライセンスはクリーンと考えてよさそうです．

試してみたところ，以下のファイルを実行することができるみたいです．

まずは実行ファイルを上記のようなフォーマットで作成します． これは上で説明した「z80.com」が相当します．

で，z80.com が存在するディレクトリで以下を実行し，cpmemuを起動します． 

% ls
z80.asm z80.com
% cpmemu

A0>
dirコマンドを実行すると，cpmemuを起動したカレントディレクトリの内容を 出力できます．(ホスト側のファイルシステム上のファイルを認識しています) 
A0>dir
A: Z80     .COM : Z80     .ASM
A0>
*.comファイルは，実行することができます． 
A0>Z80
123
A0>
Ctrl-@ → q で終了します．
メールは kozos(アットマーク)kozos.jp まで