スタック・ポインタによるメモリ・アクセス

　前述の例1と例2では，メモリ・アクセスを行うため，必ずアドレス指定を伴っていることにお気づきでしょうか．ただし，プログラム・カウンタによるROMのプログラム・リードは異なっています

　そのため，1バイトのメモリ操作が3バイト命令になっています（図1-8）．

　もし，このアドレス指定が省略できたら命令が短くなり，実行速度も上がります．これを可能にするのがスタック・ポインタによるアドレス指定です．

　スタック操作は，スタック・ポインタで操作するアドレスを保持し，スタックへ書き込み(押し込み)したデータ数だけポインタ値を調整する手法です．

　スタックへのデータ格納命令（PUSH，CALLなど）を実行すると，スタック・ポインタが保持するアドレスは格納データ数だけ若くなり，逆にデータ取り出し命令（POP，RETなど）を実行するとそのデータ数だけポインタ値は大きくなります．

スタック操作の具体例

　スタック操作を行うためには，あらかじめスタック・ポインタにスタック領域の先頭番地＋1番地の値を設定します．

　次の例の場合，7FFFH番地以下をスタック領域とするので，

　LD　SP,8000H　　；スタック・ポインタに

　　　　　　　　　　　　　；8000Hを設定

を実行します．

　スタックは，サブルーチン・コール時の戻り番地のメモなどにも使われますから，通常のCPUの起動直後に，この命令を実行します．

　図1-10に，スタック操作の具体例を説明します．

<図1-10>スタック操作の説明図（操作前） (約8Kバイト)

　例1：スタック格納命令PUSHを実行する

　この状態から，

　PUSH　BC　　　　；BCレジスタの内容を

　　　　　　　　　；スタック領域へ格納

を実行すると，スタック・ポインタ値が1番地下がり（7FFFH），その番地へBレジスタの内容がコピーされます．次に，スタック・ポインタ値がもう1番地下がり（7FFEH），その番地へCレジスタの内容がコピーされます．

　その結果，図1-11のように，7FFFH番地は56H，7FFEH番地は78Hとなります．スタック・ポインタ値は7FFEHです．

<図1-11>PUSH 　BCを実行すると (約5Kバイト)

 例2：データ取り出し命令POPを実行

　例1の状態から，

　POP　DE　　　　　；スタック領域の内容を

　　　　　　　　　　　　；DEへ取り出し

を実行すると，スタック・ポインタ値7FFEH番地の内容をEレジスタへコピー，その後スタック・ポインタ値を1番地上げます．

　次にスタック・ポインタ値7FFFH番地の内容をDレジスタへコピー，その後スタック・ポインタ値を1番地上げます．

　その結果，図1-12のようにDレジスタは56H，Eレジスタは78Hとなり，スタック・ポインタ値は8000Hとなります．

<図1-12>POP  DEを実行すると (約5Kバイト)

　例3：CALLおよびRET時のスタック操作

　サブルーチン・コールや割り込みなどを実行するとき，プログラムの戻り番地をスタックにメモし(押し込み)，サブルーチンや割り込み処理の先頭番地へジャンプします．

　サブルーチン内でリターン命令を検出すると，スタックにメモしていた戻り番地をプログラム・カウンタにコピーして元のプログラムに復帰します．

　例2のスタック状態で，1000H番地にある，

　　CALL　2000H

命令を実行したときのスタックの使われ方を説明します（図1-13）．Z80の場合，CALL命令は3バイト命令ですから，戻り番地は1003Hです．

<図1-13>“CALL  2000H”実行のようす (約4Kバイト)

　CALL命令が実行されるとスタック7FFFHに戻り番地の上位バイト10Hを，7FFEHに下位バイト03Hを入れ，スタック・ポインタは7FFEHとなります．その後プログラム・カウンタに2000Hを書き込み，2000H番地へジャンプします．

　サブルーチン内で RET命令が実行されるとスタックされていた戻り番地1003Hをプログラム・カウンタにコピーし，スタック・ポインタ値を2番地戻して8000Hとします．

　これでサブルーチン・コール前の状態になります．

スタック使用時の注意事項

　スタックを使用する命令のPUSHとPOPまたはCALLとRETは一対の命令です．

　ネスティングは構いませんが，図1-14のように順序を誤るとプログラムは暴走します．

<図1-14>スタック使用時の注意点 (約9Kバイト)

Copyright　2000　武下　博彦

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