#RETROF-16 機械語命令一覧

全ての命令を13クロックで実行します。（停止命令のみ10クロックで実行）
クロックは16MHｚですので、本機は本記事の命令を1秒間に123万命令実行できます。

###表中の略語

mnim ：ニモニック
opr ：オペランドを要する命令か否か（〇要、― 不要）　
flg ：フラグが変化する命令か否か（〇変化する、― 変化しない）
Acc ：アキュムレータ
Memory[op] ：オペランドをアドレスとする主メモリの値　
VRAM[op] ：オペランドをアドレスとするビデオメモリの値　
xx :オペランド。以下の4通りの書き方がある。

|書式|意味|補足|
|---|---|---|---|
| 数値 |数値をそのまま参照する|数値は0～255(または#00～#FF)|
| $数値 |n番レジスタの値を参照する|nが数値。0～255(または#00～#FF)|
| %数値 |n番レジスタが示すメモリの値
を参照する|nが数値。0～255(または#00～#FF)|
|数値|数値をそのままop参照する
この書式は2ワード命令となる|数値は256～65535
(または#0100～#FFFF)|

###命令一覧

機械語	mnim	opr	flg	機能	注
0000_00xx	jmp xx	〇	―	絶対アドレス分岐する
0001_00xx	jb xx	〇	―	LCD表示回路が水平帰還時なら（以下同上）	*1
0010_00xx	jnf xx	〇	―	演算結果が0xFFFF以外なら（以下同上）
0011_00xx	jf xx	〇	―	演算結果が0xFFFFなら（以下同上）
0100_00xx	jnc xx	〇	―	加算にキャリーが無ければ（以下同上）	*2
0101_00xx	jc xx	〇	―	加算にキャリーがあれば（以下同上）	*2
0110_00xx	jm xx	〇	―	演算結果のMSBが1なら（以下同上）
0111_00xx	jnm xx	〇	―	演算結果のMSBが1なら（以下同上）

0000_01xx	fj xx	〇	―	opの値分、前方へ相対アドレス分岐する	*3
0001_01xx	fb xx	〇	―	LCD表示回路が水平帰還時なら（以下同上）	*1
0010_01xx	fnf xx	〇	―	演算結果が0xFFFF以外なら（以下同上）
0011_01xx	ff xx	〇	―	演算結果が0xFFFFなら（以下同上）
0100_01xx	fnc xx	〇	―	加算にキャリーが無ければ（以下同上）	*2
0101_01xx	fc xx	〇	―	加算にキャリーがあれば（以下同上）	*2
0110_01xx	fm xx	〇	―	演算結果のMSBが1なら（以下同上）
0111_01xx	fnm xx	〇	―	演算結果のMSBが1なら（以下同上）

0000_10xx	bj xx	〇	―	opの値分、後方へ相対アドレス分岐する	*3
0001_10xx	bb xx	〇	―	LCD表示回路が水平帰還時なら（以下同上）	*1
0010_10xx	bnf xx	〇	―	演算結果が0xFFFF以外なら（以下同上）
0011_10xx	bf xx	〇	―	演算結果が0xFFFFなら（以下同上）
0100_10xx	bnc xx	〇	―	加算にキャリーが無ければ（以下同上）	*2
0101_10xx	bc xx	〇	―	加算にキャリーがあれば（以下同上）	*2
0110_10xx	bm xx	〇	―	演算結果のMSBが1なら（以下同上）
0111_10xx	bnm xx	〇	―	演算結果のMSBが1なら（以下同上）

0000_11xx	hlt xx	〇	―	opの値を基板のLEDに表示し停止する
0001_11xx	hb xx	〇	―	LCD表示回路が水平帰還時なら（以下同上）	*1
0010_11xx	hnf xx	〇	―	演算結果が0xFFFF以外なら（以下同上）
0011_11xx	hf xx	〇	―	演算結果が0xFFFFなら（以下同上）
0100_11xx	hnc xx	〇	―	加算にキャリーが無ければ（以下同上）	*2
0101_11xx	hc xx	〇	―	加算にキャリーがあれば（以下同上）	*2
0110_11xx	hm xx	〇	―	演算結果のMSBが1なら（以下同上）
0111_11xx	hnm xx	〇	―	演算結果のMSBが1なら（以下同上）

1000_00xx	ldi xx	〇	〇	opの値をAccに格納する
1000_01xx	add xx	〇	〇	Acc+opをAccに格納する
1000_10xx	sub xx	〇	〇	Acc-opをAccに格納する
1000_11xx	ldn xx	〇	〇	opの反転値をAccに格納する
1001_00xx	and xx	〇	〇	Acc&opをAccに格納する
1001_01xx	or xx	〇	〇	Acc\|opをAccに格納する
1001_10xx	xor xx	〇	〇	Acc^opをAccに格納する
1001_11xx	add xx	〇	〇	Acc^opの反転値をAccに格納する

1100_00xx	stm xx	〇	―	Memory[op]にAcc値をストアする
1100_01xx	ldm xx	〇	〇	Memory[op]の値をAcc値をロードする
1100_10xx	stv xx	〇	―	VRAM[op]にAcc値をストアする
1100_11xx	ldv xx	〇	〇	VRAM[op]の値をAcc値をロードする
1101_00xx	out xx	〇	―	Accの値を下段、op値を上段LEDに表示する
1101_01xx	lpc xx	―	〇	プログラムカウンタの値をAccに格納する	*4
1101_10xx	sft xx	―	〇	Accを右シフトする。MSBには0が入る
1101_11xx	ina xx	―	―	入力ポートAの値をAccに格納する
1111_11xx	inb xx	―	―	入力ポートBの値をAccに格納する

(*1) 「水平帰還時」に関しては、ここでは詳細説明は割愛。「水平帰還信号」「水平ポーチ信号」「水平ブランキング機関」等で検索のこと。
(*2)　減算時はjncが「ボローがあれば分岐」、jcが「ボローが無ければ分岐」となる。
(*3)　相対分岐はlpc命令の次の命令が起点。自分自身への分岐は「bj 1」もしくは「ff 65535」。
(*4)　Accに格納される値はlpc命令の次の命令のアドレスとなる。

ldv命令とstv命令に関する補足

ldv（load from video-RAM）=> オペランドで決まる位置のドットの色をAccに読み込む
stv（store to video-RAN）=> オペランドで決まる位置にAcc値で決まる色のドットを描画する

「オペランドで決まる位置」とは、画面上の左上が0x0000、右下が0xFFFFとなります。

本機は16bitマシンですが、画像データバスは6bitです。従ってldv命令の実行直後はAccの上位10bitは「不定」となります。また、stv命令実行時はAccの上位10bitは意味を持ちません。

RGBの3色は各々2bit（4階調）です。青色を例にとると、この2bitと明度の関係は以下となります（赤や緑も同様です）。

XXXX_XXXX_XX00_0011 ⇒　青
XXXX_XXXX_XX00_0010 ⇒　やや暗い青
XXXX_XXXX_XX00_0001 ⇒　とても暗い青
XXXX_XXXX_XX00_0011 ⇒　黒

ldi命令とldm命令の差異に関する補足

本機は主メモリの0~255番地を汎用レジスタ領域としているため、例えば「主メモリの100番地の値」と「100番レジスタの値」は同義となる。
このためldiとldm命令はアドレッシングモードによっては全く同じ動作をする命令となることがある。

ldi（load immediate） => 値（オペランド）を直接ACCに格納する
ldm（load from memory）=> 値をアドレスとし、メモリ値をACCに格納する

以下は、4つのアドレッシングモードを加味したldiとldm命令の比較である。

	記述例	対応する機械語命令	機能
A	ldi 5	1000_0000_0000_0101	数値5がAccに格納される
B	ldi $5	1000_0001_0000_0101	5番レジスタの内容がAccに格納される
C	ldi %5	1000_0010_0000_0101	5番レジスタの内容をアドレスとした主メモリの内容がAccに格納される
D	ldi 255	1000_0000_0000_0000 0000_0001_0000_0000	数値256がAccに格納される（数値が256以上は2ワード命令となる）

E	ldm 5	1000_0000_0000_0101	5番レジスタの内容がAccに格納される
F	ldm $5	1000_0001_0000_0101	5番レジスタの内容をアドレスとした主メモリの内容がAccに格納される
G	ldm %5	1000_0010_0000_0101	5番レジスタの内容をアドレスとした主メモリの値を、更にアドレスとしてその主メモリの値がAccに格納される
H	ldm 255	1000_0000_0000_0000 0000_0001_0000_0000	256番地の内容がAccに格納される（数値が256以上は2ワード命令となる）

この表で判るように「BとE」及び「CとF」は全く同じ命令となる。
どちらを使用しても問題は無いが、immediate（即値）と言う言葉を意識するのであれば、、即値代入以外はldi命令と称するのは好ましくない。このため運用上の制限ではあるが「BとC」は使わない事とする。