Die Aufteilung des RAMs im Schneider CPCJedes Programm, das im Schneider CPC laufen soll, muss hier auf einige Gegebenheiten Rücksich nehmen, die vom Betriebssystem vorgezeichnet sind. Ausgenommen davon bleiben wirklich nur Programme, die keine einzige Routine des Betriebssystems benutzen. Nicht betroffen sind natürlich auch Programme, die in einer höheren Programmiersprache, also beispielsweise auch in Einleitung: BASIC Grundsätzlich ist die Verteilung der normalen RAM-Bank (und nur um die dreht es sich hier) so geregelt, dass Die Anschlussbelegungen der wichtigsten ICs im CPC: Das RAM 4164das RAM von unten her ab Adresse &0000 und von oben her ab Adresse &FFFF für verschiedene Aufgaben reserviert wird und in der Mitte ein freier Bereich bleibt, der Memory Pool. Speicherbelegung durch das BetriebssystemWird ein Vordergrund-Programm gestartet (Beispielsweise der Basic-Interpreter, Einleitung: CP/MCP/M oder ein Spiel in Maschinensprache), so reserviert sich das Betriebssystem oben und unten einen RAM-Bereich und übergibt dem Programm drei Zeiger, die auf die Unter- und Obergrenze des Memory-Pools zeigen: BC = &B0FF --> letztes Datentypen: Bytes Diese Zeiger enthalten dabei IMMER die selben Adressen. Der Sinn dieser Zeiger wird später klarer, wenn die Aufteilung, die der Basic-Interpreter in seinem RAM vornimmt, besprochen wird. Das RAM bis &003FIn diesem Bereich liegen die Restart-Unterprogramme der Die ICs im Überblick: Die CPU Z80 Diese Vektoren sind im AnhangAnhang alle genau dokumentiert. Die folgende Grafik bietet aber eine grobe Orientierungshilfe. Zwischen den einzelnen ROM-Konfiguration: RestartsRestarts liegen dabei aber noch weitere Einsprungsstellen, die weitere, sinnvoll Die Fließkomma-Routinen: FunktionenFunktionen bereitstellen: +------------------------------------------------------------------------------+ | THE Überblick: LOW KERNEL JUMPBLOCK Aufteilung des RAMs ab &B100Oberhalb der Adresse &B100 = 45312 liegen mehrere Bereiche, die sich funktional klar trennen lassen. Zwischen dem CPC 464 und den beiden anderen gibt es hier zum Teil erhebliche Unterschiede. Die folgende, grobe Unterteilung trifft aber auf alle drei Schneider-Computer zu. Abweichende Werte für den CPC 664 bzw. 6128 sind in Befehls-Elemente: KlammernKlammern angegeben: +------------------------------------------------------------------------------+ | Die Anschlussbelegungen der wichtigsten ICs im CPC: Das RAM 4164Das RAM ab &B100: | +--------------------------+---------------------------------------------------+ | &C000 bis &FFFF | Bildwiederholspeicher, Video-RAM | | | | | &BF00 bis &BFFF | reservierter Bereich für den Hardware-Stack | | | | | &BE40 bis &BE81 | wird von Die Abteilungen des Betriebssystems: AmsdosAmsdos belegt!!! | | | | | &Die Indirections der Firmware-Packs: BDCD: IND TXT DRAW CURSORBDCD bis &BDF3 (&BDF6) | Überblick: Die Indirections der Firmware-Packs Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-ProgrammUnter einem 'Vordergrund-Programm' versteht man das Maschinencode-Programm, das nach der Initialisierung des Rechners durch entsprechende Firmware-Routinen gestartet wird. Das kann beispielsweise der Basic-Interpreter, Einleitung: CP/MCP/M oder ein in Maschinencode geschriebenes Spiel sein. Wird ein Vordergrund-Programm gestartet, so darf es sich innerhalb der Grenzen &0040 und &B0FF, die ihm vom Betriebssystem in den Registern DE und BC übergeben werden, seinen Speicher organisieren, wie es will. Das Betriebssystem macht aber zusätzlich eine Annahme, die sich in dem in HL übergebenen Wert äußert: Dass das Vordergrund-Programm sich nämlich ab &AC00 einen Bereich für Systemvariablen reservieren wird. Das trifft für den Basic-Interpreter zu. Andere Vordergrund-Programme können diesen Wert aber nach belieben ändern oder ganz ignorieren. Hintergrund-ROMsNun können zusätzlich die sogenannten Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROMs initialisiert werden. Der Basic-Interpreter macht das immer, wofür er den Vektor 'KERNEL: BCCB: KL ROM WALKKL ROM WALK' aufruft. Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROMs enthalten System-Erweiterungen. Sie stellen Routinen bereit, die vom Vordergrund-Programm aus aufgerufen werden können. Ein Beispiel ist das Erläuterung zu den Anschlüssen 40 bis 45: 42 - ROMEN (0)ROM mit dem AMSDOS-Disketten-Betriebssystem. Man kann davon ausgehen, dass jedes Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROM ebenfalls Systemspeicher im RAM einrichten muss (Die Abteilungen des Betriebssystems: AmsdosAmsdos beispielsweise &500 = 1280 Datentypen: Bytes Zusätzlich zieht auch noch das Betriebssystem pro Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROM 4 Datentypen: Bytes Begnuegt sich das Vordergrund-Programm mit den vom Betriebssystem angenommenen Werten (HL=&ABFF und DE=&0040), benötigt es also keinen festen Variablenbereich am unteren Ende des Memory Pools (wofür erst DE verändert werden müsste) und benutzt es einen statischen (ortsfesten) Variablenbereich ab &AC00, so braucht es keine Die Tonausgabe: Das Kontrollregister (Reg. 7) Um sich unten Speicherplatz zu reservieren, muss das Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROM bei seiner Initialisierung das DE-Register entsprechend erhöhen. Um am oberen Ende des Memory Pools Speicherplatz zu erhalten, muss HL erniedrigt werden. Diese Ausgaben in den HL- und DE-Doppelregistern können dann direkt als Eingabe für das nächste Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROM benutzt werden, sofern es ein solches noch gibt. Sonst erhält das Vordergrund-Programm diese beiden, veränderten Zeiger zurück und erkennt daran, welcher Bereich ihm noch zur Verfügung steht. RST 3Dabei hat das Vordergrund-Programm, im Normalfall also der Basic-Interpreter, vor den Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROMs einen entscheidenden Vorteil: Es bekommt vom MAIN FIRMWARE JUMPBLOCK: KERNEL Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROMs haben keine Möglichkeit, in irgendeiner festen Speicherzelle die Adresse ihres dynamischen RAM-Bereiches zu speichern. Sie könnten im Normalfall gar nicht auf ihr reserviertes RAM zugreifen, weil sie nicht wissen, wo es liegt! Das ist natürlich ein unmöglicher Zustand. Deshalb wird bei jedem Aufruf einer Routine in einem Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROM via &0010 LOW MAIN FIRMWARE JUMPBLOCK: KERNEL der angesprungenen Routine im IY-Register die Untergrenze des dynamischen RAM-Bereiches über dem Memory Pool übergeben, der für ihr Erläuterung zu den Anschlüssen 40 bis 45: 42 - ROMEN (0)ROM reserviert wurde. Mit Hilfe des IY-Registers kann dann auf den über dem Memory Pool liegenden System-Speicher zugegriffen werden. Um die Verwaltung des unterhalb vom Memory Pool reservierten Systemspeicher müssen sich die Hintergrund-Routinen aber selbst kümmern, was über Zeiger im oberen Systemspeicher geschehen muss. Der Wert, der dabei immer im IY-Register übergeben wird, ist die Adresse des ersten Datentypen: Bytes Speicher-Aufteilung totalEin Vordergrund-Programm wird also im Normalfall zuerst die untere und obere Grenze erhöhen bzw. erniedrigen, um sich so einen Variablenbereich mit festen Adressen zu reservieren. Danach werden die Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROMs initialisiert und danach steht erst der für Anwenderprogramme, Daten o. AE. frei verfügbare Speicherbereich fest. Daraus ergibt sich die folgende Unterteilung des RAMs, die für alle Vordergrund-Programme zutrifft. Die Adressen der von Einleitung: BASIC Speicher-Aufteilung durch Firmware, Vordergrund-Programm und Hintergrund-ROMs: &0000 +-----------------------------------------------+
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| Bildwiederholspeicher |
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&C000 +-----------------------------------------------+
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| reservierter Speicher für das Betriebssystem |
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&B100 +-----------------------------------------------+
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| vom Vordergrund-Programm reservierter Bereich |
| für statische (ortsfeste) Unterprogramme: VariablenVariablen |
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(&AC00) +-----------------------------------------------+
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| evtl. von Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROMs reserviert |
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(&A6FC) +-----------------------------------------------+
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| frei für das Vordergrund-Programm |
| verfügbarer Speicher |
... ...
| (Memory Pool) |
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(&0040) +-----------------------------------------------+
| |
| evtl. von Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROMs reserviert |
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(&0040) +-----------------------------------------------+
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| evtl. vom Vordergrund-Programm reserviert |
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&0040 +-----------------------------------------------+
| Reserviert für das Betriebssystem (ROM-Konfiguration: RestartsRestarts) |
&0000 +-----------------------------------------------+
Die Aufteilung des RAM durch den Basic-InterpreterBei Aufruf des Basic-Interpreters stehen ihm als Vordergrund-Programm der RAM-Bereich von &0040 bis &B0FF zur Verfügung. Ab &AC00 wird Die Anschlussbelegungen der wichtigsten ICs im CPC: Das RAM 4164das RAM für statische Systemvariablen benutzt, so wie es ihm vom Betriebssystem 'vorgeschlagen' wird. Abgesehen davon sind aber alle weiteren Daten, die Einleitung: BASIC Das ist nur dadurch möglich, dass in dem statischen Variablenbereich oberhalb von &AC00 Zeiger gespeichert werden, die auf die Grenzen der zu verwaltenden Bereiche zeigen. Insgesamt ergibt sich das folgende Bild. Dabei sind die Adressen wieder für 'Einleitung: BASIC Speicher-Aufteilung durch Basic &B100 +--------------------------------------------+
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| Systemvariablen des Basic-Interpreters |
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&AC00 +--------------------------------------------+
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| evtl. Systemvariablen von Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROMs |
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&A6FC +--------------------------------------------+ Obergrenze Memory Pool
| evtl. Maschinencode (Operationen: BD5B / 349A / 349A: FLO SUBA) |
&A6FC +--------------------------------------------+
| veränderbarer Teil des Die Text-VDU: Zeichensatz
Oberhalb &AC00 liegen die statischen Systemvariablen des Basic-Interpreters. Darunter kommt der Bereich, in dem sich Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROMs Speicherplatz für ihre eigenen Systemvariablen reserviert haben. Die Abteilungen des Betriebssystems: AmsdosAmsdos reserviert genau &500 Datentypen: Bytes Der Bereich darunter bis zu &0040 steht dem Basic-Interpreter noch zur Verfügung, nachdem er alle Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROMs initialisiert hat. Dabei ist zu bedenken, dass 'möglicherweise' auch noch unten Speicherplatz von Speicheraufteilung durch ein Vordergrund-Programm: Hintergrund-ROMsHintergrund-ROMs beansprucht wird, und sich die Untergrenze des Basic-Speichers nach oben verschiebt. Bei Die Abteilungen des Betriebssystems: AmsdosAmsdos ist das aber nicht der Fall. Eine weitere, feste Einrichtung ist dann noch der Tokenisierungs-Puffer, den Einleitung: BASIC In aller Regel liegt dann der Beginn des Programm-Speichers bei &016F (muss er aber nicht!!). Deshalb existiert oberhalb von &AC00 ein Zeiger auf diese Stelle. Über dem Programm folgt der Bereich, in dem alle nicht dimensionierten Unterprogramme: VariablenVariablen gespeichert sind. Auch auf den Anfang dieses Bereiches existiert ein Zeiger. Das ist auf jeden Fall nötig, da sich die Lage des Variablenspeichers mit jeder Änderung im Programmtext verschiebt. Hier werden alle Unterprogramme: VariablenVariablen mit ihrem Namen und dem gespeicherten Wert abgelegt. Die Länge der einzelnen Variablen-Einträge ändert sich mit der Länge des Namens und ihrem Typ: Integer-Zahlen benötigen nur zwei Datentypen: Bytes Über den normalen Unterprogramme: VariablenVariablen folgen die dimensionierten Felder. Deren Abspeicherung ist noch etwas komplizierter als bei den einfachen Unterprogramme: VariablenVariablen. Danach beginnt der Bereich, der auch durch den Basic-Interpreter noch nicht benutzt ist, der verbliebene Memory Pool. In den wachsen von oben her die Datentypen: StringsStrings hinein. In den Variablenbereichen werden ja nur die Descriptoren, also Längenangabe und Zeiger auf den eigentlichen String-Text abgespeichert. Im Kapitel über Daten ist die Speicherung von Datentypen: StringsStrings näher erläutert. Der Zeiger auf die Oberkante des String-Bereiches ist die auch für Basic-Programme zugängliche Systemvariable Die Aufteilung des RAM durch den Basic-Interpreter: Chaos über HIMEMHIMEM. Darüber beginnt ein ziemliches Chaos. Chaos über HIMEMSchuld daran sind einige Bereiche, die nur bei Bedarf eingerichtet werden. Über Die Aufteilung des RAM durch den Basic-Interpreter: Chaos über HIMEMHIMEM können liegen: Maschinencode-Programme der Kassetten/Disketten-I/O-Puffer und Zeichenmatrizen Wird Einleitung: BASIC Wird jetzt ein Programm geladen, so wird der I/O-Puffer unterhalb des Die Text-VDU: Zeichensatz Man kann aber auch den veränderlichen Teil des Zeichengenerators vollständig aus dem RAM löschen (SYMBOL_AFTER_256). Eröffnet man jetzt eine Datei für Ein- oder Ausgabe, so wird der Puffer wieder eingerichtet. Während der Puffer eröffnet ist, kann man wieder mit SYMBOL AFTER einen Teil des Zeichengenerators in's RAM kopieren. Jetzt aber unterhalb des I/O-Puffers. Wird dieser danach wieder geschlossen, so kann dieser Bereich nicht mehr frei gegeben werden, weil die veränderbaren Zeichenmatrizen darunter liegen. Zusätzlich können noch jederzeit Maschinencode-Programme über Die Aufteilung des RAM durch den Basic-Interpreter: Chaos über HIMEMHIMEM eingeladen werden. Es sind also viele Kombinationen denkbar, mit denen oberhalb von Die Aufteilung des RAM durch den Basic-Interpreter: Chaos über HIMEMHIMEM der Platz verteilt wird. Mit dem Zeichengenerator hat der Basic-Interpreter jedoch so seine Probleme. Liegt dieser nicht mehr direkt über Die Aufteilung des RAM durch den Basic-Interpreter: Chaos über HIMEMHIMEM, weil darunter der I/O-Puffer eröffnet wurde oder Die Aufteilung des RAM durch den Basic-Interpreter: Chaos über HIMEMHIMEM vom Anwender herabgesetzt wurde (um darüber ein Maschinenprogramm einzuladen), so kann er die Größe dieses Bereiches nicht mehr ändern. Die folgenden Programme zeigen das: 10 OPENOUT "Erklärung der Anschlussbelegung: Testtest oder: 10 MEMORY HIMEM-1 20 SYMBOL AFTER 256 20 SYMBOL AFTER 256 RUN [ENTER] RUN [ENTER] Improper argument in 20 Improper argument in 20 Erklärung zu den Bezeichnungen: READY Die Fehlermeldungen treten sogar auf, wenn durch das Symbol-After-Kommando die Anzahl der veränderlichen Zeichenmatrizen nicht geändert wird! Es ist deshalb sehr oft ratsam, in einem Programm zunächst den Bereich der änderbaren Zeichen-Matrizen zu schließen, dann eventuell Mcode-Programme nachzuladen und erst danach wieder die benötigten Zeichen im RAM anzulegen. Ein weiterer, sinnvoller Trick besteht darin, auch den I/O-Puffer so anzulegen, dass ihn Einleitung: BASIC 10 CLOSEIN:CLOSEOUT ' Sicher ist sicher. 20 SYMBOL AFTER 256 ' lösche Bereich der veränderlichen Matrizen 30 |TAPE ' nicht Garbage Collection: ... beim CPC 464beim CPC 464 ohne Die Abteilungen des Betriebssystems: AmsdosAmsdos 40 OPENOUT "" ' I/O-Puffer eröffnen 50 MEMORY HIMEM-1 ' ein Datentypen: Bytes Die Zeilen 30 und 70 stellen dabei noch so etwas wie einen 'Trick im Trick' dar: Wird nämlich unter Die Abteilungen des Betriebssystems: AmsdosAmsdos eine Diskettendatei eröffnet, so kontrolliert Die Abteilungen des Betriebssystems: AmsdosAmsdos sofort, ob im aktuellen Laufwerk auch eine Diskette eingelegt ist. Dazu muss erst einmal der Laufwerk-Motor angeworfen werden (dauert genau eine Sekunde) und dann ist vielleicht keine Diskette drin, oder die Diskette rutscht durch oder was einem sonst noch passieren kann. All das ist aber beim Kassetten-Manager nicht der Fall, weshalb die Aufgabe, den Puffer anzulegen, ganz galant von diesem übernommen wird. Basic-ZeigerUm diese dynamischen Bereiche zu verwalten, benötigt der Basic-Interpreter eine Vielzahl an Zeigern, die auf die verschiedenen Grenzen zeigen. Diese sind (ortsfest) oberhalb von &AC00 angelegt. Bei den CPCs 664 und 6128 entsprechen sich dabei die Adressen, leider nicht auch Garbage Collection: ... beim CPC 464beim CPC 464. In der folgenden Tabelle sind deshalb die Werte für den CPC 464 und die beiden anderen getrennt aufgeführt: Adressen der Basic-Zeiger:CPC 464 664/6128 zeigt auf: (Bemerkung) -------------------------------------------------------------------------------- &AE7B &AE5E Die Aufteilung des RAM durch den Basic-Interpreter: Chaos über HIMEMHIMEM (letztes benutzbares Datentypen: Bytes |