cpu/cz80/cz80.c

   1 /******************************************************************************\r
   2  *\r
   3  * CZ80 (Z80 CPU emulator) version 0.9\r
   4  * Compiled with Dev-C++\r
   5  * Copyright 2004-2005 Stéphane Dallongeville\r
   6  *\r
   7  * (Modified by NJ)\r
   8  *\r
   9  *****************************************************************************/\r
  10 \r
  11 #include <stdio.h>\r
  12 #include <stdlib.h>\r
  13 #include <string.h>\r
  14 #include "cz80.h"\r
  15 \r
  16 #if PICODRIVE_HACKS\r
  17 #undef EMU_M68K\r
  18 #include <Pico/PicoInt.h>\r
  19 #endif\r
  20 \r
  21 #ifndef ALIGN_DATA\r
  22 #ifdef _MSC_VER\r
  23 #define ALIGN_DATA\r
  24 #define inline\r
  25 #undef  CZ80_USE_JUMPTABLE\r
  26 #define CZ80_USE_JUMPTABLE 0\r
  27 #else\r
  28 #define ALIGN_DATA      __attribute__((aligned(4)))\r
  29 #endif\r
  30 #endif\r
  31 \r
  32 #define CF                                      0x01\r
  33 #define NF                                      0x02\r
  34 #define PF                                      0x04\r
  35 #define VF                                      PF\r
  36 #define XF                                      0x08\r
  37 #define HF                                      0x10\r
  38 #define YF                                      0x20\r
  39 #define ZF                                      0x40\r
  40 #define SF                                      0x80\r
  41 \r
  42 \r
  43 /******************************************************************************\r
  44         \83}\83N\83\8d\r
  45 ******************************************************************************/\r
  46 \r
  47 #include "cz80macro.h"\r
  48 \r
  49 \r
  50 /******************************************************************************\r
  51         \83O\83\8d\81[\83o\83\8b\8d\\91¢\91Ì\r
  52 ******************************************************************************/\r
  53 \r
  54 cz80_struc ALIGN_DATA CZ80;\r
  55 \r
  56 \r
  57 /******************************************************************************\r
  58         \83\8d\81[\83J\83\8b\95Ï\90\94\r
  59 ******************************************************************************/\r
  60 \r
  61 static UINT8 ALIGN_DATA cz80_bad_address[1 << CZ80_FETCH_SFT];\r
  62 \r
  63 static UINT8 ALIGN_DATA SZ[256];\r
  64 static UINT8 ALIGN_DATA SZP[256];\r
  65 static UINT8 ALIGN_DATA SZ_BIT[256];\r
  66 static UINT8 ALIGN_DATA SZHV_inc[256];\r
  67 static UINT8 ALIGN_DATA SZHV_dec[256];\r
  68 #if CZ80_BIG_FLAGS_ARRAY\r
  69 static UINT8 ALIGN_DATA SZHVC_add[2*256*256];\r
  70 static UINT8 ALIGN_DATA SZHVC_sub[2*256*256];\r
  71 #endif\r
  72 \r
  73 \r
  74 /******************************************************************************\r
  75         \83\8d\81[\83J\83\8b\8aÖ\90\94\r
  76 ******************************************************************************/\r
  77 \r
  78 /*--------------------------------------------------------\r
  79         \8a\84\82è\8d\9e\82Ý\83R\81[\83\8b\83o\83b\83N\r
  80 --------------------------------------------------------*/\r
  81 \r
  82 static INT32 Cz80_Interrupt_Callback(INT32 line)\r
  83 {\r
  84         return 0xff;\r
  85 }\r
  86 \r
  87 \r
  88 /******************************************************************************\r
  89         CZ80\83C\83\93\83^\83t\83F\81[\83X\8aÖ\90\94\r
  90 ******************************************************************************/\r
  91 \r
  92 /*--------------------------------------------------------\r
  93         CPU\8f\89\8aú\89»\r
  94 --------------------------------------------------------*/\r
  95 \r
  96 void Cz80_Init(cz80_struc *CPU)\r
  97 {\r
  98         UINT32 i, j, p;\r
  99 #if CZ80_BIG_FLAGS_ARRAY\r
 100         int oldval, newval, val;\r
 101         UINT8 *padd, *padc, *psub, *psbc;\r
 102 #endif\r
 103 \r
 104         memset(CPU, 0, sizeof(cz80_struc));\r
 105 \r
 106         memset(cz80_bad_address, 0xff, sizeof(cz80_bad_address));\r
 107 \r
 108         for (i = 0; i < CZ80_FETCH_BANK; i++)\r
 109         {\r
 110                 CPU->Fetch[i] = (UINT32)cz80_bad_address;\r
 111 #if CZ80_ENCRYPTED_ROM\r
 112                 CPU->OPFetch[i] = 0;\r
 113 #endif\r
 114         }\r
 115 \r
 116         // flags tables initialisation\r
 117         for (i = 0; i < 256; i++)\r
 118         {\r
 119                 SZ[i] = i & (SF | YF | XF);\r
 120                 if (!i) SZ[i] |= ZF;\r
 121 \r
 122                 SZ_BIT[i] = i & (SF | YF | XF);\r
 123                 if (!i) SZ_BIT[i] |= ZF | PF;\r
 124 \r
 125                 for (j = 0, p = 0; j < 8; j++) if (i & (1 << j)) p++;\r
 126                 SZP[i] = SZ[i];\r
 127                 if (!(p & 1)) SZP[i] |= PF;\r
 128 \r
 129                 SZHV_inc[i] = SZ[i];\r
 130                 if(i == 0x80) SZHV_inc[i] |= VF;\r
 131                 if((i & 0x0f) == 0x00) SZHV_inc[i] |= HF;\r
 132 \r
 133                 SZHV_dec[i] = SZ[i] | NF;\r
 134                 if (i == 0x7f) SZHV_dec[i] |= VF;\r
 135                 if ((i & 0x0f) == 0x0f) SZHV_dec[i] |= HF;\r
 136         }\r
 137 \r
 138 #if CZ80_BIG_FLAGS_ARRAY\r
 139         padd = &SZHVC_add[  0*256];\r
 140         padc = &SZHVC_add[256*256];\r
 141         psub = &SZHVC_sub[  0*256];\r
 142         psbc = &SZHVC_sub[256*256];\r
 143 \r
 144         for (oldval = 0; oldval < 256; oldval++)\r
 145         {\r
 146                 for (newval = 0; newval < 256; newval++)\r
 147                 {\r
 148                         /* add or adc w/o carry set */\r
 149                         val = newval - oldval;\r
 150                         *padd = (newval) ? ((newval & 0x80) ? SF : 0) : ZF;\r
 151                         *padd |= (newval & (YF | XF));  /* undocumented flag bits 5+3 */\r
 152                         if ((newval & 0x0f) < (oldval & 0x0f)) *padd |= HF;\r
 153                         if (newval < oldval ) *padd |= CF;\r
 154                         if ((val ^ oldval ^ 0x80) & (val ^ newval) & 0x80) *padd |= VF;\r
 155                         padd++;\r
 156 \r
 157                         /* adc with carry set */\r
 158                         val = newval - oldval - 1;\r
 159                         *padc = (newval) ? ((newval & 0x80) ? SF : 0) : ZF;\r
 160                         *padc |= (newval & (YF | XF));  /* undocumented flag bits 5+3 */\r
 161                         if ((newval & 0x0f) <= (oldval & 0x0f)) *padc |= HF;\r
 162                         if (newval <= oldval) *padc |= CF;\r
 163                         if ((val ^ oldval ^ 0x80) & (val ^ newval) & 0x80) *padc |= VF;\r
 164                         padc++;\r
 165 \r
 166                         /* cp, sub or sbc w/o carry set */\r
 167                         val = oldval - newval;\r
 168                         *psub = NF | ((newval) ? ((newval & 0x80) ? SF : 0) : ZF);\r
 169                         *psub |= (newval & (YF | XF));  /* undocumented flag bits 5+3 */\r
 170                         if ((newval & 0x0f) > (oldval & 0x0f)) *psub |= HF;\r
 171                         if (newval > oldval) *psub |= CF;\r
 172                         if ((val^oldval) & (oldval^newval) & 0x80) *psub |= VF;\r
 173                         psub++;\r
 174 \r
 175                         /* sbc with carry set */\r
 176                         val = oldval - newval - 1;\r
 177                         *psbc = NF | ((newval) ? ((newval & 0x80) ? SF : 0) : ZF);\r
 178                         *psbc |= (newval & (YF | XF));  /* undocumented flag bits 5+3 */\r
 179                         if ((newval & 0x0f) >= (oldval & 0x0f)) *psbc |= HF;\r
 180                         if (newval >= oldval) *psbc |= CF;\r
 181                         if ((val ^ oldval) & (oldval^newval) & 0x80) *psbc |= VF;\r
 182                         psbc++;\r
 183                 }\r
 184         }\r
 185 #endif\r
 186 \r
 187         CPU->pzR8[0] = &zB;\r
 188         CPU->pzR8[1] = &zC;\r
 189         CPU->pzR8[2] = &zD;\r
 190         CPU->pzR8[3] = &zE;\r
 191         CPU->pzR8[4] = &zH;\r
 192         CPU->pzR8[5] = &zL;\r
 193         CPU->pzR8[6] = &zF;     // \8f\88\97\9d\82Ì\93s\8d\87\8fã\81AA\82Æ\93ü\82ê\91Ö\82¦\r
 194         CPU->pzR8[7] = &zA;     // \8f\88\97\9d\82Ì\93s\8d\87\8fã\81AF\82Æ\93ü\82ê\91Ö\82¦\r
 195 \r
 196         CPU->pzR16[0] = pzBC;\r
 197         CPU->pzR16[1] = pzDE;\r
 198         CPU->pzR16[2] = pzHL;\r
 199         CPU->pzR16[3] = pzAF;\r
 200 \r
 201         zIX = zIY = 0xffff;\r
 202         zF = ZF;\r
 203 \r
 204         CPU->Interrupt_Callback = Cz80_Interrupt_Callback;\r
 205 }\r
 206 \r
 207 \r
 208 /*--------------------------------------------------------\r
 209         CPU\83\8a\83Z\83b\83g\r
 210 --------------------------------------------------------*/\r
 211 \r
 212 void Cz80_Reset(cz80_struc *CPU)\r
 213 {\r
 214         memset(CPU, 0, (INT32)&CPU->BasePC - (INT32)CPU);\r
 215         Cz80_Set_Reg(CPU, CZ80_PC, 0);\r
 216 }\r
 217 \r
 218 /* */\r
 219 #if PICODRIVE_HACKS\r
 220 static inline unsigned char picodrive_read(unsigned short a)\r
 221 {\r
 222         return (a < 0x4000) ? Pico.zram[a&0x1fff] : z80_read(a);\r
 223 }\r
 224 #endif\r
 225 \r
 226 /*--------------------------------------------------------\r
 227         CPU\8eÀ\8ds\r
 228 --------------------------------------------------------*/\r
 229 \r
 230 INT32 Cz80_Exec(cz80_struc *CPU, INT32 cycles)\r
 231 {\r
 232 #if CZ80_USE_JUMPTABLE\r
 233 #include "cz80jmp.c"\r
 234 #endif\r
 235 \r
 236         UINT32 PC;\r
 237 #if CZ80_ENCRYPTED_ROM\r
 238         INT32 OPBase;\r
 239 #endif\r
 240         UINT32 Opcode;\r
 241         UINT32 adr = 0;\r
 242         UINT32 res;\r
 243         UINT32 val;\r
 244         int afterEI = 0;\r
 245 \r
 246         PC = CPU->PC;\r
 247 #if CZ80_ENCRYPTED_ROM\r
 248         OPBase = CPU->OPBase;\r
 249 #endif\r
 250         CPU->ICount = cycles - CPU->ExtraCycles;\r
 251         CPU->ExtraCycles = 0;\r
 252 \r
 253         if (!CPU->HaltState)\r
 254         {\r
 255 Cz80_Exec:\r
 256                 if (CPU->ICount > 0)\r
 257                 {\r
 258                         union16 *data = pzHL;\r
 259                         Opcode = READ_OP();\r
 260 #if CZ80_EMULATE_R_EXACTLY\r
 261                         zR++;\r
 262 #endif\r
 263                         #include "cz80_op.c"\r
 264                 }\r
 265 \r
 266                 if (afterEI)\r
 267                 {\r
 268                         afterEI = 0;\r
 269 Cz80_Check_Interrupt:\r
 270                         if (CPU->IRQState != CLEAR_LINE)\r
 271                         {\r
 272                                 CHECK_INT\r
 273                         }\r
 274                         goto Cz80_Exec;\r
 275                 }\r
 276         }\r
 277         else CPU->ICount = 0;\r
 278 \r
 279 Cz80_Exec_End:\r
 280         CPU->PC = PC;\r
 281 #if CZ80_ENCRYPTED_ROM\r
 282         CPU->OPBase = OPBase;\r
 283 #endif\r
 284         cycles -= CPU->ICount;\r
 285 #if !CZ80_EMULATE_R_EXACTLY\r
 286         zR = (zR + (cycles >> 2)) & 0x7f;\r
 287 #endif\r
 288 \r
 289         return cycles;\r
 290 }\r
 291 \r
 292 \r
 293 /*--------------------------------------------------------\r
 294         \8a\84\82è\8d\9e\82Ý\8f\88\97\9d\r
 295 --------------------------------------------------------*/\r
 296 \r
 297 void Cz80_Set_IRQ(cz80_struc *CPU, INT32 line, INT32 state)\r
 298 {\r
 299         if (line == IRQ_LINE_NMI)\r
 300         {\r
 301                 zIFF1 = 0;\r
 302                 CPU->ExtraCycles += 11;\r
 303                 CPU->HaltState = 0;\r
 304                 PUSH_16(CPU->PC - CPU->BasePC)\r
 305                 Cz80_Set_Reg(CPU, CZ80_PC, 0x66);\r
 306         }\r
 307         else\r
 308         {\r
 309                 CPU->IRQState = state;\r
 310 \r
 311                 if (state != CLEAR_LINE)\r
 312                 {\r
 313                         UINT32 PC = CPU->PC;\r
 314 #if CZ80_ENCRYPTED_ROM\r
 315                         INT32 OPBase = CPU->OPBase;\r
 316 #endif\r
 317 \r
 318                         CPU->IRQLine = line;\r
 319                         CHECK_INT\r
 320                         CPU->PC = PC;\r
 321 #if CZ80_ENCRYPTED_ROM\r
 322                         CPU->OPBase = OPBase;\r
 323 #endif\r
 324                 }\r
 325         }\r
 326 }\r
 327 \r
 328 \r
 329 /*--------------------------------------------------------\r
 330         \83\8c\83W\83X\83^\8eæ\93¾\r
 331 --------------------------------------------------------*/\r
 332 \r
 333 UINT32 Cz80_Get_Reg(cz80_struc *CPU, INT32 regnum)\r
 334 {\r
 335         switch (regnum)\r
 336         {\r
 337         case CZ80_PC:   return (CPU->PC - CPU->BasePC);\r
 338         case CZ80_SP:   return zSP;\r
 339         case CZ80_AF:   return zAF;\r
 340         case CZ80_BC:   return zBC;\r
 341         case CZ80_DE:   return zDE;\r
 342         case CZ80_HL:   return zHL;\r
 343         case CZ80_IX:   return zIX;\r
 344         case CZ80_IY:   return zIY;\r
 345         case CZ80_AF2:  return zAF2;\r
 346         case CZ80_BC2:  return zBC2;\r
 347         case CZ80_DE2:  return zDE2;\r
 348         case CZ80_HL2:  return zHL2;\r
 349         case CZ80_R:    return zR;\r
 350         case CZ80_I:    return zI;\r
 351         case CZ80_IM:   return zIM;\r
 352         case CZ80_IFF1: return zIFF1;\r
 353         case CZ80_IFF2: return zIFF2;\r
 354         case CZ80_HALT: return CPU->HaltState;\r
 355         case CZ80_IRQ:  return CPU->IRQState;\r
 356         default: return 0;\r
 357         }\r
 358 }\r
 359 \r
 360 \r
 361 /*--------------------------------------------------------\r
 362         \83\8c\83W\83X\83^\90Ý\92è\r
 363 --------------------------------------------------------*/\r
 364 \r
 365 void Cz80_Set_Reg(cz80_struc *CPU, INT32 regnum, UINT32 val)\r
 366 {\r
 367         switch (regnum)\r
 368         {\r
 369         case CZ80_PC:\r
 370                 CPU->BasePC = CPU->Fetch[val >> CZ80_FETCH_SFT];\r
 371 #if CZ80_ENCRYPTED_ROM\r
 372                 CPU->OPBase = CPU->OPFetch[val >> CZ80_FETCH_SFT];\r
 373 #endif\r
 374                 CPU->PC = val + CPU->BasePC;\r
 375                 break;\r
 376 \r
 377         case CZ80_SP:   zSP = val; break;\r
 378         case CZ80_AF:   zAF = val; break;\r
 379         case CZ80_BC:   zBC = val; break;\r
 380         case CZ80_DE:   zDE = val; break;\r
 381         case CZ80_HL:   zHL = val; break;\r
 382         case CZ80_IX:   zIX = val; break;\r
 383         case CZ80_IY:   zIY = val; break;\r
 384         case CZ80_AF2:  zAF2 = val; break;\r
 385         case CZ80_BC2:  zBC2 = val; break;\r
 386         case CZ80_DE2:  zDE2 = val; break;\r
 387         case CZ80_HL2:  zHL2 = val; break;\r
 388         case CZ80_R:    zR = val; break;\r
 389         case CZ80_I:    zI = val; break;\r
 390         case CZ80_IM:   zIM = val; break;\r
 391         case CZ80_IFF1: zIFF1 = val; break;\r
 392         case CZ80_IFF2: zIFF2 = val; break;\r
 393         case CZ80_HALT: CPU->HaltState = val; break;\r
 394         case CZ80_IRQ:  CPU->IRQState = val; break;\r
 395         default: break;\r
 396         }\r
 397 }\r
 398 \r
 399 \r
 400 /*--------------------------------------------------------\r
 401         \83t\83F\83b\83`\83A\83h\83\8c\83X\90Ý\92è\r
 402 --------------------------------------------------------*/\r
 403 \r
 404 void Cz80_Set_Fetch(cz80_struc *CPU, UINT32 low_adr, UINT32 high_adr, UINT32 fetch_adr)\r
 405 {\r
 406         int i, j;\r
 407 \r
 408         i = low_adr >> CZ80_FETCH_SFT;\r
 409         j = high_adr >> CZ80_FETCH_SFT;\r
 410         fetch_adr -= i << CZ80_FETCH_SFT;\r
 411 \r
 412         while (i <= j)\r
 413         {\r
 414                 CPU->Fetch[i] = fetch_adr;\r
 415 #if CZ80_ENCRYPTED_ROM\r
 416                 CPU->OPFetch[i] = 0;\r
 417 #endif\r
 418                 i++;\r
 419         }\r
 420 }\r
 421 \r
 422 \r
 423 /*--------------------------------------------------------\r
 424         \83t\83F\83b\83`\83A\83h\83\8c\83X\90Ý\92è (\88Ã\8d\86\89»ROM\91Î\89\9e)\r
 425 --------------------------------------------------------*/\r
 426 \r
 427 #if CZ80_ENCRYPTED_ROM\r
 428 void Cz80_Set_Encrypt_Range(cz80_struc *CPU, UINT32 low_adr, UINT32 high_adr, UINT32 decrypted_rom)\r
 429 {\r
 430         int i, j;\r
 431 \r
 432         i = low_adr >> CZ80_FETCH_SFT;\r
 433         j = high_adr >> CZ80_FETCH_SFT;\r
 434         decrypted_rom -= i << CZ80_FETCH_SFT;\r
 435 \r
 436         while (i <= j)\r
 437         {\r
 438                 CPU->OPFetch[i] = (INT32)decrypted_rom - (INT32)CPU->Fetch[i];\r
 439                 i++;\r
 440         }\r
 441 }\r
 442 #endif\r
 443 \r
 444 \r
 445 /*--------------------------------------------------------\r
 446         \83\81\83\82\83\8a\83\8a\81[\83h/\83\89\83C\83g\8aÖ\90\94\90Ý\92è\r
 447 --------------------------------------------------------*/\r
 448 \r
 449 void Cz80_Set_ReadB(cz80_struc *CPU, UINT8 (*Func)(UINT32 address))\r
 450 {\r
 451         CPU->Read_Byte = Func;\r
 452 }\r
 453 \r
 454 void Cz80_Set_WriteB(cz80_struc *CPU, void (*Func)(UINT32 address, UINT8 data))\r
 455 {\r
 456         CPU->Write_Byte = Func;\r
 457 }\r
 458 \r
 459 \r
 460 /*--------------------------------------------------------\r
 461         \83|\81[\83g\83\8a\81[\83h/\83\89\83C\83g\8aÖ\90\94\90Ý\92è\r
 462 --------------------------------------------------------*/\r
 463 \r
 464 void Cz80_Set_INPort(cz80_struc *CPU, UINT8 (*Func)(UINT16 port))\r
 465 {\r
 466         CPU->IN_Port = Func;\r
 467 }\r
 468 \r
 469 void Cz80_Set_OUTPort(cz80_struc *CPU, void (*Func)(UINT16 port, UINT8 value))\r
 470 {\r
 471         CPU->OUT_Port = Func;\r
 472 }\r
 473 \r
 474 \r
 475 /*--------------------------------------------------------\r
 476         \83R\81[\83\8b\83o\83b\83N\8aÖ\90\94\90Ý\92è\r
 477 --------------------------------------------------------*/\r
 478 \r
 479 void Cz80_Set_IRQ_Callback(cz80_struc *CPU, INT32 (*Func)(INT32 irqline))\r
 480 {\r
 481         CPU->Interrupt_Callback = Func;\r
 482 }\r