Banking in IAR and ZX Spectrum 128K
                          by DimkaM

                           ---00---

По просьбе телезрителей, а также для себя в качестве шпаргалки,
решил описать работу с банкингом вIAR'е.
Сразу хочу огорчить - банкинг не распространяется на переменные
и константы (с некоторыми оговорками), только на исполняемый
код.
Данная статья предполагает, что вы уже ознакомились с моей
статьёй вInfo Guide #11и у вас есть приложение кIG #11,так
как я буду ссылаться на предыдущие примеры.

Сначала хочу дополнить предыдущую статью, так как многие не
читают документацию и задают вопросы:

Q:Почему всё обёрнуто в модули?
R:Как минимум, чтобы не было мешанины из меток, и при линковке
(библиотек) линкуются только используемые модули.

Q:Как передавать/принимать параметры С-функций в ассемблере?
R:До двух параметров передаётся в регистрах, остальные через
стек.
Если количество параметров неопределённо (printf(...) и т.п.),
то все параметры передаются через стек.
Первый параметр передаётся в E, DE, CDE или BCDE, в зависимости
от разрядности значения.
Если первый и второй параметры не шире 16 бит каждый, то второй
параметр передаётся в регистрах B или BC, иначе через стек.
Возвращаемое значение из функции передаётся в регистрах A (L при
банкинге), HL, CHL или BCHL, в зависимости от разрядности
значения.

                           ---01---

Для начала нам необходимы процедуры для вызова (и возврата)
процедур из переключаемых страниц.
Вернее, они уже есть в библиотекеz80\inc\clz80b.r01,но они
расчитаны на порт с восьмибитным адресом, да ещё и с чтением из
него текущей страницы.
Поэтому заменим (чтобы постоянно не линковать) в этой библиотеки
нужные нам процедуры.
Создадим директорию проектаfix_clz80b.
Создадим в этой директории файлzx128k.s01со следующим
содержимым:

;так как нет аппаратной возможности узнать текущую страницу в
;окне 0xc000-0xffff,
;то каждая страница (участвующая в банкинге) будет хранить свой
;номер по адресу 0xFFFF.
       MODULE  MY_CURRENT_PAGE
       PUBLIC  MY_CURRENT_PAGE
MY_CURRENT_PAGE=0xffff
       ENDMOD

MODULE  ?BANK_CALL_DIRECT_L08
       PUBLIC  ?BANK_CALL_DIRECT_L08
       EXTERN  MY_CURRENT_PAGE
       RSEG  RCODE
?BANK_CALL_DIRECT_L08:
       push hl
       ld   hl,(MY_CURRENT_PAGE-1)
       push bc
       ld bc,0x7ffd
       out  (c),a
       pop bc
       ex   (sp),hl
       jp   (hl)
       ENDMOD

       MODULE  ?BANK_LEAVE_32_L08
       PUBLIC  ?BANK_LEAVE_32_L08
       EXTERN  MY_CURRENT_PAGE
       RSEG  RCODE
?BANK_LEAVE_32_L08:
       ld   sp,ix
       pop  ix
       pop  de
       inc sp
       inc sp
       pop af
       push bc
       ld bc,0x7ffd
       out  (c),a
       pop bc
       ret
       ENDMOD

       MODULE  ?BANK_LEAVE_DIRECT_L08
       PUBLIC  ?BANK_LEAVE_DIRECT_L08
       PUBLIC  ?BANK_FAST_LEAVE_L08
       EXTERN  MY_CURRENT_PAGE
       RSEG  RCODE
?BANK_LEAVE_DIRECT_L08:
       ld   sp,ix
       pop  ix
       pop  de
       pop  bc
?BANK_FAST_LEAVE_L08:
       pop  af
       push bc
       ld bc,0x7ffd
       out  (c),a
       pop bc
       ret
       ENDMOD

       MODULE  ?BANK_CALL_DIRECT_EXAF_L08
       PUBLIC  ?BANK_CALL_DIRECT_EXAF_L08
       EXTERN  MY_CURRENT_PAGE
       RSEG  RCODE
?BANK_CALL_DIRECT_EXAF_L08:
       ex   af,af'
       ld   a,(MY_CURRENT_PAGE)
       push af
       ex   af,af'
       push bc
       ld bc,0x7ffd
       out  (c),a
       pop bc
       jp   (hl)
       END

Далее нам понадобится файлzx128k.batс содержимым:
..\z80\bin\az80 -uu -b -v0 zx128k.s01
copy ..\z80\lib\clz80b.r01 ..\z80\lib\clzx128k.r01 /Y
..\z80\bin\xlib -c "fetch-modules zx128k.r01
..\z80\lib\clzx128k.r01 MY_CURRENT_PAGE MY_CURRENT_PAGE"
..\z80\bin\xlib -c "replace-modules zx128k.r01
..\z80\lib\clzx128k.r01"

Запускаем его, и у нас появляется библиотека
..\z80\inc\clzx128k.r01- это копия библиотекиclz80b.r01с
заменёнными процедурами банкинга.
Проектfix_clz80bнам больше не понадобится.

                           ---02---

Сейчас мы переделаем под банкинг процедуры печати из предыдущей
статьи.
Создадим директориюmylibb,в ней поддиректориюlist.
Скопируем в текущий проект файлыmylib.c(переименовав в
putchar.c) иgraf.s01из директорииmylib(см. статью вInfo
Guide #11).

graf.s01отредактируем следующим образом:
БыстрыйПиксель и таблицу положим в небанкируемую память, т.е. в
сегмент RCODE. Соответственно, выход из неё - обычный ret.
       MODULE  fast_set_pix
       PUBLIC  fast_set_pix,fast_set_pix_table
       RSEG  RCODE  ;НЕбанкируемый сегмент
fast_set_pix  ;http://zxdn.narod.ru/coding/zg1etud2.txt
...
тело процедуры
...
       ret  ;обычный выход
       RSEG  ALIGN8
fast_set_pix_table
       DEFS 1024
       ENDMOD

Инициализацию таблиц и медленныйпиксель определим в банкируемый
сегмент CODE, в этом случае необходимо использовать библиотечную
процедуру для выхода.
       MODULE  fast_set_pix_init
       PUBLIC  fast_set_pix_init
       EXTERN  fast_set_pix_table,?BANK_FAST_LEAVE_L08
       RSEG  CODE  ;банкируемый сегмент
fast_set_pix_init
...
тело процедуры
...
       ;ret заменим на выход из страницы:
       JP  LWRD ?BANK_FAST_LEAVE_L08
       ENDMOD

       MODULE  little_set_pix
       PUBLIC  little_set_pix
       EXTERN  ?BANK_FAST_LEAVE_L08
       RSEG  CODE  ;банкируемый сегмент
little_set_pix
...
тело процедуры
...
       ;ret заменим на выход из страницы:
       JP  LWRD ?BANK_FAST_LEAVE_L08
       END

Создадимbuild.bat:
..\z80\bin\iccz80 -v0 -mb -uua -b -q -x -K -gA -z9 -t4 -T
-Olist\ -Llist\ -Alist\ -I"../z80/inc/" putchar.c
..\z80\bin\az80 -uu -b -v0 -Olist\ graf.s01

Опция -mb указывает на необходимость компиляции всех функций под
банкинговые вызовы, т.к. библиотечные puts и printf ожидают
банкируемую функцию putchar.

Туда же добавим компоновку библиотеки:
del /Q mylibb.r01
..\z80\bin\xlib -c "fetch-mod list\putchar.r01 mylibb.r01"
   "fetch-mod list\graf.r01 mylibb.r01"
    "LIST-ALL-SYMBOLS mylibb.r01 list\mods.txt"

Собираем библиотеку этим батником.

В новом файле'mylibb.h'опишем переменную MY_CURRENT_PAGE, она
пригодится, если понадобится узнать текущую страницу:
extern unsigned char MY_CURRENT_PAGE;

И остальные функции, не забывая указывать модификаторы банкинга:
banked void scr_init(char atribute);
#ifdef FASTPIXEL
banked void fast_set_pix_init(void);
non_banked void fast_set_pix(unsigned char x,unsigned char y);
#define set_pix fast_set_pix
#define set_pix_init fast_set_pix_init
#else
#define set_pix_init()
banked void little_set_pix(unsigned char x,unsigned char y);
#define set_pix little_set_pix
#endif

Модификатор banked можно не указывать, т.к. по умолчанию у нас
всё банкируется, но лучше указать - потом может пригодиться.

                           ---03---

Итак, наконец-то, подготовка к HelloWorld прошла. Проверим, что
у нас получилось.
Создадим проект'HelloWorld',в нем поддиректорииlistиbin

ФайлLnk.xcl:
-cZ80 //процессор
//-P(CODE)CODE=[C000-FFFF]*2+10000,
 //[3C000-3FFFF]*2+10000,[6C000-6FFFF]*2+10000 //выделяем банки
 //0,1,3,4,6,7 под банкинг (5 и 2 не юзаем, т.к. прибиты)
//но мы ещё учтём бит (в порту 7ffd) выбора ПЗУ 48К. Если нужно
//ПЗУ 128К, то используйте предыдущую строчку:
-P(CODE)CODE=[10C000-10FFFE]*2+10000,
  [13C000-13FFFE]*2+10000,[16C000-16FFFE]*2+10000
-Z(CODE)RCODE,CDATA0,CONST,CSTR,CCSTR=6000-7FFF//сегменты
                                 //памяти с константами и кодом
-Z(DATA)DATA0,IDATA0,UDATA0,ECSTR,ALIGN8|8,CSTACK+200=8000-BFFF
                            //сегменты стека, переменных и т.п.
-e_medium_write=_formatted_write//конфигурация printf/sprintf
-e_medium_read=_formatted_read//конфигурация scanf/sscanf
../mylibb/mylibb//линкуем свою библиотеку
-C ../z80/lib/clzx128k//подключаем библиотеку ИАРа
-FMOTOROLA
-o list/aout.a01
-l list/cout.html
-xehinms//включим всё для полноты картины
-R
-w47//подавляем предупреждения, от которых я пока не понял,
   //как избавиться

Файл build.bat:
..\z80\bin\iccz80 -v0 -mb -uua -q -e -K -gA -s9 -t4 -T -Llist\
                        -Olist\ -Alist\ -I"../z80/inc/" main.c
..\z80\bin\az80 -Olist\ -Dbanking Cstartup.s01
..\z80\bin\xlink -Ilist main cstartup -f Lnk.xcl

Скопируемcstartupиз предыдущей статьи, добавим нумерацию
страниц, добавив следующий код сразу после меткиinit_C:
#ifdef banking
#if NOT proc64180
       EXTERN MY_CURRENT_PAGE
       ld hl,MY_CURRENT_PAGE
       ld bc,0x7ffd
       ld a,0x17
bankIniLoop:
       REPT 2
       out (c),a
       ld (hl),a
       dec a
       ENDR
       dec a
       cp 0x0e
       jr nz,bankIniLoop
#endif
#endif

Создадимmain.c:

#include <stdio.h>
#include <intrz80.h>
#include <math.h>
//#define FASTPIXEL
#include "../mylibb/mylibb.h"
void KbdScan(void){
       printf("Keyboard scan: 0x%02X\r",input(0x00fe));
}
C_task void main(void){
       unsigned char x=0;
       scr_init(0x07<<3);
       set_pix_init();
       puts("Hello World!");
       do{
               set_pix(x,(sin((double)x/20)*20+95));
       }while(++x);
       while(1) KbdScan();
}

Компилируем батником.

                           ---04---

Опять засада: что делать с файломlist\aout.a01!?
Этот файл в форматеmotorola s-records.
Для преобразования файлаaout.a01воспользуемся сторонней
утилитойSRecord- её вы сможете найти в приложении к этой
газете.

Добавим вbuild.bat(внимание! рассчитано на стартовый адрес
0x6000!):

@echo off
..\z80\srecord\srec_cat list\aout.a01 -offset -0x6000 -crop 0
                                    0x6000 -o bin\code.c -Binary
FOR %%i IN (00,01,03,04,06,07,10,11,13,14,16,17) do
      ..\z80\srecord\srec_cat list\aout.a01 -offset -0x%%~iC000
      -crop 0 0x4000 -o bin\%%~i.c -Binary
for /R bin\ %%i in (*.c) do (if %%~zi==0 (del /Q %%i)
   ELSE (echo crop file:%%~nxi size:%%~zi out^(7FFD^),0x%%~ni))
echo on

В директорииbinсоздастся бинарный файлcode,который
необходимо загрузить и запустить с адреса0x6000,а также файлы
с номером (с учётом бита выбора ПЗУ) страницы в имени - их,
естественно, надо загрузить по страницам.

Возможно, у вас есть свои методы создания загрузчика и образа
диска. Если нет, то можете добавить следующую строчку в
build.bat:
..\z80\bin\build128k.bat buildscl

И получите на выходе scl-файл со всеми файлами и загрузчиком.
Запускаем и наслаждаемся чистым синусом.

                            * * *

В следующей серии мы рассмотрим грязные хаки. К примеру, как
положить локальные переменные и константы в банкируемый сегмент.