Memory Map mit Wandervorschlägen – Teil 3

Die Landkarte, der wir auf unserer Reise durch den Speicher folgen, weist diesmal — neben vielen interessanten Plätzen — auch zwei Orte auf, die nützlich sind.

Zum einen ist es die Adresse 19, zum anderen gelangen wir in den Bereich ab Speicherzelle 43, der für Speicher-Manipulationen so eminent und wichtig ist.

Adresse 18 ($12)
1. Flagge für Vorzeichen bei SIN, COS und TAN
2. Flagge bei Vergleich

Zuerst kommt das Vorzeichen der trigonometrischen Funktionen an die Reihe.

Die Routinen des Basic-Übersetzers (Interpreter), welche die drei trigonometrischen Funktionen SIN, COS und TAN berechnen, verwenden die Speicherzelle 18 zur Bestimmung des Vorzeichens.

Zur Erinnerung: Die trigonometrischen Funktionen haben in den vier »Quadranten« des Kreises (0-90, 90-180, 180-270, 270-360 Grad) nicht unbedingt dieselben Vorzeichen. Die Vorzeichen ändern sich allerdings nur an den Grenzen der Quadranten, wie in Bild 1 zu sehen ist. Die Flagge in Zelle 18 gibt das Vorzeichen nicht direkt an, sondern auf Umwegen. Die Darstellung ist in der folgenden Tabelle 1 zusammengefaßt.

Dabei bedeutet »gleich«: 0-0-0-0 oder 255-255-255

»Wechsel«: 0-255-0-255

Da die Erklärung mit »gleich« beziehungsweise »Wechsel« nicht gerade einleuchtend ist, schlage ich vor, daß Sie sich das Ganze mit dem folgenden kleinen Programm selbst anschauen, welches für viele Werte des Winkels im Bogenmaß — und in kleinen Schritten — den Wert der Flagge, daneben den Winkel I und den Wert der Funktion mit Vorzeichen ausdruckt. 10 FOR I = 0TO 10 STEP 0.01 20 PRINT PEEK(18);INT(I*100)/100;SIN(I):NEXT

Diese etwas umständliche Art, den Wert von I auszudrucken, vermeidet Rundungsfehler und begrenzt den Ausdruck auf zwei Dezimalstellen. Wenn Sie die Winkelwerte von I in Graden ausgedruckt haben wollen, können Sie eine andere Zeile 20 verwenden, welche die Umrechnungsformel vom Bogenmaß in Grade verwendet:

Winkel in Grad = Winkel im Bogenmaß * 180/π 20 Print PEEK(18);INT(I*180/π) ;SIN(I):NEXT

Statt SIN können Sie genauso gut COS und TAN einsetzen.

In Bild 1 sind nicht nur die Kurven und die Bereiche der Vorzeichen, sondern auch die Winkelbereiche sowohl im Bogenmaß, als auch in Graden dargestellt.

Die Speicherzelle 18 wird auch noch von anderen Routinen des Basic-Interpreters beansprucht und zwar von allen, die einen Vergleich wie < - >, >= und so weiter durchführen. Entsprechend der Art des Vergleichs steht dann in der Zelle 18 eine Ziffer von 0 bis 6.

Das folgende Programm macht das deutlich. 10 A = 2 20 FORI = 1 TO 3 30 IF I = A THEN PRINTI;PEEK(18);" = " 40 IF I <> A THEN PRINT I;PEEK(18);"><" 50 IF I > A THEN PRINT I;PEEK(18);">" 60 IF I < A THEN PRINTI;PEEK(18);"<" 70 IF I >= A THEN PRINT I;PEEK(18);">=" 80 IF I <= A THEN PRINTI;PEEK(18);"<=" 90 IF I < A OR I = A THEN PRINTI;PEEK(18);"< OR =" 100 NEXT I

Kurz zur Erklärung dieser Zeilen: In der FOR..NEXT-Schleife wird die Variable I mit der Konstanten A = 2 verglichen. In den Zeilen 30 bis 90 werden alle möglichen Vergleichsoperatoren durchgeprüft. Jeder der zutrifft, druckt den Wert von I, den Wert der dann in Zelle 18 stehenden Flagge und schließlich den Vergleichsoperator aus. Aus dem Resultat dieses Programms läßt sich folgende Tabelle zusammenstellen:

Sie sehen, die Flagge für die kombinierten Vergleichsoperatoren entspricht der Summe ihrer Einzelwerte. Nur die Verknüpfung über OR nicht, denn die ergibt 0.

Adresse 19 ($13)
Flagge zur Kennzeichnung des laufenden Ein-/Ausgabegerätes

Immer dann, wenn von Basic Daten ein- oder ausgegeben werden, schaut die entsprechende Routine des Übersetzers in Zelle 19 nach, um welches Peripheriegerät es sich handelt. Zur Debatte stehen Tastatur, Datasette, RS232/User-Port, Bildschirm, Drucker und Floppy-Laufwerk.

Die Flagge ihrerseits ist ausschlaggebend für die feinen Unterschiede, wie zum Beispiel das Fragezeichen, bei Eingabe von der Tastatur (INPUT) oder die Anweisung »Press Play on Tape« bei Eingabe von der Datasette.

Beim Einschalten des Rechners setzt die Initialisierungsroutine des Betriebssystems, die beim VC 20 ab Adresse 58276 ($E3A4), beim C 64 ab 58303 ($E3BF) beginnt, die Flagge in Zelle 19 auf 0. Die Null bedeutet Eingabe über Tastatur und Ausgabe über Bildschirm.

Wenn Sie einen Dissassembler haben, drucken Sie doch einmal das Assemblerlisting aus. Sie werden in Adresse 58324/58325 ($E3D4/E3D5), beim C 64 in 58354/58355 ($E3F2/E3F3) den Befehl finden, der eine Null nach Zelle 19 ($13) bringt.

Immer dann, wenn ein Programm nicht Tastatur und Bildschirm, sondern eines der oben genannten anderen Peripheriegeräte anspricht (indem mit OPEN…. eine Datei = Logical File eröffnet wird), wird in Zelle 19 die Nummer der gerade bearbeiteten Datei eingetragen, mit den bereits beschriebenen Konsequenzen.

Ich will hier nicht weiter darauf eingehen, da wir den Inhalt von Zelle 19 selbst nicht auslesen können. Er wird nämlich immer gleich wieder auf Null gesetzt.

Wir können ihn aber durch POKE verändern. Durch POKE 19,1 gaukeln wir dem Rechner vor, daß Ein- und Ausgabe über »externe« Geräte läuft, selbst wenn nur die Tastatur und der Bildschirm betrieben werden.

Wenn zum Beispiel der Rechner der Meinung ist, daß ein INPUT von der Datasette kommt, druckt er kein Fragezeichen aus, auch kein EXTRA IGNORED als Fehlermeldung bei zu zahlreicher Eingabe und das alleinige Drücken der RETURN-Taste ignoriert er auch, im Gegensatz zum »normalen« INPUT. Probieren Sie es aus: 10 INPUT "TEST";A$ 20 PRINT A$

In diesem Normalfall erscheint nach RUN darunter die Aufforderung TEST?

Eine Eingabe, zum Beispiel XX, erscheint mit einem Abstand daneben, und nach RETURN wird XX an den Anfang der nächsten Zeile gedruckt. Alle falschen Eingaben werden mit den üblichen Fehlermeldungen quittiert.

Jetzt fügen wir ein: 5 POKE 19,1

Nach RUN erscheint wieder die Aufforderung TEST, aber ohne Fragezeichen. Die Eingabe XX wird ohne Abstand daneben gesetzt und nach RETURN mit einem Abstand in derselben Zeile weitergeschrieben.

Das Drücken der RETURN-Taste setzt den Cursor nicht wie üblich in die nächste Zeile, sondern schiebt ihn in derselben Zeile weiter.

Diesen zusätzlichen Effekt muß man beachten, da er sehr störend für den Verlauf eines Programms sein kann.

Man kann ihn natürlich auch nutzbringend einsetzen, hat er doch die Eigenschaft eines automatischen »Cursor UP«. Eine pfiffige Anwendung dieser Art wurde von Brad Templeton für den PET erfunden und ist von Jim Butterfield für eine MERGE-Routine mit dem Namen »Magic Merge« veröffentlicht worden.

Da diese Routine aber primär auf der Eigenschaft der Speicherzelle 153 basiert, werde ich sie dann erläutern, sobald wir bei der Zelle 153 angelangt sind.

Zurück zur Flagge in Zelle 19.

Umgekehrt können wir POKE 19,0 leider nicht nutzen, da die betroffenen Befehle GET, GET#, INPUT, INPUT# und PRINT# die Flagge sofort auf den richtigen Wert setzen. Nur PRINT und LIST tun das nicht, wie wir bei dem PRINT-Befehl oben ja gesehen haben.

Adresse 20-21 ($14-$15)
Zeilennummer für LIST, GOTO, GOSUB und 0N, Zeiger der Adresse bei PEEK, POKE, SYS und WAIT

In diesen Speicherzellen wird die Zeilennummer der Sprungbefehle GOTO, ON..GOTO und GOSUB sowie die Zeilenangabe beim LIST-Befehl gespeichert. Da die Werte bis maximal 65535 gehen können, braucht der Computer 2 Bytes zur High/Low-Byte-Darstellung.

Die GOTO-Routine (im VC 20 ab 51360 = $C8A0, im C 64 ab 43168 = $A8A0) vergleicht die Zahl in 20/21 mit der laufenden Zeilenzahl. Wenn sie kleiner ist, wird ab der ersten Zeile des Programms gesucht. Ist sie aber größer, dann beginnt die Suche ab der laufenden Zeilenzahl. Die Suche geht so lange, bis die in 20/21 angegebene Zeilenzahl gefunden ist. Dann fährt das Programm mit dieser Zeile fort.

LIST speichert in 20/21 die höchste auszulistende Zeilennummer ab, falls keine Angabe beim LISTen gegeben worden ist, den Wert 65535 ($FFFF).

Die Befehle PEEK, POKE, SYS und WAIT verwenden diese Speicherzellen zur Angabe der Adressen, die dem Befehl immer folgen müssen.

Leider können wir die Speicherzellen 20/21 mit Basic-Programmen nicht bearbeiten; ihr Inhalt wird immer gleich auf 20 zurückgesetzt.

Adresse 22 ($16)
Zeiger auf den nächsten freien Speicherplatz im »Temporary String Descriptor Stack«

Dieser Zeiger bezieht sich in seiner Wirkung auf die übernächsten Speicherzellen 25 bis 33 ($19-$21).

Diese werden als Stapelspeicher (Stack) für Angaben über vorläufige Zeichenketten — auf englisch »Temporary String Descriptor« — verwendet (siehe unten).

Die Speicherzelle 22 ($16) ihrerseits enthält einen Zeiger auf den jeweils nächsten verfügbaren Platz in diesem Speicher ab Zelle 25. Da er eine Kapazität von 3 mal 3 Byte hat, zeigt der Zeiger auf die Zelle 25 ($19), wenn er leer ist. Bei einem Eintrag zeigt er auf 28 ($1C), bei zwei Einträgen auf 31 ($1F) und schließlich auf 34 ($22), wenn der Speicher voll ist.

Eine Zeichenkette ist dann »vorläufig«, wenn sie noch nicht einer Stringvariablen zugeordnet worden ist, zum Beispiel »Mahlzeit« in dem Basic-Befehl PRINT "MAHLZEIT.

Beim Einschalten setzt das Betriebssystem mit der Einschalt-Routine ab Adresse 58303 ($E3BF) im C 64, beim VC 20 ab 58276 ($E3A4) den Zeiger auf 25. Die Stringverwaltungsroutine ab 46215 ($B487) im C 64 beziehungsweise ab 54407 ($D487) im VC 20 fragt bei String-Eingaben die Flagge ab. Nach jeder Eintragung in den Speicher ab Zelle 25 wird der Zeiger um 3 weitergesetzt.

Sie können die Leerflagge 25 mit PRINT PEEK (22) leicht nachprüfen.

Die anderen Eintragungen können nicht nachgeprüft werden, weil sie sofort auf 25 zurückgesetzt werden.

Wir können sie aber durch POKE beeinflussen; ob das sinnvoll ist, ist eine andere Frage. 10 POKE 22,34 20 PRINT "MAHLZEIT"

Die Zahl 34 in Zelle 22 sagt dem Programm, daß der Speicher ab Zelle 25 voll ist und wir bekommen statt der MAHLZEIT eine Fehlermeldung serviert.

Mit einem POKE-Befehl, der als Argument die für den vorgesehenen Zweck ungültige Zahl 35 verwendet: POKE 22,35 erreichen wir allerdings zwei interessante »Dreckeffekte«. Zum einen unterdrückt der Befehl die Ausgabe des READY, zum anderen aber bewirkt er, daß bei LIST ein Listing ohne Zeilennummern ausgedruckt wird, sowohl auf dem Bildschirm als auch mit dem Drucker.

Das billigste editierfähige Textverarbeitungssystem

Die Idee dazu habe ich von Mike Apsey’s Hinweis in »Commodore User« Juli 1984. Mit Zeilennummern versehen, läßt sich jeder beliebige Text schreiben, verbessern, verschieben, abspeichern, aber nicht RUNen!

Der POKE-Befehl von oben (POKE 22,35) gefolgt von einem CMD und LIST, druckt dann alles brav als reinen Text aus. Die maximale Zeilenlänge entspricht der Zeilenlänge des jeweiligen Computers.

Probieren Sie es aus: 10 DER COMPUTER BIETET IN DER 20 DATENFERNÜBERTRAGUNG 30 UNGEAHNTE MÖGLICHKEITEN. 40 ABER DIE GEFAHR 50 USW. USW. 60:

Jede Zeile wird mit der RETURN-Taste abgeschlossen. Damit auch alles gedruckt wird, muß — zumindest bei meinem Drucker (1526) — eine »Leerzeile« folgen (Zeile 60). Mit POKE 22,35:OPEN 1,4:CMD 1:LIST wird der Text ohne Zeilennummern ausgedruckt. Sie können ihn vorher nach Belieben verändern.

Wie gesagt, nur nicht mit RUN starten, denn das bringt unweigerlich eine Fehlermeldung.

Adresse 23-24 ($17-$18)
Zeiger auf die Adresse der letzten Zeichenkette im »Temporary String Stack«

Der Inhalt dieser zwei Bytes zeigt auf den zuletzt benützten Speicherplatz innerhalb der Adresse 22 bis 33. Das heißt, daß der Wert in 23 ($17) immer um 3 kleiner ist als der in 22 ($16), während der Wert in 24 ($18) eine Null ist.

Adresse 25-33 ($19-$21)
Stapelspeicher für Angaben über vorläufige Zeichenketten

Das ist also der Speicherbereich, von dem in den beiden vorigen Abschnitten dauernd die Rede war. Ich gebe zu, »Descriptor Stack for Temporary Strings« drückt die Sache präziser aus als der deutsche Text.

Die Bedeutung eines »vorläufigen« Strings habe ich oben in der Beschreibung der Speicherzelle 22 erklärt.

Was ein Stapelspeicher (Stack) ist, entnehmen Sie bitte dem Texteinschub. Jeder der drei Byte langen Angaben im Stack von 22 bis 33 enthält die Länge sowie die Anfangs- und Endadressen eines vorläufigen Strings, ausgedruckt als Verschiebung im Basic-Speicherbereich.

Adresse 34-37 ($22-$25)
Verschiedene Zwischenspeicher

Diese vier Speicherzellen werden vom Basic-Übersetzer (Interpreter) für verschiedene Zwischenergebnisse und Flaggen benützt, die aber dem Programmierer nichts nützen.

Adresse 38-42 ($26-$2A)
Arbeitsspeicher für arithmetische Operationen

Diese Speicherzellen werden von den Basic-Routinen bei der Multiplikation und Division als »Notizblatt« verwendet. Auch die Routinen, welche die erforderliche Speichergröße beim Definieren eines Zahlenfeldes (Array) ausrechnen, benutzen diesen Bereich.

Adresse 43-44 ($2B-$2C)
Zeiger auf den Anfang der Basic-Programme im Speicher

Dieser Zeiger, in der Low/ High-Byte-Darstellung, gibt dem Basic-Übersetzer an, ab welcher Speicherzelle das Basic-Programm beginnt. Normalerweise ist diese Adresse fest vorgegeben. Beim C 64 zum Beispiel zeigt der Zeiger auf 2049 ($801). Beim VC 20 ist die Lage schon schwieriger, denn der Speicherbeginn hängt davon ab, welche Speichererweiterung eingesetzt ist. Die folgende Tabelle gibt darüber Auskunft.

Mit dem Befehl PRINT PEEK (43) + PEEK (44)*256 läßt sich der jeweilige Beginn des Programmspeichers leicht feststellen. Mit einem POKE-Befehl kann der Programmierer diese Anfangsadresse verändern. Wozu das gut ist, fragen Sie?

Anwendung #1:

Nun, wenn Sie zum Beispiel ein Maschinenprogramm mit einem Basic-Programm gemeinsam betreiben wollen, brauchen Sie einen Speicherbereich für das Maschinenprogramm, der vom Basic-Programm nicht belegt wird. Wir sprechen vom »Schützen des Maschinenprogramms vor dem Überschreiben durch das Basic«. Der Speicherbereich eines Maschinenprogramms ist immer bekannt. Nach seinem letzten Speicherplatz kann das Basic-Programm beginnen.

Die Verschiebung der Anfangsadresse erfolgt in vier Schritten:

1. Schritt: In den Speicherplatz vor dem neuen Basic-Bereich muß eine Null gePOKEt werden. Die Null dient zum Abgrenzen.
2. Schritt: Die Adresse der ersten Speicherzelle wird in die Low-High-Byte-Darstellung umgerechnet. Ich verweise dazu auf die Erklärung dieses Vorgangs in der ersten Folge dieses Kurses in Ausgabe 11/84.
3. Schritt: Das Low-Byte wird in die Speicherzelle 43, das High-Byte in die Zelle 44 gePOKEt.
4. Schritt: Die Operation muß unbedingt mit dem Befehl NEW abgeschlossen werden, um sicherzustellen, daß der neue Basic-Bereich auch »sauber« ist.

Im folgenden kleinen Programm wird angenommen, daß der Speicher bis zur Adresse 5000 ($1388) durch ein Maschinenprogramm belegt ist. Das Basic-Programm kann daher ab 5002 ($138A) anfangen, denn in 5001 muß ja eine Null stehen. Die Adresse 5002 teilt sich auf in ein High-Byte von INT (5002/256) = 19 und ein Low-Byte von 5002 — (19*256) = 138. 10 POKE 5001,0 20 POKE 43,138 30 POKE 44,19 40 NEW

Der Effekt einer solchen »Verbiegung« des Zeigers in 43/44 wird im Texteinschub 2 »Der sichtbare Basic-Speicher« demonstriert.

Neben der oben erwähnten Anwendung der Zeigerverbiegung gibt es noch andere Möglichkeiten:

Anwendung #2:

Christoph Sauer hat in seinem Kurs »Der gläserne VC 20« in Ausgabe 10/84 auf Seite 158 gezeigt, wie man mehrere Programme gleichzeitig im Speicher unterbringen und zwischen ihnen umschalten kann.

Anwendung #3:

Man kann zwei oder mehrere unabhängige Programme genau hintereinander in den Speicher bringen, um sie aneinanderzuhängen , was dem im Commodore-Basic fehlenden Befehl MERGE entspricht. Dabei dürfen die Zeilennummern sich allerdings nicht überschneiden.

Anwendung #4:

Durch Hinaufschieben des Basic-Bereichs kann Platz geschaffen werden für selbstdefinierte Zeichen oder hochauflösende Grafik (siehe dazu auch den Grafik-Kurs).

Adresse 45-46 ($2D-$2E)
Zeiger auf die Anfangsadresse des Speicherbereichs für Variable

Mit dieser Adresse werden wir das nächste Mal fortfahren.