Cyclone/OpArith.cpp

   1 \r
   2 // This file is part of the Cyclone 68000 Emulator\r
   3 \r
   4 // Copyright (c) 2011 FinalDave (emudave (at) gmail.com)\r
   5 \r
   6 // This code is licensed under the GNU General Public License version 2.0 and the MAME License.\r
   7 // You can choose the license that has the most advantages for you.\r
   8 \r
   9 // SVN repository can be found at http://code.google.com/p/cyclone68000/\r
  10 \r
  11 #include "app.h"\r
  12 \r
  13 // --------------------- Opcodes 0x0000+ ---------------------\r
  14 // Emit an Ori/And/Sub/Add/Eor/Cmp Immediate opcode, 0000ttt0 00aaaaaa\r
  15 int OpArith(int op)\r
  16 {\r
  17   int type=0,size=0;\r
  18   int sea=0,tea=0;\r
  19   int use=0;\r
  20 \r
  21   // Get source and target EA\r
  22   type=(op>>9)&7; if (type==4 || type>=7) return 1;\r
  23   size=(op>>6)&3; if (size>=3) return 1;\r
  24   sea=   0x003c;\r
  25   tea=op&0x003f;\r
  26 \r
  27   // See if we can do this opcode:\r
  28   if (EaCanRead(tea,size)==0) return 1;\r
  29   if (type!=6 && EaCanWrite(tea)==0) return 1;\r
  30 \r
  31   use=OpBase(op);\r
  32   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
  33 \r
  34   OpStart(op); Cycles=4;\r
  35 \r
  36   EaCalc(10,0x0000, sea,size);\r
  37   EaRead(10,    10, sea,size,1);\r
  38 \r
  39   EaCalc(11,0x003f, tea,size);\r
  40   EaRead(11,     0, tea,size,1);\r
  41 \r
  42   ot(";@ Do arithmetic:\n");\r
  43 \r
  44   if (type==0) ot("  orr r1,r0,r10\n");\r
  45   if (type==1) ot("  and r1,r0,r10\n");\r
  46   if (type==2) ot("  subs r1,r0,r10 ;@ Defines NZCV\n");\r
  47   if (type==3) ot("  adds r1,r0,r10 ;@ Defines NZCV\n");\r
  48   if (type==5) ot("  eor r1,r0,r10\n");\r
  49   if (type==6) ot("  cmp r0,r10 ;@ Defines NZCV\n");\r
  50 \r
  51   if (type<2 || type==5) ot("  adds r1,r1,#0 ;@ Defines NZ, clears CV\n"); // 0,1,5\r
  52 \r
  53   if (type< 2) OpGetFlags(0,0); // Ori/And\r
  54   if (type==2) OpGetFlags(1,1); // Sub: Subtract/X-bit\r
  55   if (type==3) OpGetFlags(0,1); // Add: X-bit\r
  56   if (type==5) OpGetFlags(0,0); // Eor\r
  57   if (type==6) OpGetFlags(1,0); // Cmp: Subtract\r
  58   ot("\n");\r
  59 \r
  60   if (type!=6)\r
  61   {\r
  62     EaWrite(11, 1, tea,size,1);\r
  63   }\r
  64 \r
  65   // Correct cycles:\r
  66   if (type==6)\r
  67   {\r
  68     if (size>=2 && tea<0x10) Cycles+=2;\r
  69   }\r
  70   else\r
  71   {\r
  72     if (size>=2) Cycles+=4;\r
  73     if (tea>=0x10) Cycles+=4;\r
  74     if (Amatch && type==1 && size>=2 && tea<0x10) Cycles-=2;\r
  75   }\r
  76 \r
  77   OpEnd();\r
  78 \r
  79   return 0;\r
  80 }\r
  81 \r
  82 // --------------------- Opcodes 0x5000+ ---------------------\r
  83 int OpAddq(int op)\r
  84 {\r
  85   // 0101nnnt xxeeeeee (nnn=#8,1-7 t=addq/subq xx=size, eeeeee=EA)\r
  86   int num=0,type=0,size=0,ea=0;\r
  87   int use=0;\r
  88   char count[16]="";\r
  89   int shift=0;\r
  90 \r
  91   num =(op>>9)&7; if (num==0) num=8;\r
  92   type=(op>>8)&1;\r
  93   size=(op>>6)&3; if (size>=3) return 1;\r
  94   ea  = op&0x3f;\r
  95 \r
  96   // See if we can do this opcode:\r
  97   if (EaCanRead (ea,size)==0) return 1;\r
  98   if (EaCanWrite(ea     )==0) return 1;\r
  99 \r
 100   use=op; if (ea<0x38) use&=~7;\r
 101   if ((ea&0x38)==0x08) { size=2; use&=~0xc0; } // Every addq #n,An is 32-bit\r
 102 \r
 103   if (num!=8) use|=0x0e00; // If num is not 8, use same handler\r
 104   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
 105 \r
 106   OpStart(op);\r
 107   Cycles=ea<8?4:8;\r
 108   if (size>=2 && ea!=8) Cycles+=4;\r
 109 \r
 110   EaCalc(10,0x003f, ea,size);\r
 111   EaRead(10,     0, ea,size,1);\r
 112 \r
 113   shift=32-(8<<size);\r
 114 \r
 115   if (num!=8)\r
 116   {\r
 117     int lsr=9-shift;\r
 118 \r
 119     if (lsr>=0) ot("  mov r2,r8,lsr #%d ;@ Get quick value\n", lsr);\r
 120     else        ot("  mov r2,r8,lsl #%d ;@ Get quick value\n",-lsr);\r
 121 \r
 122     ot("  and r2,r2,#0x%.4x\n",7<<shift);\r
 123     ot("\n");\r
 124     strcpy(count,"r2");\r
 125   }\r
 126 \r
 127   if (num==8) sprintf(count,"#0x%.4x",8<<shift);\r
 128 \r
 129   if (type==0) ot("  adds r1,r0,%s\n",count);\r
 130   if (type==1) ot("  subs r1,r0,%s\n",count);\r
 131 \r
 132   if ((ea&0x38)!=0x08) OpGetFlags(type,1);\r
 133   ot("\n");\r
 134 \r
 135   EaWrite(10,     1, ea,size,1);\r
 136 \r
 137   OpEnd();\r
 138 \r
 139   return 0;\r
 140 }\r
 141 \r
 142 // --------------------- Opcodes 0x8000+ ---------------------\r
 143 // 1t0tnnnd xxeeeeee (tt=type:or/sub/and/add xx=size, eeeeee=EA)\r
 144 int OpArithReg(int op)\r
 145 {\r
 146   int use=0;\r
 147   int type=0,size=0,dir=0,rea=0,ea=0;\r
 148 \r
 149   type=(op>>12)&5;\r
 150   rea =(op>> 9)&7;\r
 151   dir =(op>> 8)&1;\r
 152   size=(op>> 6)&3; if (size>=3) return 1;\r
 153   ea  = op&0x3f;\r
 154 \r
 155   if (dir && ea<0x10) return 1; // addx/subx opcode\r
 156 \r
 157   // See if we can do this opcode:\r
 158   if (dir==0 && EaCanWrite(rea)==0) return 1;\r
 159   if (dir    && EaCanWrite( ea)==0) return 1;\r
 160 \r
 161   use=OpBase(op);\r
 162   use&=~0x0e00; // Use same opcode for Dn\r
 163   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
 164 \r
 165   OpStart(op); Cycles=4;\r
 166 \r
 167   ot(";@ Get r10=EA r11=EA value\n");\r
 168   EaCalc(10,0x003f, ea,size);\r
 169   EaRead(10,    11, ea,size,1);\r
 170   ot(";@ Get r0=Register r1=Register value\n");\r
 171   EaCalc( 0,0x0e00,rea,size);\r
 172   EaRead( 0,     1,rea,size,1);\r
 173 \r
 174   ot(";@ Do arithmetic:\n");\r
 175   if (type==0) ot("  orr  ");\r
 176   if (type==1) ot("  subs ");\r
 177   if (type==4) ot("  and  ");\r
 178   if (type==5) ot("  adds ");\r
 179   if (dir) ot("r1,r11,r1\n");\r
 180   else     ot("r1,r1,r11\n");\r
 181 \r
 182   if ((type&1)==0) ot("  adds r1,r1,#0 ;@ Defines NZ, clears CV\n");\r
 183 \r
 184   OpGetFlags(type==1,type&1); // 1==subtract\r
 185   ot("\n");\r
 186 \r
 187   ot(";@ Save result:\n");\r
 188   if (dir) EaWrite(10, 1, ea,size,1);\r
 189   else     EaWrite( 0, 1,rea,size,1);\r
 190 \r
 191   if (size==1 && ea>=0x10) Cycles+=4;\r
 192   if (size>=2) { if (ea<0x10) Cycles+=4; else Cycles+=2; }\r
 193 \r
 194   OpEnd();\r
 195 \r
 196   return 0;\r
 197 }\r
 198 \r
 199 // --------------------- Opcodes 0x80c0+ ---------------------\r
 200 int OpMul(int op)\r
 201 {\r
 202   // Div/Mul: 1m00nnns 11eeeeee (m=Mul, nnn=Register Dn, s=signed, eeeeee=EA)\r
 203   int type=0,rea=0,sign=0,ea=0;\r
 204   int use=0;\r
 205 \r
 206   type=(op>>14)&1; // div/mul\r
 207   rea =(op>> 9)&7;\r
 208   sign=(op>> 8)&1;\r
 209   ea  = op&0x3f;\r
 210 \r
 211   // See if we can do this opcode:\r
 212   if (EaCanRead(ea,1)==0) return 1;\r
 213 \r
 214   use=OpBase(op);\r
 215   use&=~0x0e00; // Use same for all registers\r
 216   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
 217 \r
 218   OpStart(op); Cycles=type?70:133;\r
 219 \r
 220   EaCalc(10,0x003f, ea, 1);\r
 221   EaRead(10,    10, ea, 1);\r
 222 \r
 223   EaCalc (0,0x0e00,rea, 2);\r
 224   EaRead (0,     2,rea, 2);\r
 225 \r
 226   if (type==0)\r
 227   {\r
 228     ot("  cmp r10,#0\n");\r
 229     ot("  moveq r10,#1 ;@ Divide by zero\n");\r
 230     ot("\n");\r
 231     \r
 232     if (sign)\r
 233     {\r
 234       ot("  mov r11,#0 ;@ r11 = 1 if the result is negative\n");\r
 235       ot("  eorlt r11,r11,#1\n");\r
 236       ot("  rsblt r10,r10,#0 ;@ Make r10 positive\n");\r
 237       ot("\n");\r
 238       ot("  cmp r2,#0\n");\r
 239       ot("  eorlt r11,r11,#1\n");\r
 240       ot("  rsblt r2,r2,#0 ;@ Make r2 positive\n");\r
 241       ot("\n");\r
 242     }\r
 243 \r
 244     ot(";@ Divide r2 by r10\n");\r
 245     ot("  mov r3,#0\n");\r
 246     ot("  mov r1,r10\n");\r
 247     ot("\n");\r
 248     ot(";@ Shift up divisor till it's just less than numerator\n");\r
 249     ot("Shift%.4x%s\n",op,ms?"":":");\r
 250     ot("  cmp r1,r2,lsr #1\n");\r
 251     ot("  movls r1,r1,lsl #1\n");\r
 252     ot("  bcc Shift%.4x\n",op);\r
 253     ot("\n");\r
 254 \r
 255     ot("Divide%.4x%s\n",op,ms?"":":");\r
 256     ot("  cmp r2,r1\n");\r
 257     ot("  adc r3,r3,r3 ;@ Double r3 and add 1 if carry set\n");\r
 258     ot("  subcs r2,r2,r1\n");\r
 259     ot("  teq r1,r10\n");\r
 260     ot("  movne r1,r1,lsr #1\n");\r
 261     ot("  bne Divide%.4x\n",op);\r
 262     ot("\n");\r
 263 \r
 264     if (sign)\r
 265     {\r
 266       ot("  tst r11,r11\n");\r
 267       ot("  rsbne r3,r3,#0 ;@ Negate if result is negative\n");\r
 268     }\r
 269 \r
 270     ot("  mov r11,r2 ;@ Remainder\n");\r
 271 \r
 272     ot("  adds r1,r3,#0 ;@ Defines NZ, clears CV\n");\r
 273     OpGetFlags(0,0);\r
 274 \r
 275     ot("  mov r1,r1,lsl #16 ;@ Clip to 16-bits\n");\r
 276     ot("  mov r1,r1,lsr #16\n");\r
 277     ot("  orr r1,r1,r11,lsl #16 ;@ Insert remainder\n");\r
 278   }\r
 279 \r
 280   if (type==1)\r
 281   {\r
 282     char *shift="asr";\r
 283 \r
 284     ot(";@ Get 16-bit signs right:\n");\r
 285     if (sign==0) { ot("  mov r10,r10,lsl #16\n"); shift="lsr"; }\r
 286     ot("  mov r2,r2,lsl #16\n");\r
 287 \r
 288     if (sign==0) ot("  mov r10,r10,lsr #16\n");\r
 289     ot("  mov r2,r2,%s #16\n",shift);\r
 290     ot("\n");\r
 291 \r
 292     ot("  mul r1,r2,r10\n");\r
 293     ot("  adds r1,r1,#0 ;@ Defines NZ, clears CV\n");\r
 294     OpGetFlags(0,0);\r
 295 \r
 296     if (Amatch && ea==0x3c) Cycles-=4;\r
 297   }\r
 298   ot("\n");\r
 299 \r
 300   EaWrite(0,     1,rea, 2);\r
 301 \r
 302 \r
 303   OpEnd();\r
 304 \r
 305   return 0;\r
 306 }\r
 307 \r
 308 // Get X Bit into carry - trashes r2\r
 309 static int GetXBit(int subtract)\r
 310 {\r
 311   ot(";@ Get X bit:\n");\r
 312   ot("  ldrb r2,[r7,#0x45]\n");\r
 313   if (subtract) ot("  mvn r2,r2,lsl #28 ;@ Invert it\n");\r
 314   else          ot("  mov r2,r2,lsl #28\n");\r
 315   ot("  msr cpsr_flg,r2 ;@ Get into Carry\n");\r
 316   ot("\n");\r
 317   return 0;\r
 318 }\r
 319 \r
 320 // --------------------- Opcodes 0x8100+ ---------------------\r
 321 // 1t00ddd1 0000asss - sbcd/abcd Ds,Dd or -(As),-(Ad)\r
 322 int OpAbcd(int op)\r
 323 {\r
 324   int use=0;\r
 325   int type=0,sea=0,addr=0,dea=0;\r
 326   \r
 327   type=(op>>14)&1;\r
 328   dea =(op>> 9)&7;\r
 329   addr=(op>> 3)&1;\r
 330   sea = op     &7;\r
 331 \r
 332   if (addr) { sea|=0x20; dea|=0x20; }\r
 333 \r
 334   use=op&~0x0e07; // Use same opcode for all registers\r
 335   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
 336 \r
 337   OpStart(op); Cycles=6;\r
 338 \r
 339   EaCalc( 0,0x0007, sea,0);\r
 340   EaRead( 0,    10, sea,0,1);\r
 341   EaCalc(11,0x0e00, dea,0);\r
 342   EaRead(11,     1, dea,0,1);\r
 343 \r
 344   ot("  ldrb r2,[r7,#0x45] ;@ Get X bit\n");\r
 345   ot("  tst r2,#2\n");\r
 346   ot("  addne r10,r10,#0x01000000 ;@ Add carry bit\n");\r
 347 \r
 348   if (type)\r
 349   {\r
 350     ot(";@ Add units into r2:\n");\r
 351     ot("  and r2,r1, #0x0f000000\n");\r
 352     ot("  and r0,r10,#0x0f000000\n");\r
 353     ot("  add r2,r2,r0\n");\r
 354     ot("  cmp r2,#0x0a000000\n");\r
 355     ot("  addpl r1,r1,#0x06000000 ;@ Decimal adjust units\n");\r
 356     ot("  add r1,r1,r10 ;@ Add BCD\n");\r
 357     ot("  mov r0,r1,lsr #24\n");\r
 358     ot("  cmp r0,#0xa0\n");\r
 359     ot("  addpl r1,r1,#0x60000000 ;@ Decimal adjust tens\n");\r
 360     OpGetFlags(0,1);\r
 361   }\r
 362   else\r
 363   {\r
 364     ot(";@ Sub units into r2:\n");\r
 365     ot("  and r2,r1, #0x0f000000\n");\r
 366     ot("  and r0,r10,#0x0f000000\n");\r
 367     ot("  subs r2,r2,r0\n");\r
 368     ot("  submi r1,r1,#0x06000000 ;@ Decimal adjust units\n");\r
 369     ot("  subs r1,r1,r10 ;@ Subtract BCD\n");\r
 370     ot("  submis r1,r1,#0x60000000 ;@ Decimal adjust tens\n");\r
 371     OpGetFlags(1,1);\r
 372   }\r
 373   ot("\n");\r
 374 \r
 375   EaWrite(11,     1, dea,0,1);\r
 376 \r
 377   OpEnd();\r
 378 \r
 379   return 0;\r
 380 }\r
 381 \r
 382 // --------------------- Opcodes 0x90c0+ ---------------------\r
 383 // Suba/Cmpa/Adda 1tt1nnnx 11eeeeee (tt=type, x=size, eeeeee=Source EA)\r
 384 int OpAritha(int op)\r
 385 {\r
 386   int use=0;\r
 387   int type=0,size=0,sea=0,dea=0;\r
 388 \r
 389   // Suba/Cmpa/Adda/(invalid):\r
 390   type=(op>>13)&3; if (type>=3) return 1;\r
 391 \r
 392   size=(op>>8)&1; size++;\r
 393   dea=(op>>9)&7; dea|=8; // Dest=An\r
 394   sea=op&0x003f; // Source\r
 395 \r
 396   // See if we can do this opcode:\r
 397   if (EaCanRead(sea,size)==0) return 1;\r
 398 \r
 399   use=OpBase(op);\r
 400   use&=~0x0e00; // Use same opcode for An\r
 401   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
 402 \r
 403   OpStart(op); Cycles=4;\r
 404   EaCalc ( 0,0x003f, sea,size);\r
 405   EaRead ( 0,    10, sea,size);\r
 406 \r
 407   EaCalc ( 0,0x0e00, dea,2);\r
 408   EaRead ( 0,     1, dea,2);\r
 409 \r
 410   if (type==0) ot("  sub r1,r1,r10\n");\r
 411   if (type==1) ot("  cmp r1,r10 ;@ Defines NZCV\n");\r
 412   if (type==1) OpGetFlags(1,0); // Get Cmp flags\r
 413   if (type==2) ot("  add r1,r1,r10\n");\r
 414   ot("\n");\r
 415   \r
 416   EaWrite( 0,     1, dea,2);\r
 417 \r
 418   if (Amatch && sea==0x3c) Cycles-=size<2?4:8; // Correct?\r
 419   if (size>=2) { if (sea<0x10) Cycles+=4; else Cycles+=2; }\r
 420 \r
 421   OpEnd();\r
 422 \r
 423   return 0;\r
 424 }\r
 425 \r
 426 // --------------------- Opcodes 0x9100+ ---------------------\r
 427 // Emit a Subx/Addx opcode, 1t01ddd1 zz000sss addx.z Ds,Dd\r
 428 int OpAddx(int op)\r
 429 {\r
 430   int use=0;\r
 431   int type=0,size=0,dea=0,sea=0;\r
 432 \r
 433   type=(op>>12)&5;\r
 434   dea =(op>> 9)&7;\r
 435   size=(op>> 6)&3; if (size>=3) return 1;\r
 436   sea = op&0x3f;\r
 437 \r
 438   // See if we can do this opcode:\r
 439   if (EaCanRead(sea,size)==0) return 1;\r
 440   if (EaCanWrite(dea)==0) return 1;\r
 441 \r
 442   use=OpBase(op);\r
 443   use&=~0x0e00; // Use same opcode for Dn\r
 444   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
 445 \r
 446   OpStart(op); Cycles=8;\r
 447 \r
 448   ot(";@ Get r10=EA r11=EA value\n");\r
 449   EaCalc( 0,0x003f,sea,size);\r
 450   EaRead( 0,    11,sea,size,1);\r
 451   ot(";@ Get r0=Register r1=Register value\n");\r
 452   EaCalc( 0,0x0e00,dea,size);\r
 453   EaRead( 0,     1,dea,size,1);\r
 454 \r
 455   ot(";@ Do arithmetic:\n");\r
 456   GetXBit(type==1);\r
 457 \r
 458   if (type==5 && size<2)\r
 459   {\r
 460     ot(";@ Make sure the carry bit will tip the balance:\n");\r
 461     if (size==0) ot("  ldr r2,=0x00ffffff\n");\r
 462     else         ot("  ldr r2,=0x0000ffff\n");\r
 463     ot("  orr r11,r11,r2\n");\r
 464     ot("\n");\r
 465   }\r
 466 \r
 467   if (type==1) ot("  sbcs r1,r1,r11\n");\r
 468   if (type==5) ot("  adcs r1,r1,r11\n");\r
 469   OpGetFlags(type==1,1); // subtract\r
 470   ot("\n");\r
 471 \r
 472   ot(";@ Save result:\n");\r
 473   EaWrite( 0, 1, dea,size,1);\r
 474 \r
 475   OpEnd();\r
 476 \r
 477   return 0;\r
 478 }\r
 479 \r
 480 // --------------------- Opcodes 0xb000+ ---------------------\r
 481 // Emit a Cmp/Eor opcode, 1011rrrt xxeeeeee (rrr=Dn, t=cmp/eor, xx=size extension, eeeeee=ea)\r
 482 int OpCmpEor(int op)\r
 483 {\r
 484   int rea=0,eor=0;\r
 485   int size=0,ea=0,use=0;\r
 486 \r
 487   // Get EA and register EA\r
 488   rea=(op>>9)&7;\r
 489   eor=(op>>8)&1;\r
 490   size=(op>>6)&3; if (size>=3) return 1;\r
 491   ea=op&0x3f;\r
 492 \r
 493   // See if we can do this opcode:\r
 494   if (EaCanRead(ea,size)==0) return 1;\r
 495   if (eor && EaCanWrite(ea)==0) return 1;\r
 496 \r
 497   use=OpBase(op);\r
 498   use&=~0x0e00; // Use 1 handler for register d0-7\r
 499   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
 500 \r
 501   OpStart(op); Cycles=eor?8:4;\r
 502 \r
 503   ot(";@ Get EA into r10 and value into r0:\n");\r
 504   EaCalc (10,0x003f,  ea,size);\r
 505   EaRead (10,     0,  ea,size,1);\r
 506 \r
 507   ot(";@ Get register operand into r1:\n");\r
 508   EaCalc (1 ,0x0e00, rea,size);\r
 509   EaRead (1,      1, rea,size,1);\r
 510 \r
 511   ot(";@ Do arithmetic:\n");\r
 512   if (eor==0) ot("  cmp r1,r0\n");\r
 513   if (eor)\r
 514   {\r
 515     ot("  eor r1,r0,r1\n");\r
 516     ot("  adds r1,r1,#0 ;@ Defines NZ, clears CV\n");\r
 517   }\r
 518 \r
 519   OpGetFlags(eor==0,0); // Cmp like subtract\r
 520   ot("\n");\r
 521 \r
 522   if (size>=2) Cycles+=4; // Correct?\r
 523   if (ea==0x3c) Cycles-=4;\r
 524 \r
 525   if (eor) EaWrite(10, 1,ea,size,1);\r
 526 \r
 527   OpEnd();\r
 528   return 0;\r
 529 }\r
 530 \r