| Ambos lados, revisión anterior Revisión previa Próxima revisión | Revisión previa |
| cursos:ensamblador:paginacion_128k [10-01-2024 08:32] – [En resumen] sromero | cursos:ensamblador:paginacion_128k [19-01-2024 12:23] (actual) – [Ejemplo sencillo: alternando Bancos 0 y 1] sromero |
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| Los modelos de Spectrum 128K, +2, +2A, +2B y +3 disponen de 128KB de memoria, aunque no toda está disponible simultáneamente. Al igual que en el modelo de 48KB, el microprocesador Z80 sólo puede direccionar 64K-direcciones de memoria, por lo que para acceder a esta memoria "extra", se divide en bloques de 16KB y se "mapea" (pagina) sobre la dirección de memoria $c000. | Los modelos de Spectrum 128K, +2, +2A, +2B y +3 disponen de 128KB de memoria, aunque no toda está disponible simultáneamente. Al igual que en el modelo de 48KB, el microprocesador Z80 sólo puede direccionar 64K-direcciones de memoria, por lo que para acceder a esta memoria "extra", se divide en bloques de 16KB y se "mapea" (pagina) sobre la dirección de memoria $c000. |
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| ¿Qué quiere decir esto? Que nuestro procesador, con un bus de direcciones de 16 bits, sólo puede acceder a la memoria para leer las "celdillas" entre $0000 y $FFFF (0-65535). Para leer casillas de memoria superiores a 65535, harían falta más de 16 bits de direcciones, ya que 65535 es el mayor entero que se puede formar con 16 bits (1111111111111111b). | ¿Qué quiere decir esto? Que nuestro procesador, con un bus de direcciones de 16 bits, sólo puede acceder a la memoria para leer las "celdillas" entre $0000 y $ffff (0-65535). Para leer casillas de memoria superiores a 65535, harían falta más de 16 bits de direcciones, ya que 65535 es el mayor entero que se puede formar con 16 bits (1111111111111111b). |
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| Así que ... ¿cómo hacemos para utilizar más de 64KB de memoria si nuestro procesador sólo puede leer datos de la celdilla 0, 1, 2, 3 ... 65534 y 65535? La respuesta es: **mediante la paginación**. | Así que ... ¿cómo hacemos para utilizar más de 64KB de memoria si nuestro procesador sólo puede leer datos de la celdilla 0, 1, 2, 3 ... 65534 y 65535? La respuesta es: **mediante la paginación**. |
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| Los 64KB de memoria del Spectrum, se dividen en 4 bloques de 16KB. El primer bloque ($0000 - $4000) está mapeado sobre la ROM del Spectrum. Accediendo a los bytes desde $0000 a $3FFF de la memoria estamos accediendo a los bytes $0000 a $3FFF del "chip (físico)" de 16K de memoria que almacena la ROM del Spectrum. Se dice, pues, que la ROM está mapeada (o paginada) sobre $0000 en el mapa de memoria. | Los 64KB de memoria del Spectrum, se dividen en 4 bloques de 16KB. El primer bloque ($0000 - $4000) está mapeado sobre la ROM del Spectrum. Accediendo a los bytes desde $0000 a $3fff de la memoria estamos accediendo a los bytes $0000 a $3fff del "chip (físico)" de 16K de memoria que almacena la ROM del Spectrum. Se dice, pues, que la ROM está mapeada (o paginada) sobre $0000 en el mapa de memoria. |
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| Dejando la ROM de lado (16KB), los 48KB de memoria restantes están formados por 3 bloques de 16KB. El segundo bloque de 16K de memoria (primero de los 3 que estamos comentando), en el rango $4000 a $7FFF está mapeado sobre el "chip de memoria" que almacena el área de pantalla del Spectrum. El tercero ($8000 a $BFFFF) es memoria de propósito general (normalmente cargaremos nuestros programas aquí). | Dejando la ROM de lado (16KB), los 48KB de memoria restantes están formados por 3 bloques de 16KB. El segundo bloque de 16K de memoria (primero de los 3 que estamos comentando), en el rango $4000 a $7fff está mapeado sobre el "chip de memoria" que almacena el área de pantalla del Spectrum. El tercero ($8000 a $bfffF) es memoria de propósito general (normalmente cargaremos nuestros programas aquí). |
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| El bloque que nos interesa a nosotros es el cuarto. La zona final del área de memoria, desde $C000 a $FFFF, es nuestra "ventana" hacia el resto de memoria del 128K. Dividiendo los 128KB de memoria en bloques de 16KB, tendremos 8 bloques que podremos "montar" (o paginar) sobre el área $C000 a $FFFF. | El bloque que nos interesa a nosotros es el cuarto. La zona final del área de memoria, desde $c000 a $ffff, es nuestra "ventana" hacia el resto de memoria del 128K. Dividiendo los 128KB de memoria en bloques de 16KB, tendremos 8 bloques que podremos "montar" (o paginar) sobre el área $c000 a $ffff. |
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| Veamos una figura donde se muestra el estado del **mapa de memoria** del Spectrum: | Veamos una figura donde se muestra el estado del **mapa de memoria** del Spectrum: |
| Cualquiera de los 8 bloques de 16KB (128 KB / 16 KB = 8 bloques) puede ser "mapeado" en los 16Kb que van desde $c000 a $ffff, y podremos cambiar este mapeo de un bloque a otro mediante instrucciones I/O concretas. | Cualquiera de los 8 bloques de 16KB (128 KB / 16 KB = 8 bloques) puede ser "mapeado" en los 16Kb que van desde $c000 a $ffff, y podremos cambiar este mapeo de un bloque a otro mediante instrucciones I/O concretas. |
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| La última porción de 16KB de la memoria es, pues, una "ventana" que podemos deslizar para que nos dé acceso a cualquiera de los 8 bloques disponibles. Esto nos permite "paginar" el bloque 0 y escribir o leer sobre él, por ejemplo. El byte 0 del bloque 0 se accede a través de la posición de memoria $C000 una vez paginado, el byte 1 desde $C0001, y así hasta el byte 16383, al que accedemos mediante $FFFF. | La última porción de 16KB de la memoria es, pues, una "ventana" que podemos deslizar para que nos dé acceso a cualquiera de los 8 bloques disponibles. Esto nos permite "paginar" el bloque 0 y escribir o leer sobre él, por ejemplo. El byte 0 del bloque 0 se accede a través de la posición de memoria $c000 una vez paginado, el byte 1 desde $c0001, y así hasta el byte 16383, al que accedemos mediante $ffff. |
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| Si paginamos el bloque 1 en nuestra ventana $C000-$FFFF, cuando accedamos a este rango de memoria, ya no accederíamos a los mismos datos que guardamos en el banco 0, sino a la zona de memoria "Banco 1". Es posible incluso mapear la zona de pantalla (Banco 5), de forma que las direcciones $4000 y $C000 serían equivalentes: los 8 primeros píxeles de la pantalla. | Si paginamos el bloque 1 en nuestra ventana $c000-$ffff, cuando accedamos a este rango de memoria, ya no accederíamos a los mismos datos que guardamos en el banco 0, sino a la zona de memoria "Banco 1". Es posible incluso mapear la zona de pantalla (Banco 5), de forma que las direcciones $4000 y $c000 serían equivalentes: los 8 primeros píxeles de la pantalla. |
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| El mapa de memoria del Spectrum con los bloques mapeables/paginables sobre $C000 es el siguiente: | El mapa de memoria del Spectrum con los bloques mapeables/paginables sobre $c000 es el siguiente: |
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| \\ | \\ |
| ===== Cambiando de banco ===== | ===== Cambiando de banco ===== |
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| El puerto que controla la paginación en los modelos 128K es el $7FFD. En realidad, nuestro Spectrum sólo decodifica los bits 1 y 15, por lo que cualquier combinación con los bits 1 y 15 a cero accederá a la gestión de paginación. No obstante, se recomiente utilizar $7FFD por compatibilidad con otros sistemas. | El puerto que controla la paginación en los modelos 128K es el $7ffd. En realidad, nuestro Spectrum sólo decodifica los bits 1 y 15, por lo que cualquier combinación con los bits 1 y 15 a cero accederá a la gestión de paginación. No obstante, se recomiente utilizar $7ffd por compatibilidad con otros sistemas. |
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| La lectura del puerto $7FFD no devolverá ningún valor útil, pero sí podemos escribir en él un valor con cierto formato: | La lectura del puerto $7ffd no devolverá ningún valor útil, pero sí podemos escribir en él un valor con cierto formato: |
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| |< 60% >| | |< 60% >| |
| | 3 | Visualizar la pantalla gráfica "normal" (0) o shadow (1).\\ La pantalla normal está en el banco 5, y la shadow en el 7.\\ Aunque cambiemos a la visualización de la pantalla shadow,\\ la pantalla "normal" RAM5 seguirá mapeada entre $4000 y $7fff.\\ No es necesario tener mapeada la pantalla shadow\\ para que pueda ser visualizado su contenido. | | | 3 | Visualizar la pantalla gráfica "normal" (0) o shadow (1).\\ La pantalla normal está en el banco 5, y la shadow en el 7.\\ Aunque cambiemos a la visualización de la pantalla shadow,\\ la pantalla "normal" RAM5 seguirá mapeada entre $4000 y $7fff.\\ No es necesario tener mapeada la pantalla shadow\\ para que pueda ser visualizado su contenido. | |
| | 4 | Selección de la ROM, entre (0) ROM BASIC 128K (Menú y editor), y (1) BASIC 48K. | | | 4 | Selección de la ROM, entre (0) ROM BASIC 128K (Menú y editor), y (1) BASIC 48K. | |
| | 5 | Si lo activamos, se desactivará el paginado de memoria hasta que se resetee el\\ Spectrum. El hardware ignorará toda escritura al puerto $7FFD. | | | 5 | Si lo activamos, se desactivará el paginado de memoria hasta que se resetee el\\ Spectrum. El hardware ignorará toda escritura al puerto $7ffd. | |
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| A la hora de cambiar de página de memoria hay que tener en cuenta lo siguiente: | A la hora de cambiar de página de memoria hay que tener en cuenta lo siguiente: |
| * La pila (stack) debe de estar ubicada en una zona de memoria que no vaya a ser paginada (no puede estar dentro de la zona que va a cambiar), ya que su contenido se perdería después del cambio de banco. | * La pila (stack) debe de estar ubicada en una zona de memoria que no vaya a ser paginada (no puede estar dentro de la zona que va a cambiar), ya que su contenido se perdería después del cambio de banco. |
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| * Si estamos utilizando o vamos a utilizar el modo de interrupciones 2 (IM2), tanto la tabla de vectores de salto como la propia ISR de gestión de la interrupción debe de estar en el área de memoria por debajo de $C000. Si no es así, la interrupción produciría un salto a una dirección incorrecta y se ejecutaría "código aleatorio" que no tendría nada que ver con la Rutina de Servicio de Interrupción de nuestro programa. Como es habitual tener la tabla de vectores de interrupción a partir de $FE00, podemos copiar la tabla en todos los bancos que vamos a usar (como se explicó en el capítulo dedicado a las interrupciones). Se podría hacer lo mismo con la ISR pero lo normal es ubicarla en la zona de memoria entre los 32 y los 48KB. | * Si estamos utilizando o vamos a utilizar el modo de interrupciones 2 (''im 2''), tanto la tabla de vectores de salto como la propia ISR de gestión de la interrupción debe de estar en el área de memoria por debajo de $c000. Si no es así, la interrupción produciría un salto a una dirección incorrecta y se ejecutaría "código aleatorio" que no tendría nada que ver con la Rutina de Servicio de Interrupción de nuestro programa. Como es habitual tener la tabla de vectores de interrupción a partir de $fe00, podemos copiar la tabla en todos los bancos que vamos a usar (como se explicó en el capítulo dedicado a las interrupciones). Se podría hacer lo mismo con la ISR pero lo normal es ubicarla en la zona de memoria entre los 32 y los 48KB. |
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| * Si se va a ejecutar código con interrupciones (y no pueden estar deshabilitadas), entonces debemos actualizar la variable del sistema $5B5C (23388d) con el último valor enviado al puerto $7FFD. | * Si se va a ejecutar código con interrupciones (y no pueden estar deshabilitadas), entonces debemos actualizar la variable del sistema $5b5c (23388d) con el último valor enviado al puerto $7ffd. |
| \\ | \\ |
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| <code z80> | <code z80> |
| LD A, ($5B5C) ; Valor previo del puerto (variable del sistema) | ld a, ($5b5c) ; Valor previo del puerto (variable del sistema) |
| AND $F8 ; Cambia sólo los bits que debas cambiar | and %11111000 ; Cambia sólo los bits que debas cambiar |
| OR 4 ; Seleccionar banco 4 | or %00000100 ; Seleccionar banco 4 |
| LD BC, $7FFD ; Colocamos en BC el puerto a | ld bc, $7ffd ; Colocamos en BC el puerto a |
| DI ; Deshabilitamos las interrupciones | di ; Deshabilitamos las interrupciones |
| LD ($5B5C), A ; Actualizamos la variable del sistema | ld ($5b5c), a ; Actualizamos la variable del sistema |
| OUT (C), A ; Realizamos el paginado | out (c), a ; Realizamos el paginado |
| EI | ei |
| </code> | </code> |
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| ;----------------------------------------------------------------------- | ;----------------------------------------------------------------------- |
| SetRAMBank: | SetRAMBank: |
| LD A, ($5B5C) ; Valor previo del puerto (variable del sistema) | ld a, ($5b5c) ; Valor previo del puerto (variable del sistema) |
| AND $F8 ; Cambia sólo los bits que debas cambiar | and %11111000 ; Cambia sólo los bits que debas cambiar |
| OR B ; Seleccionar banco "B" | or b ; Seleccionar banco "B" |
| LD BC, $7FFD ; Colocamos en BC el puerto a | ld bc, $7ffd ; Colocamos en BC el puerto a |
| DI ; Deshabilitamos las interrupciones | di ; Deshabilitamos las interrupciones |
| LD ($5B5C), A ; Actualizamos la variable del sistema | ld ($5b5c), a ; Actualizamos la variable del sistema |
| OUT (C), A ; Realizamos el paginado | out (c), a ; Realizamos el paginado |
| EI | ei |
| RET | ret |
| </code> | </code> |
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| * Los bancos de contended-memory son los bloques 4, 5, 6 y 7 (no el 1, 3, 5 y 7). | * Los bancos de contended-memory son los bloques 4, 5, 6 y 7 (no el 1, 3, 5 y 7). |
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| * +2A y +3 tienen 4 ROMS en lugar de 2, por lo que el bit 4 del puerto $7FFD se convierte ahora en el bit bajo de la ROM a seleccionar, mientras que el bit alto se toma del bit 2. | * +2A y +3 tienen 4 ROMS en lugar de 2, por lo que el bit 4 del puerto $7ffd se convierte ahora en el bit bajo de la ROM a seleccionar, mientras que el bit alto se toma del bit 2. |
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| * +2A y +3 tienen funcionalidades extra de paginado, que se controlan con el puerto $1FFD. | * +2A y +3 tienen funcionalidades extra de paginado, que se controlan con el puerto $1ffd. |
| \\ | \\ |
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| Este puerto (el $1FFD) tiene el siguiente significado a la hora de escribir en él: | Este puerto (el $1ffd) tiene el siguiente significado a la hora de escribir en él: |
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| |< 60% >| | |< 60% >| |
| | 3-4 | 3=Motor del disco (1/0, ON/OFF), 4=Impresora | | | 3-4 | 3=Motor del disco (1/0, ON/OFF), 4=Impresora | |
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| Cuando se activa el modo especial, el mapa de memoria cambia a una de estas configuraciones, según los valores de los bits 1 y 2 del puerto $1FFD: | Cuando se activa el modo especial, el mapa de memoria cambia a una de estas configuraciones, según los valores de los bits 1 y 2 del puerto $1ffd: |
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| \\ | \\ |
| | 3 | BASIC 48K | | | 3 | BASIC 48K | |
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| De nuevo, al igual que en el caso del puerto genérico sobre paginación, cada vez que alteremos el "+3 Memory Paging Control" ($1FFD) es recomendable actualizar la variable del sistema que almacena el "valor actual" de este puerto, en $5B67 (23399). | De nuevo, al igual que en el caso del puerto genérico sobre paginación, cada vez que alteremos el "+3 Memory Paging Control" ($1ffd) es recomendable actualizar la variable del sistema que almacena el "valor actual" de este puerto, en $5b67 (23399). |
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| \\ | \\ |
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| \\ | \\ |
| * Paginamos el bloque/banco 0 sobre el área $C000-$FFFF. | * Paginamos el bloque/banco 0 sobre el área $c000-$ffff. |
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| * Escribimos en memoria, en la posición $C000, el valor $AA. | * Escribimos en memoria, en la posición $c000, el valor $aa. |
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| * Paginamos el bloque/banco 1 sobre el área $C000-$FFFF. | * Paginamos el bloque/banco 1 sobre el área $c000-$ffff. |
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| * Escribimos en memoria, en la posición $C000, el valor $01. | * Escribimos en memoria, en la posición $c000, el valor $01. |
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| * Volvemos a paginar el banco 0 sobre el área de paginación. | * Volvemos a paginar el banco 0 sobre el área de paginación. |
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| * Leemos el valor de la posición de memoria $C000 y rellenamos toda la pantalla con dicho valor. | * Leemos el valor de la posición de memoria $c000 y rellenamos toda la pantalla con dicho valor. |
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| * Volvemos a paginar el banco 1 sobre el área de paginación. | * Volvemos a paginar el banco 1 sobre el área de paginación. |
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| * Leemos el valor de la posición de memoria $C000 y rellenamos toda la pantalla con dicho valor. | * Leemos el valor de la posición de memoria $c000 y rellenamos toda la pantalla con dicho valor. |
| \\ | \\ |
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| Haciendo esto, guardamos 2 valores diferentes en 2 bancos diferentes, y posteriormente recuperamos dichos bancos para verificar que, efectivamente, los valores siguen en las posiciones (0000) de los bancos y que la paginación de una banco a otro funciona adecuadamente. Se han elegido los valores $AA y $01 porque se muestra en pantalla como 2 tramas de pixeles bastante diferenciadas, siendo la primera un entramado de barras verticales separadas por 1 pixel, y la segunda separados por 7 pixeles. | Haciendo esto, guardamos 2 valores diferentes en 2 bancos diferentes, y posteriormente recuperamos dichos bancos para verificar que, efectivamente, los valores siguen en las posiciones (0000) de los bancos y que la paginación de una banco a otro funciona adecuadamente. Se han elegido los valores $aa y $01 porque se muestra en pantalla como 2 tramas de pixeles bastante diferenciadas, siendo la primera un entramado de barras verticales separadas por 1 pixel, y la segunda separados por 7 pixeles. |
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| Para terminar de comprender el ejemplo, lo mejor es compilarlo y ejecutarlo: | Para terminar de comprender el ejemplo, lo mejor es compilarlo y ejecutarlo: |
| ; Demostracion del uso de bancos / paginación en modo 128K | ; Demostracion del uso de bancos / paginación en modo 128K |
| ;---------------------------------------------------------------------- | ;---------------------------------------------------------------------- |
| | ORG 35000 |
| |
| ORG 35000 | call CLS |
| |
| CALL CLS | ld hl, 0 |
| | add hl, sp ; Guardamos el valor actual de SP |
| | ex de, hl ; lo almacenamos en DE |
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| LD HL, 0 | ld sp, 26000 ; Pila fuera de $c000-$ffff |
| ADD HL, SP ; Guardamos el valor actual de SP | |
| EX DE, HL ; lo almacenamos en DE | |
| |
| LD SP, 26000 ; Pila fuera de 0xc000-0xffff | call Wait_For_No_Key |
| | ld hl, $c000 ; Nuestro puntero |
| |
| CALL Wait_For_No_Key | ; Ahora paginamos el banco 0 sobre $c000 y guardamos un valor |
| LD HL, 0xc000 ; Nuestro puntero | ; en el primer byte de sus 16K (en la direccion $c000): |
| | ld b, 0 |
| | call SetRAMBank ; Banco 0 |
| |
| ; Ahora paginamos el banco 0 sobre 0xc000 y guardamos un valor | ld a, $AA |
| ; en el primer byte de sus 16K (en la direccion 0xc000): | ld (hl), a ; ($c000) = $AA |
| LD B, 0 | |
| CALL SetRAMBank ; Banco 0 | |
| |
| LD A, 0xAA | ; Ahora paginamos el banco 1 sobre $c000 y guardamos un valor |
| LD (HL), A ; (0xc000) = 0xAA | ; en el primer byte de sus 16K (en la direccion $c000): |
| | ld b, 1 |
| | call SetRAMBank ; Banco 1 |
| |
| ; Ahora paginamos el banco 1 sobre 0xc000 y guardamos un valor | ld a, $01 |
| ; en el primer byte de sus 16K (en la direccion 0xc000): | ld (hl), a ; ($C000) = $01 |
| LD B, 1 | |
| CALL SetRAMBank ; Banco 1 | |
| | |
| LD A, 0x01 | |
| LD (HL), A ; (0xC000) = 0x01 | |
| |
| ; Esperamos una pulsación de teclas antes de empezar: | ; Esperamos una pulsación de teclas antes de empezar: |
| CALL Wait_For_Key | call Wait_For_Key |
| |
| ; Ahora vamos a cambiar de nuevo al banco 0, leemos el valor que | ; Ahora vamos a cambiar de nuevo al banco 0, leemos el valor que |
| ; hay en 0xc000 y lo representamos en pantalla. Recordemos que | ; hay en $c000 y lo representamos en pantalla. Recordemos que |
| ; acabamos de escribir 0x01 (00000001) antes de cambiar de banco, | ; acabamos de escribir $01 (00000001) antes de cambiar de banco, |
| ; y que en su momento pusimos 0xAA (unos y ceros alternados): | ; y que en su momento pusimos $AA (unos y ceros alternados): |
| LD B, 0 | ld b, 0 |
| CALL SetRAMBank ; Banco 0 | call SetRAMBank ; Banco 0 |
| LD A, (HL) ; Leemos (0xc000) | ld a, (hl) ; Leemos ($c000) |
| CALL ClearScreen ; Lo pintamos en pantalla | call ClearScreen ; Lo pintamos en pantalla |
| |
| ; Esperamos una pulsación de teclas: | ; Esperamos una pulsación de teclas: |
| CALL Wait_For_Key | call Wait_For_Key |
| |
| ; Ahora vamos a cambiar de nuevo al banco 1, leemos el valor que | ; Ahora vamos a cambiar de nuevo al banco 1, leemos el valor que |
| ; hay en 0xc000 y lo representamos en pantalla. Recordemos que | ; hay en $c000 y lo representamos en pantalla. Recordemos que |
| ; acabamos de leer 0xA antes de cambiar de banco, y que en su | ; acabamos de leer A antes de cambiar de banco, y que en su |
| ; momento pusimos 0x01: | ; momento pusimos $01: |
| LD B, 1 | ld b, 1 |
| CALL SetRAMBank ; Banco 0 | call SetRAMBank ; Banco 0 |
| LD A, (HL) ; Leemos (0xc000) | ld a, (hl) ; Leemos ($c000) |
| CALL ClearScreen ; Lo pintamos en pantalla | call ClearScreen ; Lo pintamos en pantalla |
| |
| ; Esperamos una pulsación de teclas: | ; Esperamos una pulsación de teclas: |
| CALL Wait_For_Key | call Wait_For_Key |
| |
| EX DE, HL ; Recuperamos SP para poder volver | ex de, hl ; Recuperamos SP para poder volver |
| LD SP, HL ; a BASIC sin errores | ld sp, hl ; a BASIC sin errores |
| RET | ret |
| |
| ;----------------------------------------------------------------------- | ;----------------------------------------------------------------------- |
| ; SetRAMBank: Establece un banco de memoria sobre 0xc000 | ; SetRAMBank: Establece un banco de memoria sobre $c000 |
| ; Entrada: B = banco (0-7) a paginar entre 0xc000-0xffff | ; Entrada: B = banco (0-7) a paginar entre $c000-$ffff |
| ;----------------------------------------------------------------------- | ;----------------------------------------------------------------------- |
| SetRAMBank: | SetRAMBank: |
| LD A,(0x5b5c) ; Valor anterior del puerto | ld a, ($5b5c) ; Valor anterior del puerto |
| AND 0xf8 ; Sólo cambiamos los bits necesarios | and %11111000 ; Sólo cambiamos los bits necesarios |
| OR B ; Elegir banco "B" | or b ; Elegir banco "B" |
| LD BC,0x7ffd | ld bc, $7ffd |
| DI | di |
| LD (0x5b5c),A | ld ($5b5c), a |
| OUT (C),A | out (c), a |
| EI | ei |
| RET | ret |
| |
| ;----------------------------------------------------------------------- | ;----------------------------------------------------------------------- |
| ;----------------------------------------------------------------------- | ;----------------------------------------------------------------------- |
| ClearScreen: | ClearScreen: |
| PUSH HL | push hl |
| PUSH DE | push de |
| LD HL, 16384 | ld hl, 16384 |
| LD (HL), A | ld (hl), a |
| LD DE, 16385 | ld de, 16385 |
| LD BC, 6143 | ld bc, 6143 |
| LDIR | ldir |
| POP DE | pop de |
| POP HL | pop hl |
| RET | ret |
| |
| ;--- Libreria utils.asm --- | ;--- Libreria utils.asm --- |
| INCLUDE "utils.asm" | INCLUDE "utils.asm" |
| |
| END 35000 | END 35000 |
| </code> | </code> |
| |
| Podemos utilizar las funciones de paginación para determinar si estamos ante un modelo de 128KB o uno de 48K. | Podemos utilizar las funciones de paginación para determinar si estamos ante un modelo de 128KB o uno de 48K. |
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| A continuación podemos ver una rutina, que nos permitirá detectar si el modelo de Spectrum que estamos ejecutando es 48K o 128K. Para saber si estamos en un modelo 48K o en un modelo 128K, simplemente tratamos de paginar escribiendo y recuperando valores en la dirección $C000, antes y después de paginar dicho banco, para ver si el valor cambia o no. Según el resultado de esta operación, establecemos a 1 o no la variable de memoria **es_128k** para que podamos usarla después en nuestro programa: | A continuación podemos ver una rutina, que nos permitirá detectar si el modelo de Spectrum que estamos ejecutando es 48K o 128K. Para saber si estamos en un modelo 48K o en un modelo 128K, simplemente tratamos de paginar escribiendo y recuperando valores en la dirección $c000, antes y después de paginar dicho banco, para ver si el valor cambia o no. Según el resultado de esta operación, establecemos a 1 o no la variable de memoria ''es_128k'' para que podamos usarla después en nuestro programa: |
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| <code z80> | <code z80> |
| ORG 35000 | ORG 35000 |
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| CALL ROM_CLS ; Limpiamos la pantalla | call ROM_CLS ; Limpiamos la pantalla |
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| CALL CHECK_128 ; Comprobamos si es modelo 128K | call CHECK_128 ; Comprobamos si es modelo 128K |
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| LD B, 0 | ld b, 0 |
| LD A, (es_128k) ; Obtenemos el 0 (48K) o 1 (128K). | ld a, (es_128k) ; Obtenemos el 0 (48K) o 1 (128K). |
| LD C, A | ld c, a |
| CALL ROM_STACK_BC | call ROM_STACK_BC |
| CALL ROM_PRINT_FP ; Lo imprimimos por pantalla | call ROM_PRINT_FP ; Lo imprimimos por pantalla |
| RET | ret |
| |
| ;----------------------------------------------------- | ;----------------------------------------------------- |
| ;----------------------------------------------------- | ;----------------------------------------------------- |
| CHECK_128: | CHECK_128: |
| DI ; Desactivar interrupciones | di ; Desactivar interrupciones |
| LD BC, $7FFD | ld bc, $7ffd |
| LD DE, $1007 ; D=ROM basic,bank 0 ; E=ROM DOS,bank 7 | ld de, $1007 ; D=ROM basic,bank 0 ; E=ROM DOS,bank 7 |
| LD HL, $C000 ; Direccion de memoria a escribir/leer | ld hl, $c000 ; Direccion de memoria a escribir/leer |
| LD A, (HL) ; ponemos en A el contenido actual, asume bank 0 | ld a, (hl) ; ponemos en A el contenido actual, asume bank 0 |
| OUT (C), E ; cambiamos al segundo banco | out (c), e ; cambiamos al segundo banco |
| CPL ; invertimos A | cpl ; invertimos A |
| LD (HL), A ; cargamos A invertido en el segundo banco | ld (hl), a ; cargamos A invertido en el segundo banco |
| CPL ; lo invertimos otra vez para restaurar el valor original | cpl ; lo invertimos otra vez para restaurar el valor original |
| OUT (C), D ; cambiamos al banco original | out (c), d ; cambiamos al banco original |
| CP (HL) ; comparamos A con el contenido de HL | cp (hl) ; comparamos A con el contenido de HL |
| ; en un 128k mantendra el valor original => Z | ; en un 128k mantendra el valor original => Z |
| ; en un 48k el contenido de HL estara invertido => NZ | ; en un 48k el contenido de HL estara invertido => NZ |
| LD (HL), A ; IMPORTANTE: restauramos el valor original en HL | ld (hl), a ; IMPORTANTE: restauramos el valor original en HL |
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| ; Si NZ => 48K => salimos sin tocar el "0" de (es_128k) | ; Si NZ => 48K => salimos sin tocar el "0" de (es_128k) |
| JR NZ, fin_check_128 | jr nz, fin_check_128 |
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| ; tiene paginacion de memoria es un 128k, +2, +2AB/E o +3/E | ; tiene paginacion de memoria es un 128k, +2, +2AB/E o +3/E |
| LD A, 1 | ld a, 1 |
| LD (es_128k), A ; activamos la variable es_128k | ld (es_128k), a ; activamos la variable es_128k |
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| fin_check_128: | fin_check_128: |
| EI ; Reactivar interrupciones | ei ; Reactivar interrupciones |
| RET | ret |
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| es_128k DEFB 0 | es_128k DEFB 0 |
| ;------------------------------------------------ | ;------------------------------------------------ |
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| ROM_CLS EQU $0DAF | ROM_CLS EQU $0daf |
| ROM_STACK_BC EQU $2D2B | ROM_STACK_BC EQU $2d2b |
| ROM_PRINT_FP EQU $2DE3 | ROM_PRINT_FP EQU $2de3 |
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| END 35000 | END 35000 |
| </code> | </code> |
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| Si ejecutamos este programa, veremos aparecer en pantalla un "1" si lo hacemos en un modelo 128K, y un "0" si es un modelo sin paginación. | Si ejecutamos este programa, veremos aparecer en pantalla un "1" si lo hacemos en un modelo 128K, y un "0" si es un modelo sin paginación. |
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| Esta rutina, ejecutada al principio de nuestro programa, establecerá pues la variable **(es_128k)** a 0 ó 1 de forma que nos permitirá saber durante el resto de la ejecución de nuestro programa si tenemos disponible la paginación (con su memoria adicional) o no. Es importante destacar que no preserva los valores de los registros con PUSH/POP por lo que se recomienda ejecutarla nada más lanzar nuestro programa, y que deja en el primer byte del banco 7 el valor inverso (CPL) del primer byte del banco 0, por lo que tenemos que tenerlo en cuenta si vamos a precargar datos en ese banco en el cargador BASIC del programa (para alterar el código de forma que preserve dicho valor). | Esta rutina, ejecutada al principio de nuestro programa, establecerá pues la variable ''(es_128k)'' a 0 ó 1 de forma que nos permitirá saber durante el resto de la ejecución de nuestro programa si tenemos disponible la paginación (con su memoria adicional) o no. Es importante destacar que no preserva los valores de los registros con PUSH/POP por lo que se recomienda ejecutarla nada más lanzar nuestro programa, y que deja en el primer byte del banco 7 el valor inverso (cpl) del primer byte del banco 0, por lo que tenemos que tenerlo en cuenta si vamos a precargar datos en ese banco en el cargador BASIC del programa (para alterar el código de forma que preserve dicho valor). |
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| El problema es que mientras el haz de electrones del monitor avanza redibujando la imagen, el Spectrum no puede interrumpirlo (de hecho, no puede controlarlo, sólo se sincroniza con él) y tiene que servirle todos los datos necesarios para el retrazado de la imagen conforme los vaya necesitando. | El problema es que mientras el haz de electrones del monitor avanza redibujando la imagen, el Spectrum no puede interrumpirlo (de hecho, no puede controlarlo, sólo se sincroniza con él) y tiene que servirle todos los datos necesarios para el retrazado de la imagen conforme los vaya necesitando. |
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| Esto implica que cuando la ULA está "redibujando" la pantalla (y recordemos que lo hace 50 veces por segundo) y por tanto leyendo de las sucesivas posiciones de memoria comenzando en $4000, el procesador no puede acceder a las celdillas exactas de memoria a las que accede la ULA hasta que ésta deja de hacer uso de ellas. En otras palabras, a la hora de leer celdillas de memoria entre $4000 y $7FFF, la ULA tiene prioridad sobre el procesador. | Esto implica que cuando la ULA está "redibujando" la pantalla (y recordemos que lo hace 50 veces por segundo) y por tanto leyendo de las sucesivas posiciones de memoria comenzando en $4000, el procesador no puede acceder a las celdillas exactas de memoria a las que accede la ULA hasta que ésta deja de hacer uso de ellas. En otras palabras, a la hora de leer celdillas de memoria entre $4000 y $7fff, la ULA tiene prioridad sobre el procesador. |
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| Por eso, los programas que corren en el bloque de 16KB entre $4000 (16384) y $7FFF (32767), o pretenden acceder a la misma justo cuando la ULA quiere leer algún dato gráfico de la VRAM, pueden resultar más lentos en ejecución cuando la ULA está leyendo la pantalla. | Por eso, los programas que corren en el bloque de 16KB entre $4000 (16384) y $7fff (32767), o pretenden acceder a la misma justo cuando la ULA quiere leer algún dato gráfico de la VRAM, pueden resultar más lentos en ejecución cuando la ULA está leyendo la pantalla. |
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| Como se detalla en la FAQ de comp.sys.sinclair alojada en World Of Spectrum, este efecto sólo se da cuando se está dibujando la pantalla propiamente dicha, ya que para el trazado del borde la ULA proporciona al haz de electrones el color a dibujar y no se accede a memoria, por lo que no se produce este retraso o delay. | Como se detalla en la FAQ de comp.sys.sinclair alojada en World Of Spectrum, este efecto sólo se da cuando se está dibujando la pantalla propiamente dicha, ya que para el trazado del borde la ULA proporciona al haz de electrones el color a dibujar y no se accede a memoria, por lo que no se produce este retraso o delay. |
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| Controlar exactamente los retrasos que se producen y cómo afectarán a la ejecución de nuestros programas es un ejercicio bastante complejo que requiere conocimiento de los tiempos de ejecución de las diferentes instrucciones, número de ciclo desde que comenzó el retrazado de la pantalla, etc. Por ejemplo, una misma instrucción, NOP, que requiere 4 ciclos de reloj para ejecutarse en condiciones normales, puede ver aumentado su tiempo de ejecución a 10 ciclos (4 de ejecución y 6 de delay) si el contador de programa (PC) está dentro de una zona de "memoria en contienda", y dicho delay afectaría sólo al primer ciclo (lectura de la instrucción por parte del procesador). Por contra, si en lugar de una instrucción NOP tenemos una instrucción LD que acceda a memoria (también contended), el delay puede ser mayor. | Controlar exactamente los retrasos que se producen y cómo afectarán a la ejecución de nuestros programas es un ejercicio bastante complejo que requiere conocimiento de los tiempos de ejecución de las diferentes instrucciones, número de ciclo desde que comenzó el retrazado de la pantalla, etc. Por ejemplo, una misma instrucción, ''NOP'', que requiere 4 ciclos de reloj para ejecutarse en condiciones normales, puede ver aumentado su tiempo de ejecución a 10 ciclos (4 de ejecución y 6 de delay) si el contador de programa (''PC'') está dentro de una zona de "memoria en contienda", y dicho delay afectaría sólo al primer ciclo (lectura de la instrucción por parte del procesador). Por contra, si en lugar de una instrucción ''NOP'' tenemos una instrucción LD que acceda a memoria (también contended), el delay puede ser mayor. |
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| Como podéis imaginar, este es uno de los mayores quebraderos de cabeza para los programadores de emuladores, y es la principal causa (junto con la **Contended I/O**, su equivalente en cuanto a acceso de puertos, también producido por la ULA), de que en los primeros tiempos de la emulación, no todos los juegos fueran correctamente emulados con respecto a su funcionamiento en un Spectrum. También muchas demos con complejas sincronizaciones y timings dejaban de funcionar en emuladores de Spectrum que no implementaban estos "retrasos" y que, en su emulación "perfecta del micro", ejecutaban siempre todas las instrucciones a su velocidad "teórica". | Como podéis imaginar, este es uno de los mayores quebraderos de cabeza para los programadores de emuladores, y es la principal causa (junto con la **Contended I/O**, su equivalente en cuanto a acceso de puertos, también producido por la ULA), de que en los primeros tiempos de la emulación, no todos los juegos fueran correctamente emulados con respecto a su funcionamiento en un Spectrum. También muchas demos con complejas sincronizaciones y timings dejaban de funcionar en emuladores de Spectrum que no implementaban estos "retrasos" y que, en su emulación "perfecta del micro", ejecutaban siempre todas las instrucciones a su velocidad "teórica". |
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| En nuestro caso, como programadores, la mejor manera de evitar problemas en la ejecución de nuestros programas es la tratar de no situar código, siempre que sea posible, entre $4000 y $7FFF, situando nuestro código por ejemplo a partir de la dirección 32768 ($8000). Si nuestro programa tiene necesidades extra de memoria, podemos colocar el inicio de nuestro programa a partir de 26000, por ejemplo, ganaremos 6768 bytes de memoria adicionales. | En nuestro caso, como programadores, la mejor manera de evitar problemas en la ejecución de nuestros programas es la tratar de no situar código, siempre que sea posible, entre $4000 y $7fff, situando nuestro código por ejemplo a partir de la dirección 32768 ($8000). Si nuestro programa tiene necesidades extra de memoria, podemos colocar el inicio de nuestro programa a partir de 26000, por ejemplo, ganaremos 6768 bytes de memoria adicionales. |
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| Para que los retrasos de la ULA no afecten a nuestro programa, podemos poner al principio del mismo (en esos 6768 bytes iniciales) todas las rutinas que utilicemos al principio del mismo o que su ejecución no sea vital en cuanto a tiempos: funciones para el menú del juego, detección de 128K/48K, rutinas de redefinición del teclado, textos de los menúes y del fin del juego, etc. | Para que los retrasos de la ULA no afecten a nuestro programa, podemos poner al principio del mismo (en esos 6768 bytes iniciales) todas las rutinas que utilicemos al principio del mismo o que su ejecución no sea vital en cuanto a tiempos: funciones para el menú del juego, detección de 128K/48K, rutinas de redefinición del teclado, textos de los menúes y del fin del juego, etc. |
| ===== Contended Memory + Paginación ===== | ===== Contended Memory + Paginación ===== |
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| ¿Cómo afecta la contended-memory al sistema de paginación de los modelos 128K? Al igual que en el 48K existe una "página" ($4000-$7FFF) a la que la ULA accede y por tanto afectada por sus lecturas, en el caso de los 128K existen bancos de memoria completos (páginas) de memoria en contienda. Como ya hemos visto, estos bancos son: | ¿Cómo afecta la contended-memory al sistema de paginación de los modelos 128K? Al igual que en el 48K existe una "página" ($4000-$7fff) a la que la ULA accede y por tanto afectada por sus lecturas, en el caso de los 128K existen bancos de memoria completos (páginas) de memoria en contienda. Como ya hemos visto, estos bancos son: |
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| * Modelos +2/128K : Bancos 1, 3, 5 y 7. | * Modelos +2/128K : Bancos 1, 3, 5 y 7. |
| ===== En resumen ===== | ===== En resumen ===== |
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| Comprendiendo el sistema de paginación de los modelos de 128K y aprendiendo a utilizarlo conseguimos una gran cantidad de memoria adicional. Esta memoria adicional viene con una desventaja, y es que sólo podemos accederla a través de una ventana de 16KB visible en el bloque de memoria $C000 a $FFFF. Paginando, es decir, "cambiando a otra página", dejamos de "ver" el bloque de 16KB actual en ese rango de memoria y desde ese momento veremos el contenido de otro de los bloques. | Comprendiendo el sistema de paginación de los modelos de 128K y aprendiendo a utilizarlo conseguimos una gran cantidad de memoria adicional. Esta memoria adicional viene con una desventaja, y es que sólo podemos accederla a través de una ventana de 16KB visible en el bloque de memoria $c000 a $ffff. Paginando, es decir, "cambiando a otra página", dejamos de "ver" el bloque de 16KB actual en ese rango de memoria y desde ese momento veremos el contenido de otro de los bloques. |
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| Esto es así porque el Z80 tiene un bus de direcciones de 16 bits, por lo que no es capaz de direccionar más de 65535 bytes. Por eso, para acceder a más de 65535 bytes necesitamos "montar" los bloques extra de 16KB en algún lugar de la memoria a la que sí podemos acceder, en este caso en el bloque final de 16KB del Spectrum. | Esto es así porque el Z80 tiene un bus de direcciones de 16 bits, por lo que no es capaz de direccionar más de 65535 bytes. Por eso, para acceder a más de 65535 bytes necesitamos "montar" los bloques extra de 16KB en algún lugar de la memoria a la que sí podemos acceder, en este caso en el bloque final de 16KB del Spectrum. |
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| Es nuestra responsabilidad paginar el bloque adecuado en cada momento para tener acceso a los datos que necesitamos, por lo que hay que tener cuidado con que la pila, la tabla de vectores de interrupción o la ISR que atiende las interrupciones no desaparezcan al paginar, ubicándolas por debajo de $C000. | Es nuestra responsabilidad paginar el bloque adecuado en cada momento para tener acceso a los datos que necesitamos, por lo que hay que tener cuidado con que la pila, la tabla de vectores de interrupción o la ISR que atiende las interrupciones no desaparezcan al paginar, ubicándolas por debajo de $c000. |
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| Una vez tenidas en cuenta estas consideraciones, podemos alternar el bloque de 16KB entre diferentes bloques y superar la barrera de los 64KB (48KB de RAM y 16KB de ROM) accediendo a memoria adicional. | Una vez tenidas en cuenta estas consideraciones, podemos alternar el bloque de 16KB entre diferentes bloques y superar la barrera de los 64KB (48KB de RAM y 16KB de ROM) accediendo a memoria adicional. |