38. Skrytá pamäť: RAM pod ROM a banky 130XE

Rozšírenie action26; programy začínajú riadkom ;@modern (kapitola 35).

Na čo to je

Procesor Atari vidí naraz 64 kilobajtov. Počítač má však pamäte viac, než program bežne vidí – na dvoch miestach:

1. RAM pod ROM. Na adresách $C000–$FFFF je operačný systém v pamäti ROM. Počítače XL a XE majú na tých istých adresách aj obyčajnú pamäť RAM, len je zakrytá. Je to asi 14 kilobajtov, ktoré bežný program nevidí.

2. Banky. Atari 130XE má 128 kilobajtov. Druhých 64 je rozdelených na štyri banky po 16 kilobajtov. V jednej chvíli je vidieť jedna z nich, a to v „okne“ na adresách $4000–$7FFF, namiesto bežnej pamäte, ktorá tam inak je. Rozšírené počítače majú bánk 16 aj 64.

Prepínať medzi tým ručne je práca s registrom PORTB, zakazovaním prerušení a rizikom, že si program odpojí pamäť pod vlastnými nohami. Rutiny action26 to robia za teba.

Ako sa to píše

Všetky rutiny majú ako prvý parameter číslo banky:

• banka 0 je bežná pamäť – a v nej tieto rutiny vidia aj RAM pod ROM,
• banky 1, 2, 3 … sú banky rozšírenej pamäte; ich adresy sú $4000–$7FFF.

Sú to obdoby rutín Peek, Poke, MoveBlock, SetBlock, Zero a PrintU s jedným parametrom navyše.

Program 1: banky a RAM pod ROM

Súbor examples/m-banks.act:

;@modern
; Hidden memory: the banks of a 130XE and the RAM under the ROM

PROC Main()
  BYTE banks, i

  banks=XBanks()
  Print("Banks of extended memory: ")
  PrintBE(banks)
  IF banks=0 THEN
    PrintE("This program needs a 130XE.")
    RETURN
  FI

  FOR i=1 TO banks           ; the same address in each bank
  DO
    XPoke(i, $4000, i*10)
  OD

  Print("Address $4000 in the banks: ")
  FOR i=1 TO banks
  DO
    PrintB(XPeek(i, $4000))
    Put(' )
  OD
  PutE()

  XPoke(0, $C000, 99)        ; bank 0 is the ordinary memory, also under the ROM
  Print("XPeek sees the RAM under the ROM: ")
  PrintBE(XPeek(0, $C000))
RETURN

Preklad a spustenie

Simulátoru treba povedať, že má byť 130XE:

action26 m-banks.act --sim --sim-mem 130xe

Banks of extended memory: 4
Address $4000 in the banks: 10 20 30 40 
XPeek sees the RAM under the ROM: 99

Bez --sim-mem simuluje obyčajných 64 kilobajtov a program to spozná:

Banks of extended memory: 0
This program needs a 130XE.

V emulátore nastav typ počítača na 130XE (v ponuke emulátora) a spusti program cez --run.

Ako to funguje

• XBanks() zistí, koľko bánk počítač má. Vždy sa najprv opýtaj – program, ktorý siahne do banky, ktorá neexistuje, skončí chybou 101.
• Slučka zapíše na tú istú adresu $4000 v každej banke inú hodnotu. Druhá slučka ich prečíta späť: sú štyri rôzne. To je dôkaz, že ide o štyri rôzne kusy pamäte.
• XPoke(0, $C000, 99) zapíše do RAM pod operačným systémom. Obyčajný Poke($C000, 99) by nespravil nič (zápis do ROM) a Peek($C000) by vrátil bajt operačného systému.

Program 2: dáta nahrané rovno do banky

Dlhé texty a obrázky nemusia zaberať miesto v programe. S ORG adresa BANK n ich prekladač pripraví tak, že sa pri nahrávaní programu uložia rovno do banky.

Súbor examples/m-bankdata.act:

;@modern
; A text loaded into a bank together with the program

ORG $4000 BANK 1
  CHAR ARRAY story="Once upon a time there was an Atari with twice the memory of the others. The upper half was hidden, and only those who knew the right register could reach it.~"
ENDORG

PROC Main()
  IF XBanks()=0 THEN
    PrintE("This program needs a 130XE.")
    RETURN
  FI

  Print("The text lives in bank ")
  PrintBE(BankOf(story))
  XPrint(BankOf(story), story, '~)
  PutE()
RETURN

action26 m-bankdata.act --sim --sim-mem 130xe

The text lives in bank 1
Once upon a time there was an Atari with twice the memory of the others. The upper half was hidden, and only those who knew the right register could reach it.

Ako to funguje

• ORG $4000 BANK 1 … ENDORG je blok ORG z kapitoly 37 s číslom banky. Rovnako ORG $C000 … ENDORG (adresa od $C000, bez BANK) uloží dáta do RAM pod ROM.
• Text v takom bloku nemá dĺžkový bajt a môže byť dlhší ako 255 znakov. Ukončovací znak (~) píšeš na jeho koniec sám.
• Meno z takého bloku je len adresa. story(3) ani Print(story) nejdú – program dáta nevidí, kým sú v banke. Meno sa odovzdáva rutinám X….
• BankOf(story) je číslo banky, v ktorej story leží. Keď dáta neskôr presunieš do inej banky, zvyšok programu sa nemení.

Dáta a program zvlášť

Veľké dáta sa dajú dať do samostatného súboru, aby sa program pri vývoji nahrával rýchlo:

action26 m-bankdata.act --data-only -o story.dat

action26 m-bankdata.act --code-only -o story.xex

Na Atari sa najprv nahrá story.dat (uloží dáta do banky a vráti sa), potom story.xex. Program s --code-only pri štarte skontroluje, či sú dáta nahrané, a ak nie, povie to a skončí.

XBank: banka ako obyčajné pole

XPeek a XPoke pri každom volaní banku zapnú a vypnú. Keď s bankou pracuješ dlhšie, je rýchlejšie nechať ju v okne:

BYTE ARRAY window(16384)=$4000     ; pole na adrese okna

XBank(2)                           ; v okne je banka 2
window(100)=7                      ; obyčajný prístup do poľa
XBank(0)                           ; späť bežná pamäť

Jedno pravidlo: kým je v okne banka, nesmie v okne ležať nič z tvojho programu – ani kód, ani premenné. Program od $2000 sa do okna ($4000) dostane, až keď prerastie 8 kilobajtov. Prekladač na to upozorní varovaním ACT242.

Na čo si dať pozor

• Opýtaj sa XBanks() skôr, než siahneš do banky.
• RAM disk používa tie isté banky. Ak má používateľ v DOS-e zapnutý RAM disk, zápis do bánk mu zničí súbory.
• Adresy $D000–$D7FF nie sú pamäť, ale registre čipov. Zápis tam cez XPoke skončí chybou 102.
• Rutiny X… sú pomalšie ako Peek a Poke; na veľké presuny použi XMoveBlock, nie slučku s XPoke.

Časté chyby

Vyskúšaj si

1. Spusti m-banks.act s --sim-mem 1088 – počítač s megabajtom pamäte. Koľko bánk nájde?
2. Ulož do banky 2 čísla 0 až 255 na adresy $4000 až $40FF a vypíš súčet toho, čo prečítaš späť.
3. Presuň text v druhom programe pod ROM: ORG $C000 … ENDORG. Čo vypíše BankOf(story)?

Zhrnutie

• XL a XE majú RAM skrytú pod ROM; 130XE navyše štyri banky po 16 KB v okne $4000–$7FFF.
• Rutiny XPeek, XPoke, XMoveBlock, XPrint … berú banku a adresu; banka 0 je bežná pamäť vrátane RAM pod ROM.
• XBanks() povie, koľko bánk je.
• ORG adresa BANK n nahrá dáta do banky spolu s programom; BankOf(meno) vráti jej číslo.
• XBank(n) nechá banku v okne pre obyčajné pole.

Podrobnejšie: lekcie 27 až 31 v examples/modern/.

Späť: 37. Miesto v pamäti a assembler · Ďalej: 39. Dáta zo súboru a kompresia