Cyclone/OpArith.cpp

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