Een tijdje geleden vroeg iemand aan mij waarom de replayroutine die bij FAC Soundtracker wordt geleverd niet werkt als je hem gebruikt in een machinetaalprogramma dat vanuit de bootsector opstart.
Eerst wist ik het antwoord niet, maar toen ik de routine eens bekeek zag ik al snel waar het aan lag: de FAC schakelt het geheugen niet op de juiste manier!
Waarom gaat het dan vanuit BASIC wel goed zult u denken. Om dat uit te leggen, moet ik eerst uitleggen hoe het geheugen geschakeld dient te worden.
Elke MSX computer heeft vier primaire sloten, die elk weer kunnen worden gesplitst in vier subsloten. Zowel de primaire als de subsloten worden genummerd van 0 tot 3.
Een voorbeeld van een slotindeling is (FS-A1ST MSX turbo R):
0-0 0-2 3-0 3-1 3-2 3-3
0000 MAIN - RAM SUB - HIRO
3FFF ROM ROM
4000 MAIN FM RAM KANJI DISK HIRO
7FFF ROM BASIC BASIC ROM
8000 - - RAM KANJI - HIRO
BFFF BASIC
C000 - - RAM - - -
FFFF
Slot 1 en 2 zijn de cartridge sloten, de indeling hiervan is afhankelijk van wat men in het cartridgeslot stopt. Als er een slotexpander in steekt, wordt het slot uitgebreid in vier subsloten, bijvoorbeeld slot 1-0, 1-1, 1-2 en 1-3.
Het MAIN ROM moet volgens de MSX standaard altijd in slot 0 zitten, als slot 0 is geexpandeerd is dit dus slot 0-0. Het MAIN ROM vanaf adres &H0000 bevat het BIOS (Basic Input Output System), vanaf &H4000 staat de BASIC interpreter.
Slot 0 is bij de turbo R geexpandeerd voor de FM BASIC, die in slot 0-2 is geplaatst. In slot 3-0 zit het memory mapper RAM, de I/O poorten &HFC t/m &HFF bepalen welke memory mapper segmenten hier staan. De SUB ROM is de MSX2 BASIC, de KANJI ROM is de MSX2+ en MSX turbo R BASIC.
De diskROM zit op adres &H4000 in slot 3-2. Eigenlijk zijn er bij de turbo R meerdere diskROMs, die met een omschakeladres worden geselecteerd. Welke diskROM er is geselecteerd is o.a. afhankelijk van de mode waarin de computer werd opgestart (Disk BASIC 1.0 of Disk BASIC 2.01).
In slot 3-3 bevindt zich tenslotte de ingebouwde programmatuur, die ik hier voor het gemak Hiro noem. Dit is het ingebouwde pakket, dat met een CALL HIRO of een reset (met de keuzeschakelaar in de linker positie) is op te roepen.
De BIOS heeft een handige manier om een bepaald slot weer te geven, dit is de zogenaamde slot ID byte. Deze byte is als volgt opgebouwd:
MSB 7 6 5 4 3 2 1 0 LSB
E 0 0 0 --S-- --P--
E: slot geexpandeerd? (1=ja) S: nummer van secundair slot P: nummer van primair slot
S wordt verwaarloosd als E=0. Enkele voorbeelden maken het misschien duidelijker:
Slot: ID-byte:
2 &B00000010 &H02 3-2 &B10001011 &H8B 3-3 &B10001111 &H8F 0 &B00000000 &H00 0-0 &B10000000 &H80
Merk op dat er verschil is tussen slot 0 en 0-0!!! Dit is natuurlijk alleen zo bij computers waarbij slot 0 is geexpandeerd, maar als je een programma schrijft is het toch meestal de bedoeling dat het op alle computers werkt denk ik.
De veiligste manier om met het geheugen te schakelen is natuurlijk via het BIOS, zo hoort het ook via de standaard. Het BIOS heeft de volgende routines voor slotschakeling e.d. in huis:
&H000C RDSLT
Werking: Lees een byte uit een bepaald slot. Het slot wordt geselecteerd, de byte wordt gelezen en de oude slot schakeling wordt weer hersteld. De interrupts worden uitgezet bij aanroep van deze routine, en niet meer aangezet. Input: A = slot ID byte HL = adres Output: A = data Registers: AF, BC, DE
&H0014 WRSLT
Werking: Schrijf een byte naar een bepaald slot. Het slot wordt geselecteerd, de byte wordt geschreven en de oude slot schakeling wordt weer hersteld. De interrupts worden uitgezet bij aanroep van deze routine, en niet meer aangezet. Input: A = slot ID byte HL = adres E = data Output: - Registers: AF, BC, D
&H001C CALSLT
Werking: Roept een routine in een bepaald slot aan (inter- slot call). Input: Bit 9-16 van IY = slot ID byte IX = adres Hangt verder af van de routine die wordt aangeroepen. Let op dat hierbij de slot ID byte in de hoogste 8 bits van IY moet staan (bij de R800 is dit IYL!).
&H0024 ENASLT
Werking: Selecteer een slot zodat het kan worden gebruikt. De interrupts worden bij het aanroepen van deze routine uitgezet en niet meer aangezet. Input: A = slot ID byte H = bit 7 en 6 bepalen welke page Output: - Registers: allemaal De waarde van de bits 6 en 7 van H bepalen welke page er wordt geschakeld. Het komt er dus in feite op neer dat de page wordt geschakeld naar de page waarin het adres voorkomt dat in HL staat.
Page 0 &H0000-&H3FFF H tussen &H00 en &H3F Page 1 &H4000-&H7FFF H tussen &H40 en &H7F Page 2 &H8000-&HBFFF H tussen &H80 en &HBF Page 3 &HC000-&HFFFF H tussen &HC0 en &HFF
&H0030 CALLF
Deze routine kan behalve met CALL &H0030 ook met RST &H30 worden aangeroepen. Dit kost maar een byte in plaats van drie, en is iets sneller.
Werking: roept een routine in een bepaald slot aan (inter- slot call) Input en output zijn afhankelijk van de routine die wordt aangeroepen. De waarde van AF wordt gewijzigd. De invoer van adres en slot gaan als volgt:
RST &H30 ; inter-slot call
DB SLOT ; slot ID byte van slot waarin
; de routine staat
DW ADRES ; adres van aan te roepen routine
Dit is dus een zeer snelle en korte methode om een routine in een "ver" slot aan te roepen. Dit wordt veel gebruikt bij hooks, daar is precies voldoende ruimte (5 bytes) om een RST &H30 plus slot, adres en een RET neer te zetten.
Voorbeeld:
RST &H30
DB &H83
DW &H5A00
Hiermee wordt de routine op adres &H5A00 in slot 3-0 aangeroepen. Dit was het overzicht van de BIOS routines voor geheugen schakeling, nu gaan we verder met ons "probleem".
Bij ML programma's die vanuit BASIC worden opgestart is het vaak nodig om de MAIN ROM tijdelijk weg te schakelen en daar RAM neer te zetten, bij programma's die vanuit MSX-DOS of de bootsector opstarten is het vaak nodig om het RAM tijdelijk weg te schakelen en daar RAM neer te zetten. Meestal moet de oude situatie later weer worden hersteld.
U kunt dit het beste doen met de routine ENASLT op adres &H0024. Met H geeft u op welke page u wilt schakelen en in A staat de slot ID byte.
Waar haalt u nu de juiste slot ID byte vandaan? U zou natuurlijk een routine kunnen schrijven die het RAM zoekt, maar gelukkig heeft het besturingssysteem van de MSX computer dit bij het opstarten al gedaan. Per page staat er in het systeem RAM een slot ID byte die aangeeft in welk slot het RAM voor die page staan. U kunt deze RAM ID bytes vinden op de volgende adressen:
Page 0 (&H0000-&H3FFF) Adres &HF341 Page 1 (&H4000-&H7FFF) Adres &HF342 Page 2 (&H8000-&HFFFF) Adres &HF343 Page 3 (&HC000-&HFFFF) Adres &HF344
Normaal gesproken zijn deze slot ID bytes aan elkaar gelijk, maar voor de zekerheid is het natuurlijk beter om altijd het juiste adres te gebruiken. De computer zoekt overigens naar de grootste mapper, die wordt bij het opstarten geselecteerd.
Met deze gegevens komen we tot de volgende standaard routines.
Met deze routine selecteert u ROM op &H0000 (page 0):
LD A,(&HF341)
LD H,&H00
CALL &H24
Met deze routine selecteert u RAM op &H4000 (page 1):
LD A,(&HF342)
LD H,&H40
CALL &H24
Gebruik altijd deze methode, dan werkt het altijd. Bij het wegschakelen van de BIOS op page 0 moet u er wel voor zorgen dat de interrupts uit staan, of dat op adres &H0038 uw eigen interrupt routine staat. Anders slaat de computer vrijwel zeker vast zodra er een interrupt optreedt.
Het wegschakelen van de MAIN ROM op page 1 (hier staat de BASIC interpreter) zal in een ML programma meestal geen problemen geven, er zullen zelden routines uit de BASIC interpreter worden gebruikt. Vergeet niet het MAIN ROM weer terug te schakelen voordat u weer naar BASIC terugkeert, anders slaat de computer natuurlijk vast.
Wilt u toch de routines in de BASIC interpreter gebruiken, dan kunt u daarvoor de BIOS routine CALBAS gebruiken. Deze routine staat op adres &H159, het adres van de routine die u wilt aanroepen moet in IX staan.
En nu zijn we dan tot de kern van de zaak doorgedrongen: wat is de juiste manier om ROM te selecteren op page 0 en/of page 1.
Omdat de MAIN ROM zich in een MSX computer altijd in slot 0-0 of slot 0 bevindt, is er eigenlijk geen adres in het systeem RAM dat u kunt uitlezen om de slot ID byte van het MAIN ROM te vinden.
Toch kunt u hem wel uit het MAIN ROM halen. Op adres &HFCC1 staat namelijk een tabel van 4 bytes, die per primair slot aangeeft of het slot is geexpandeerd of niet. Slot 0 staat op &HFCC1, slot 1 op &HFCC2, enz.
Deze tabel heet EXPTBL (EXPansion TaBLe). Er zijn slechts twee waarden mogelijk: &H80 (wel geexpandeerd) en &H00 (niet geexpandeerd). Het leuke is nu dat deze byte voor slot 0 precies het slot van de MAIN ROM aangeeft!
Is slot 0 namelijk geexpandeerd, dan staat er op adres &HFCC1 een &H80, de slot ID byte van slot 0-0. Is slot 0 niet geexpandeerd, dan staat er op adres &HFCC1 een &H00, de slot ID byte voor slot 0!
De juiste routines om ROM te selecteren zijn dus:
ROM selecteren op &H0000 (page 0):
LD A,(&HFCC1)
LD H,&H00
CALL &H24
ROM selecteren op &H4000 (page 1):
LD A,(&HFCC1)
LD H,&H40
CALL &H24
Gebruik altijd deze methode, dan werkt het altijd! Helaas zijn er veel programmeurs die het niet zo doen, hierover gaat de volgende paragraaf.
Een aantal (Nederlandse) programmeurs denken dat op adres &HFCC0 de slot ID byte staat voor het MAIN ROM in page 0 en op adres &HFCC1 de slot ID byte voor het MAIN ROM in page 1. Dit is klinkklare onzin!!! Op adres &HFCC1 staat de slot ID byte voor page 1 EN page 0!!!
Helaas zijn er daarom veel programmeurs die als volgt ROM op &H0000 selecteren:
LD A,(&HFCC0)
LD H,&H00
CALL &H24
Dit is dus echt helemaal fout!!! Doe dit dus nooit zo!!! Ik snap wel hoe ze hierbij komen, het komt door CALSLT. Deze BIOS routine wordt vaak onder MSX-DOS gebruikt om een BIOS routine aan te roepen. Voor CALSLT moet de slot ID byte in de HOOGSTE ACHT BITS van register IY staan. Dit kan als volgt worden gedaan:
LD IY,(&HFCC0)
Op deze manier worden de laagste acht bits geladen met de waarde op &HFCC0 (die waarde doet er verder niet toe), en de hoogste acht bits (waar het om draait) met de waarde op &HFCC1, precies zoals de bedoeling is. Hier komt misschien de verwarring met &HFCC0 vandaan.
Dat het echt onzin is om &HFCC0 te gebruiken om de slot ID byte van het MAIN ROM te achterhalen blijkt wel als we gaan kijken wat er nu eigenlijk wel op &HFCC0 staat. Op adres &HFCBF staat een 2 bytes waarde die SAVENT heet. Dit is een beetje vreemde naam, want dit adres is het startadres bij BSAVE en BLOAD:
BSAVE"NAAM.BIN",beginadres,eindadres,startadres
Dit adres staat dus op &HFCBF en &HFCC0, &HFCC0 bevat dus de high byte van het BSAVE start adres!!! Misschien helpt een voorbeeldje hier:
BLOAD"NAAM.BIN",R
is precies hetzelfde als
BLOAD"NAAM.BIN" DEFUSR=PEEK(&HFCBF)+256*PEEK(&HFCC0) U=USR(0)
U begrijpt dus wel dat elke programmeur die &HFCC0 gebruikt om de slot ID byte te achterhalen niet helemaal goed bij zijn hoofd is, want de waarde die daar staat is volkomen onvoorspelbaar!!!
Een andere methode die ik vaak zie is de volgende, het maakt hierbij niet uit of het om page 0 of page 1 gaat:
XOR A
LD H,&H40 ; &H00 voor page 0
CALL &H24
Zoals u weet is XOR A hetzelfde als LD A,0, voor de slot ID byte wordt dus 0 genomen. Bij computers waar slot 0 niet geexpandeerd is geeft dit natuurlijk geen problemen, maar als slot 0 wel geexpandeerd kan dit problemen geven.
Dit komt omdat de routine op &H24 naar bit 7 kijkt om te kijken of het secundaire slot moet worden veranderd of niet.
Stel u heeft een computer waarvan slot 0 is geexpandeerd (bijvoorbeeld een turbo R), en u heeft slot 3-3 geselecteerd op &H4000 (page 1). Nu doet u
XOR A
LD H,&H40
CALL &H24
om het ROM te selecteren op &H4000. Dit gaat nu mis! De routine op &H24 kijkt immers naar bit 7, en die is gelijk aan 0. Het gevolg is dat slot 0-3 wordt geselecteerd, dit uiteraard met onbekende gevolgen (meestal een vastloper).
U raadt het al: de replay routine van FAC Soundtracker doet het niet altijd goed omdat hij het geheugen verkeerd schakelt. Om precies te zijn schakelt FAC Soundtracker op de volgende manier ROM op &H0000:
LD A,(&HFCC0)
LD H,&H40
CALL &H24
Zoals u weet bevat &HFCC0 de high-byte van het BSAVE startadres, de waarde op dit adres is dus onvoorspelbaar. Er wordt op deze manier dus naar een willekeurig slot geschakeld, met onbekende gevolgen.
De oplettende lezertjes vragen zich nu natuurlijk af waarom FST.BIN onder BASIC wel altijd werkt. Dit wordt veroorzaakt door toeval, oftewel ontzettende mazzel voor de FAC.
Zoals u weet staat de MAIN ROM altijd in slot 0 of 0-0, waarvan de slot ID bytes resp. &H00 en &H80 zijn. &H80 is echter altijd goed, want als slot 0 niet geexpandeerd is maakt het tenslotte niet uit of het subslot wordt veranderd of niet.
Blijkbaar staat er dus bij gebruik van FST.BIN vanuit BASIC altijd &H80 op adres &HFCC0, anders zou de routine dus niet op alle computers werken! Hoe komt die &H80 daar?
Zoals u weet zijn zowel de drumkits als de muziekjes van FAC Soundtracker binaire files van 16 kB. Dit zijn files van het volgende type:
BSAVE"FILENAAM.EXT",&H8000,&HBFFF,&H8000
Het startadres is dus &H8000, de high byte daarvan &H80. Door het BLOADen van Soundtracker muziekjes of drumkits wordt dus automatisch de waarde &H80 op adres &HFCC0 gezet (en de waarde &H00 op &HFCBF, maar dat doet er hier niet toe). En dat is nu precies de waarde die altijd werkt als slot ID byte voor het MAIN ROM!!! Kortom, de FAC heeft ontzettende mazzel gehad.
Ik hoop dat alle Nederlandse programmeurs hier wat van hebben geleerd, en voortaan de enige echte standaard routines gebruiken om het geheugen te schakelen. Ik zal ze hier voor de zekerheid nog maar een keer geven:
RAM000: LD A,(&HF341)
LD H,&H00
CALL &H24
RAM400: LD A,(&HF342)
LD H,&H40
CALL &H24
ROM000: LD A,(&HFCC1)
LD H,&H00
CALL &H24
ROM400: LD A,(&HFCC1)
LD H,&H40
CALL &H24
De FAC is echt niet de enige die dit fout doet, er zijn helaas veel meer Nederlandse MSX programmeurs die dit verkeerd doen. Ik hoop dat dit artikel daar verandering in gaat brengen...
Stefan Boer