ａｗｋ言語で作った簡易クロス・アセンブラ

※このプログラムは1994年末から1995年初めにかけて作成・使用 したもので、現在は使用したPC-9801シリーズもありませんので、サポートできないことをお断り しておきます。また、本ドキュメントは1995年にPC-9801のワープロで書いたものをWindows用にコンバート したもので、図表等おかしなところもありますがご容赦ください。

　極言すれば、クロス・アセンブラとはテキストで記述した命令をバイナリ・コードに変換（置換）しオブジェクト・ファイルを作るだけのものです。やる気になれば、手作業でもできます（ハンド・アセンブル）。もちろん、分岐命令などではアドレスの計算も必要ですし、引数の処理もありますから手作業では大変です。しかし、現在ではパソコンが使える環境にありますから、変換作業を自動的に行うことは容易です。今回は、ａｗｋによるテキスト処理の応用としてＰＩＣ１６Ｃ８４の簡易クロス・アセンブラを製作してみました。

　ａｗｋはテキスト・ファイルを処理するのに適したＵＮＩＸツールです（今回使用するのはＧＮＵプロジェクト版ｇａｗｋの日本語ＭＳ−ＤＯＳ版ｊｇａｗｋ）。ａｗｋで便利なのが、１行にセパレータ（スペースやタブ、他の文字に変更可能）で区切られて書かれた複数の文字列をデータ・ベースのフィールドとして、そして異なる行をレコードとして扱う機能です。例えば、リスト１のようなテキスト・ファイル（ｉｎ．ｔｘｔ）があり、「抵抗」のみを抽出し、金額（単価×数量）を追加し、最後に合計金額を追加する場合のプログラム（ａｗｋスクリプト）はリスト２（ｓａｍｐｌｅ．ａｗｋ）のようになります。

リスト１　サンプル・データ（ｉｎ．ｔｘｔ）

１０ｋΩ>	抵抗	10	2
１０μＦ	コンデンサ	15	4
２０ｋΩ	抵抗	10	3
２ＳＣ１８１５	トランジスタ	20	5
１Ｓ１５８８	ダイオード	10	1
１００ｋΩ	抵抗	15	1

リスト２　サンプル・プログラム（ｓａｍｐｌｅ．ａｗｋ）

BEGIN{ goukei = 0; }
{
　if($2 == "抵抗") {
　　printf("%s %s %d %d %d\n",$1,$2,$3,$4,$3*$4);
　　goukei += $3*$4;
　}
}
END { printf("合計 = %d 円\n",goukei); }

ＢＥＧＩＮの後の｛｝でくくられた範囲は、ファイルを読み込む前に実行されます。また、ＥＮＤの後の｛｝でくくられた範囲は、ファイルを全て読み込んだ後に実行されます。ＢＥＧＩＮとＥＮＤの間にある｛｝でくくられた範囲が、ファイルの１行毎に実行される部分です。データ・ファイルの各フィールドを参照したい場合にはフィールド演算子＄を用います。＄の後に数値ｎを書くと、＄ｎはｎ番目のフィールドのデータを参照することになります。なお、行全体を参照する場合は＄０とします。変数には数値や文字列の区別はありません。また配列を使用することもできます。プログラム構文はＣ言語とほぼ同様で、条件文やループ文が使用できます。また、関数を定義することも可能です。上記のプログラムはｊｇａｗｋの場合、ＤＯＳプロンプトから、
jgawk -f sample.awk in.txt > out.txt
のように実行します（ｏｕｔ．ｔｘｔは結果を格納するファイル、リダイレクトを指定しない場合は画面への表示となります）。結果は、リスト３のようになります。

リスト３　結果出力（ｏｕｔ．ｔｘｔ）

１０ｋΩ	抵抗	10	2	20
２０ｋΩ	抵抗	10	3	30
１００ｋΩ	抵抗	15	1	15
合計	=	65	円

　通常アセンブラのソース・ファイルは各行に、
［命令］　［引数］　［コメント］
のように記述しますから、［命令］や［引数］をスペースやタブで区切られたフィールドとみなすと、ａｗｋで処理するのに打って付けです。

　アセンブラでは命令以外にも、ラベルやコメントなども必要となりますから文法を定めなければなりません。今回製作したアセンブラの文法はリスト４を参照して下さい。

リスト４　簡易クロス・アセンブラの文法

/* この行のように行頭が"/*"で始まる行はコメント行です
/* "/*"の後には１文字以上の半角スペース又はタブが必要です
/* 下記のような空白行があっても構いません

/* セパレータは半角スペース、タブ、","の３種類です使用します

/* ＩＤ情報及びコンフィグレーション・ヒューズを設定します
/* アドレスは１６進４桁で、データは２進１４ビットで指定します
/* 指定可能なアドレスはＩＤ情報が2000〜2003
/* コンフィグレーション・ヒューズが2007です
#CNF 2000 11111111111111
#CNF 2007 00000000010001
/* アドレスが小さいものから順に記述します

/* データ・メモリを設定します
/* アドレス及びデータは１６進２桁で指定します
/* 指定可能なアドレスは00〜3F、データは00〜FFです
#DAT 00 50 ;'P' 命令行のコメントは";"から始まります
#DAT 3F 0D ;
/* アドレスが小さいものから順に記述します

/* 定義命令
/* 名称 数値 名称に用いる文字は制限はありません
#DEF IND0 00 ;ファイル・レジスタのアドレスを定義する場合は、
#DEF TMR0 01 ;１６進２桁(00〜FF)で指定します
#DEF RB0 0 ;ファイル・レジスタのビット・アドレスを定義する
#DEF RB7 7 ;場合は、0〜7を指定します
#DEF CONST1 FF ;定数を定義する場合は、１６進２桁(00〜FF）を指
#DEF CONST2 00 ;定します
#DEF WREG 0 ;宛先指定子dを定義する場合は、0又は1を指定します
#DEF ADDR1 128 ;プログラム・メモリのアドレスを指定するときは１
#DEF ADDR2 256 ;０進数で指定します

/* アドレスを指定します
#ORG 0 ;アドレスは１０進数で指定します

GOTO MAIN ;ラベルMAINに分岐します

#ORG 128
#LBL MAIN ;ラベルMAINを定義します、ラベルに用いる名称には
;制限はありません
MOVF TMR0, WREG ;TMR0とWREGの間に","を入れても
SUBWF IND0 WREG ;のように、いれなくてもかまいません
SUBLW #30 ;引数を直接指定する場合は、＃を付けた１６進数を使
;用します

/* プログラムの終わりを示す、疑似命令はありません

　アセンブラには下記の１）〜４）のａｗｋプログラムを使用します。ただし、プリンター・ポートに接続するライタの場合には４）は不要です。なお、下記のプログラムで使用したａｗｋのコマンドを表２に示します。
１）ｐｉｃａｓｍ１．ａｗｋ（リスト５）
　ラベルや定義文字列などを数値に置き換えるものです。
２）ｐｉｃａｓｍ２．ａｗｋ（リスト６）
　命令や数値をＰＩＣ１６Ｃ８４のオペコードに変換し、リスト・ファイルを作成するもので、アセンブラの中核となるものです。
３）ｐｉｃａｓｍ３．ａｗｋ（リスト７）
　リスト・ファイルからプリンター・ポートに接続するライタで使用する、独自フォーマットのオブジェクト・ファイルを抽出するものです。
４）ｐｉｃａｓｍ４．ａｗｋ（リスト８）
　３）で作成した独自フォーマットのオブジェクト・ファイルをインテルのＨＥＸフォーマット・ファイルに変換するものです。

　ソース・ファイルをアセンブルする場合には、リスト９に示したバッチ・ファイルを使用します（このバッチ・ファイルでは、ＡＷＫプログラムの検索パスを環境変数ＡＷＫＡＳＭで、作業用ディレクトリを環境変数ＴＭＰで指定していますので、ＡＵＴＯＥＸＥＣ．ＢＡＴなどでＳＥＴコマンドにより定義して下さい）。例えば、ＳＡＭＰＬＥ．ＡＳＭをアセンブルする場合には、
picasm sample.asm
とします。アセンブルが終了すると、作業用ディレクトリには、
out.ps1（作業用中間ファイル）
out.lst（リスト・ファイル）
out.txt（独自フォーマットのオブジェクト・ファイル）
out.obj（インテルＨＥＸフォーマットのオブジェクト・ファイル）
の４つのファイルが作成されます。
　リスト９のバッチ・ファイルでは上記１）〜２）のプログラムでエラーが発生した場合にエラー・メッセージを表示し処理を中断します。エラーの内容は作成される各ファイルに埋め込まれます。

1. Dale Dougherty（福崎俊博訳）、sed & awkプログラミング、アスキー出版局、1991