bugfixes for Cyclone r9 change
[picodrive.git] / cpu / Cyclone / OpBranch.cpp
1 \r
2 #include "app.h"\r
3 \r
4 // in/out address in r0, trashes all temp regs\r
5 static void CheckPc(void)\r
6 {\r
7 #if USE_CHECKPC_CALLBACK\r
8   ot(";@ Check Memory Base+pc\n");\r
9   ot("  mov lr,pc\n");\r
10   ot("  ldr pc,[r7,#0x64] ;@ Call checkpc()\n");\r
11   ot("\n");\r
12 #endif\r
13 }\r
14 \r
15 // Push 32-bit value in r1 - trashes r0-r3,r12,lr\r
16 void OpPush32()\r
17 {\r
18   ot(";@ Push r1 onto stack\n");\r
19   ot("  ldr r0,[r7,#0x3c]\n");\r
20   ot("  sub r0,r0,#4 ;@ Predecrement A7\n");\r
21   ot("  str r0,[r7,#0x3c] ;@ Save A7\n");\r
22   MemHandler(1,2);\r
23   ot("\n");\r
24 }\r
25 \r
26 // Push SR - trashes r0-r3,r12,lr\r
27 void OpPushSr(int high)\r
28 {\r
29   ot(";@ Push SR:\n");\r
30   OpFlagsToReg(high);\r
31   ot("  ldr r0,[r7,#0x3c]\n");\r
32   ot("  sub r0,r0,#2 ;@ Predecrement A7\n");\r
33   ot("  str r0,[r7,#0x3c] ;@ Save A7\n");\r
34   MemHandler(1,1);\r
35   ot("\n");\r
36 }\r
37 \r
38 // Pop SR - trashes r0-r3\r
39 static void PopSr(int high)\r
40 {\r
41   ot(";@ Pop SR:\n");\r
42   ot("  ldr r0,[r7,#0x3c]\n");\r
43   ot("  add r1,r0,#2 ;@ Postincrement A7\n");\r
44   ot("  str r1,[r7,#0x3c] ;@ Save A7\n");\r
45   MemHandler(0,1);\r
46   ot("\n");\r
47   OpRegToFlags(high);\r
48 }\r
49 \r
50 // Pop PC - trashes r0-r3\r
51 static void PopPc()\r
52 {\r
53   ot(";@ Pop PC:\n");\r
54   ot("  ldr r0,[r7,#0x3c]\n");\r
55   ot("  add r1,r0,#4 ;@ Postincrement A7\n");\r
56   ot("  str r1,[r7,#0x3c] ;@ Save A7\n");\r
57   MemHandler(0,2);\r
58   ot("  ldr r1,[r7,#0x60] ;@ Get Memory base\n");\r
59   ot("  add r0,r0,r1 ;@ Memory Base+PC\n");\r
60   ot("\n");\r
61   CheckPc();\r
62 #if EMULATE_ADDRESS_ERRORS_JUMP\r
63   ot("  mov r4,r0\n");\r
64 #else\r
65   ot("  bic r4,r0,#1\n");\r
66 #endif\r
67 }\r
68 \r
69 int OpTrap(int op)\r
70 {\r
71   int use=0;\r
72 \r
73   use=op&~0xf;\r
74   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
75 \r
76   OpStart(op,0x10);\r
77   ot("  and r0,r8,#0xf ;@ Get trap number\n");\r
78   ot("  orr r0,r0,#0x20 ;@ 32+n\n");\r
79   ot("  bl Exception\n");\r
80   ot("\n");\r
81 \r
82   Cycles=38; OpEnd(0x10);\r
83 \r
84   return 0;\r
85 }\r
86 \r
87 // --------------------- Opcodes 0x4e50+ ---------------------\r
88 int OpLink(int op)\r
89 {\r
90   int use=0,reg;\r
91 \r
92   use=op&~7;\r
93   reg=op&7;\r
94   if (reg==7) use=op;\r
95   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
96 \r
97   OpStart(op,0x10);\r
98 \r
99   if(reg!=7) {\r
100     ot(";@ Get An\n");\r
101     EaCalc(11, 7, 8, 2, 1);\r
102     EaRead(11, 1, 8, 2, 7, 1);\r
103   }\r
104 \r
105   ot("  ldr r0,[r7,#0x3c] ;@ Get A7\n");\r
106   ot("  sub r0,r0,#4 ;@ A7-=4\n");\r
107   ot("  mov r8,r0 ;@ abuse r8\n");\r
108   if(reg==7) ot("  mov r1,r0\n");\r
109   ot("\n");\r
110   \r
111   ot(";@ Write An to Stack\n");\r
112   MemHandler(1,2);\r
113 \r
114   ot(";@ Save to An\n");\r
115   if(reg!=7)\r
116     EaWrite(11,8, 8, 2, 7, 1);\r
117 \r
118   ot(";@ Get offset:\n");\r
119   EaCalc(0,0,0x3c,1);    // abused r8 is ok because of imm EA\r
120   EaRead(0,0,0x3c,1,0);\r
121 \r
122   ot("  add r8,r8,r0 ;@ Add offset to A7\n");\r
123   ot("  str r8,[r7,#0x3c]\n");\r
124   ot("\n");\r
125 \r
126   Cycles=16;\r
127   OpEnd(0x10);\r
128   return 0;\r
129 }\r
130 \r
131 // --------------------- Opcodes 0x4e58+ ---------------------\r
132 int OpUnlk(int op)\r
133 {\r
134   int use=0;\r
135 \r
136   use=op&~7;\r
137   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
138 \r
139   OpStart(op,0x10);\r
140 \r
141   ot(";@ Get An\n");\r
142   EaCalc(11, 0xf, 8, 2,   1);\r
143   EaRead(11,   0, 8, 2, 0xf, 1);\r
144 \r
145   ot("  add r8,r0,#4 ;@ A7+=4, abuse r8\n");\r
146   ot("\n");\r
147   ot(";@ Pop An from stack:\n");\r
148   MemHandler(0,2);\r
149   ot("\n");\r
150   ot("  str r8,[r7,#0x3c] ;@ Save A7\n");\r
151   ot("\n");\r
152   ot(";@ An = value from stack:\n");\r
153   EaWrite(11, 0, 8, 2, 7, 1);\r
154 \r
155   Cycles=12;\r
156   OpEnd(0x10);\r
157   return 0;\r
158 }\r
159 \r
160 // --------------------- Opcodes 0x4e70+ ---------------------\r
161 // 01001110 01110ttt\r
162 int Op4E70(int op)\r
163 {\r
164   int type=0;\r
165 \r
166   type=op&7; // reset/nop/stop/rte/rtd/rts/trapv/rtr\r
167 \r
168   switch (type)\r
169   {\r
170     case 1:  // nop\r
171     OpStart(op);\r
172     Cycles=4;\r
173     OpEnd();\r
174     return 0;\r
175 \r
176     case 3: // rte\r
177     OpStart(op,0x10,0,0,1); Cycles=20;\r
178     PopSr(1);\r
179     PopPc();\r
180     ot("  ldr r1,[r7,#0x44] ;@ reload SR high\n");\r
181     SuperChange(op,1);\r
182 #if EMULATE_ADDRESS_ERRORS_JUMP || EMULATE_ADDRESS_ERRORS_IO || EMULATE_HALT\r
183     ot("  ldr r1,[r7,#0x58]\n");\r
184     ot("  bic r1,r1,#0x0c ;@ clear 'not processing instruction' and 'doing addr error' bits\n");\r
185     ot("  str r1,[r7,#0x58]\n");\r
186 #endif\r
187 #if EMULATE_ADDRESS_ERRORS_JUMP\r
188     ot("  tst r4,#1 ;@ address error?\n");\r
189     ot("  bne ExceptionAddressError_r_prg_r4\n");\r
190 #endif\r
191     opend_check_interrupt = 1;\r
192     opend_check_trace = 1;\r
193     OpEnd(0x10,0);\r
194     return 0;\r
195 \r
196     case 5: // rts\r
197     OpStart(op,0x10); Cycles=16;\r
198     PopPc();\r
199 #if EMULATE_ADDRESS_ERRORS_JUMP\r
200     ot("  tst r4,#1 ;@ address error?\n");\r
201     ot("  bne ExceptionAddressError_r_prg_r4\n");\r
202 #endif\r
203     OpEnd(0x10);\r
204     return 0;\r
205 \r
206     case 6: // trapv\r
207     OpStart(op,0x10,0,1); Cycles=4;\r
208     ot("  tst r10,#0x10000000\n");\r
209     ot("  subne r5,r5,#%i\n",34);\r
210     ot("  movne r0,#7 ;@ TRAPV exception\n");\r
211     ot("  blne Exception\n");\r
212     opend_op_changes_cycles = 1;\r
213     OpEnd(0x10,0);\r
214     return 0;\r
215 \r
216     case 7: // rtr\r
217     OpStart(op,0x10); Cycles=20;\r
218     PopSr(0);\r
219     PopPc();\r
220 #if EMULATE_ADDRESS_ERRORS_JUMP\r
221     ot("  tst r4,#1 ;@ address error?\n");\r
222     ot("  bne ExceptionAddressError_r_prg_r4\n");\r
223 #endif\r
224     OpEnd(0x10);\r
225     return 0;\r
226 \r
227     default:\r
228     return 1;\r
229   }\r
230 }\r
231 \r
232 // --------------------- Opcodes 0x4e80+ ---------------------\r
233 // Emit a Jsr/Jmp opcode, 01001110 1meeeeee\r
234 int OpJsr(int op)\r
235 {\r
236   int use=0;\r
237   int sea=0;\r
238 \r
239   sea=op&0x003f;\r
240 \r
241   // See if we can do this opcode:\r
242   if (EaCanRead(sea,-1)==0) return 1;\r
243 \r
244   use=OpBase(op,0);\r
245   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
246 \r
247   OpStart(op,(op&0x40)?0:0x10);\r
248 \r
249   ot("  ldr r11,[r7,#0x60] ;@ Get Memory base\n");\r
250   ot("\n");\r
251   EaCalc(12,0x003f,sea,0);\r
252 \r
253   ot(";@ Jump - Get new PC from r12\n");\r
254   ot("  add r0,r12,r11 ;@ Memory Base + New PC\n");\r
255   ot("\n");\r
256   CheckPc();\r
257   if (!(op&0x40))\r
258   {\r
259     ot("  ldr r2,[r7,#0x3c]\n");\r
260     ot("  sub r1,r4,r11 ;@ r1 = Old PC\n");\r
261   }\r
262 #if EMULATE_ADDRESS_ERRORS_JUMP\r
263   // jsr prefetches next instruction before pushing old PC,\r
264   // according to http://pasti.fxatari.com/68kdocs/68kPrefetch.html\r
265   ot("  mov r4,r0\n");\r
266   ot("  tst r4,#1 ;@ address error?\n");\r
267   ot("  bne ExceptionAddressError_r_prg_r4\n");\r
268 #else\r
269   ot("  bic r4,r0,#1\n");\r
270 #endif\r
271 \r
272   if (!(op&0x40))\r
273   {\r
274     ot(";@ Push old PC onto stack\n");\r
275     ot("  sub r0,r2,#4 ;@ Predecrement A7\n");\r
276     ot("  str r0,[r7,#0x3c] ;@ Save A7\n");\r
277     MemHandler(1,2);\r
278   }\r
279 \r
280   Cycles=(op&0x40) ? 4 : 12;\r
281   Cycles+=Ea_add_ns((op&0x40) ? g_jmp_cycle_table : g_jsr_cycle_table, sea);\r
282 \r
283   OpEnd((op&0x40)?0:0x10);\r
284 \r
285   return 0;\r
286 }\r
287 \r
288 // --------------------- Opcodes 0x50c8+ ---------------------\r
289 \r
290 // ARM version of 68000 condition codes:\r
291 static char *Cond[16]=\r
292 {\r
293   "",  "",  "hi","ls","cc","cs","ne","eq",\r
294   "vc","vs","pl","mi","ge","lt","gt","le"\r
295 };\r
296 \r
297 // Emit a Dbra opcode, 0101cccc 11001nnn vv\r
298 int OpDbra(int op)\r
299 {\r
300   int use=0;\r
301   int cc=0;\r
302 \r
303   use=op&~7; // Use same handler\r
304   cc=(op>>8)&15;\r
305   \r
306   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
307   OpStart(op);\r
308 \r
309   switch (cc)\r
310   {\r
311     case 0: // T\r
312     case 1: // F\r
313       break;\r
314     case 2: // hi\r
315       ot("  tst r10,#0x60000000 ;@ hi: !C && !Z\n");\r
316       ot("  beq DbraTrue\n\n");\r
317       break;\r
318     case 3: // ls\r
319       ot("  tst r10,#0x60000000 ;@ ls: C || Z\n");\r
320       ot("  bne DbraTrue\n\n");\r
321       break;\r
322     default:\r
323       ot(";@ Is the condition true?\n");\r
324       ot("  msr cpsr_flg,r10 ;@ ARM flags = 68000 flags\n");\r
325       ot(";@ If so, don't dbra\n");\r
326       ot("  b%s DbraTrue\n\n",Cond[cc]);\r
327       break;\r
328   }\r
329 \r
330   if (cc!=0)\r
331   {\r
332     ot(";@ Decrement Dn.w\n");\r
333     ot("  and r1,r8,#0x0007\n");\r
334     ot("  mov r1,r1,lsl #2\n");\r
335     ot("  ldrsh r0,[r7,r1]\n");\r
336     ot("  sub r0,r0,#1\n");\r
337     ot("  strh r0,[r7,r1]\n");\r
338     ot("\n");\r
339 \r
340     ot(";@ Check if Dn.w is -1\n");\r
341     ot("  cmn r0,#1\n");\r
342 \r
343 #if (USE_CHECKPC_CALLBACK && USE_CHECKPC_DBRA) || EMULATE_ADDRESS_ERRORS_JUMP\r
344     ot("  beq DbraMin1\n");\r
345     ot("\n");\r
346 \r
347     ot(";@ Get Branch offset:\n");\r
348     ot("  ldrsh r0,[r4]\n");\r
349     ot("  add r0,r4,r0 ;@ r0 = New PC\n");\r
350     CheckPc();\r
351 #if EMULATE_ADDRESS_ERRORS_JUMP\r
352     ot("  mov r4,r0\n");\r
353     ot("  tst r4,#1 ;@ address error?\n");\r
354     ot("  bne ExceptionAddressError_r_prg_r4\n");\r
355 #else\r
356     ot("  bic r4,r0,#1\n");\r
357 #endif\r
358 #else\r
359     ot("\n");\r
360     ot(";@ Get Branch offset:\n");\r
361     ot("  ldrnesh r0,[r4]\n");\r
362     ot("  addeq r4,r4,#2 ;@ Skip branch offset\n");\r
363     ot("  subeq r5,r5,#4 ;@ additional cycles\n");\r
364     ot("  addne r4,r4,r0 ;@ r4 = New PC\n");\r
365     ot("  bic r4,r4,#1\n"); // we do not emulate address errors\r
366     ot("\n");\r
367 #endif\r
368     Cycles=12-2;\r
369     OpEnd();\r
370   }\r
371   \r
372   //if (cc==0||cc>=2)\r
373   if (op==0x50c8)\r
374   {\r
375     ot(";@ condition true:\n");\r
376     ot("DbraTrue%s\n", ms?"":":");\r
377     ot("  add r4,r4,#2 ;@ Skip branch offset\n");\r
378     ot("\n");\r
379     Cycles=12;\r
380     OpEnd();\r
381   }\r
382 \r
383 #if (USE_CHECKPC_CALLBACK && USE_CHECKPC_DBRA) || EMULATE_ADDRESS_ERRORS_JUMP\r
384   if (op==0x51c8)\r
385   {\r
386     ot(";@ Dn.w is -1:\n");\r
387     ot("DbraMin1%s\n", ms?"":":");\r
388     ot("  add r4,r4,#2 ;@ Skip branch offset\n");\r
389     ot("\n");\r
390     Cycles=12+2;\r
391     OpEnd();\r
392   }\r
393 #endif\r
394 \r
395   return 0;\r
396 }\r
397 \r
398 // --------------------- Opcodes 0x6000+ ---------------------\r
399 // Emit a Branch opcode 0110cccc nn  (cccc=condition)\r
400 int OpBranch(int op)\r
401 {\r
402   int size=0,use=0,checkpc=0;\r
403   int offset=0;\r
404   int cc=0;\r
405   char *asr_r11="";\r
406 \r
407   offset=(char)(op&0xff);\r
408   cc=(op>>8)&15;\r
409 \r
410   // Special offsets:\r
411   if (offset==0)  size=1;\r
412   if (offset==-1) size=2;\r
413 \r
414   if (size==2) size=0; // 000 model does not support long displacement\r
415   if (size) use=op; // 16-bit or 32-bit\r
416   else use=(op&0xff00)+1; // Use same opcode for all 8-bit branches\r
417 \r
418   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
419   OpStart(op,size?0x10:0);\r
420   Cycles=10; // Assume branch taken\r
421 \r
422   switch (cc)\r
423   {\r
424     case 0: // T\r
425     case 1: // F\r
426       break;\r
427     case 2: // hi\r
428       ot("  tst r10,#0x60000000 ;@ hi: !C && !Z\n");\r
429       ot("  bne BccDontBranch%i\n\n",8<<size);\r
430       break;\r
431     case 3: // ls\r
432       ot("  tst r10,#0x60000000 ;@ ls: C || Z\n");\r
433       ot("  beq BccDontBranch%i\n\n",8<<size);\r
434       break;\r
435     default:\r
436       ot(";@ Is the condition true?\n");\r
437       ot("  msr cpsr_flg,r10 ;@ ARM flags = 68000 flags\n");\r
438       ot("  b%s BccDontBranch%i\n\n",Cond[cc^1],8<<size);\r
439       break;\r
440   }\r
441 \r
442   if (size) \r
443   {\r
444     if (size<2)\r
445     {\r
446       ot("  ldrsh r11,[r4] ;@ Fetch Branch offset\n");\r
447     }\r
448     else\r
449     {\r
450       ot("  ldrh r2,[r4] ;@ Fetch Branch offset\n");\r
451       ot("  ldrh r11,[r4,#2]\n");\r
452       ot("  orr r11,r11,r2,lsl #16\n");\r
453     }\r
454   }\r
455   else\r
456   {\r
457     ot("  mov r11,r8,asl #24 ;@ Shift 8-bit signed offset up...\n\n");\r
458     asr_r11=",asr #24";\r
459   }\r
460 \r
461   ot(";@ Branch taken - Add on r0 to PC\n");\r
462 \r
463   if (cc==1)\r
464   {\r
465     ot(";@ Bsr - remember old PC\n");\r
466     ot("  ldr r12,[r7,#0x60] ;@ Get Memory base\n");\r
467     ot("  ldr r2,[r7,#0x3c]\n");\r
468     ot("  sub r1,r4,r12 ;@ r1 = Old PC\n");\r
469     if (size) ot("  add r1,r1,#%d\n",1<<size);\r
470     ot("\n");\r
471     ot(";@ Push r1 onto stack\n");\r
472     ot("  sub r0,r2,#4 ;@ Predecrement A7\n");\r
473     ot("  str r0,[r7,#0x3c] ;@ Save A7\n");\r
474     MemHandler(1,2);\r
475     ot("\n");\r
476     Cycles=18; // always 18\r
477   }\r
478 \r
479   ot("  add r0,r4,r11%s ;@ r4 = New PC\n",asr_r11);\r
480 \r
481 #if USE_CHECKPC_CALLBACK && USE_CHECKPC_OFFSETBITS_8\r
482   if (offset!=0 && offset!=-1) checkpc=1;\r
483 #endif\r
484 #if USE_CHECKPC_CALLBACK && USE_CHECKPC_OFFSETBITS_16\r
485   if (offset==0)  checkpc=1;\r
486 #endif\r
487 #if USE_CHECKPC_CALLBACK\r
488   if (offset==-1) checkpc=1;\r
489 #endif\r
490   if (checkpc) CheckPc();\r
491 #if EMULATE_ADDRESS_ERRORS_JUMP\r
492   ot("  mov r4,r0\n");\r
493   ot("  tst r4,#1 ;@ address error?\n");\r
494   ot("  bne ExceptionAddressError_r_prg_r4\n");\r
495 #else\r
496   ot("  bic r4,r0,#1\n");\r
497 #endif\r
498   ot("\n");\r
499 \r
500   OpEnd(size?0x10:0);\r
501 \r
502   // since all "DontBranch" code is same for every size, output only once\r
503   if (cc>=2&&(op&0xff00)==0x6200)\r
504   {\r
505     ot("BccDontBranch%i%s\n", 8<<size, ms?"":":");\r
506     if (size) ot("  add r4,r4,#%d\n",1<<size);\r
507     Cycles+=(size==1) ? 2 : -2; // Branch not taken\r
508     OpEnd(0);\r
509   }\r
510 \r
511   return 0;\r
512 }\r
513 \r