Cyclone/OpLogic.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 0x0100+ ---------------------\r
  14 // Emit a Btst (Register) opcode 0000nnn1 00aaaaaa\r
  15 int OpBtstReg(int op)\r
  16 {\r
  17   int use=0;\r
  18   int type=0,sea=0,tea=0;\r
  19   int size=0;\r
  20 \r
  21   type=(op>>6)&3;\r
  22   // Get source and target EA\r
  23   sea=(op>>9)&7;\r
  24   tea=op&0x003f;\r
  25   if (tea<0x10) size=2; // For registers, 32-bits\r
  26 \r
  27   if ((tea&0x38)==0x08) return 1; // movep\r
  28 \r
  29   // See if we can do this opcode:\r
  30   if (EaCanRead(tea,0)==0) return 1;\r
  31   if (type>0)\r
  32   {\r
  33     if (EaCanWrite(tea)==0) return 1;\r
  34   }\r
  35 \r
  36   use=OpBase(op);\r
  37   use&=~0x0e00; // Use same handler for all registers\r
  38   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
  39 \r
  40   OpStart(op); Cycles=4;\r
  41   if (tea<0x10) Cycles+=2;\r
  42   if (type>0) Cycles+=4;\r
  43 \r
  44   ot("  mov r10,#1\n");\r
  45 \r
  46   EaCalc (0,0x0e00,sea,0);\r
  47   EaRead (0,     0,sea,0);\r
  48   ot("  bic r9,r9,#0x40000000 ;@ Blank Z flag\n");\r
  49   ot("  mov r10,r10,lsl r0 ;@ Make bit mask\n");\r
  50   ot("\n");\r
  51 \r
  52   EaCalc(11,0x003f,tea,size);\r
  53   EaRead(11,     0,tea,size);\r
  54   ot("  tst r0,r10 ;@ Do arithmetic\n");\r
  55   ot("  orreq r9,r9,#0x40000000 ;@ Get Z flag\n");\r
  56   ot("\n");\r
  57 \r
  58   if (type>0)\r
  59   {\r
  60     if (type==1) ot("  eor r1,r0,r10 ;@ Toggle bit\n");\r
  61     if (type==2) ot("  bic r1,r0,r10 ;@ Clear bit\n");\r
  62     if (type==3) ot("  orr r1,r0,r10 ;@ Set bit\n");\r
  63     ot("\n");\r
  64     EaWrite(11,   1,tea,size);\r
  65   }\r
  66   OpEnd();\r
  67 \r
  68   return 0;\r
  69 }\r
  70 \r
  71 // --------------------- Opcodes 0x0800+ ---------------------\r
  72 // Emit a Btst/Bchg/Bclr/Bset (Immediate) opcode 00001000 ttaaaaaa nn\r
  73 int OpBtstImm(int op)\r
  74 {\r
  75   int type=0,sea=0,tea=0;\r
  76   int use=0;\r
  77   int size=0;\r
  78 \r
  79   type=(op>>6)&3;\r
  80   // Get source and target EA\r
  81   sea=   0x003c;\r
  82   tea=op&0x003f;\r
  83   if (tea<0x10) size=2; // For registers, 32-bits\r
  84 \r
  85   // See if we can do this opcode:\r
  86   if (EaCanRead(tea,0)==0) return 1;\r
  87   if (type>0)\r
  88   {\r
  89     if (EaCanWrite(tea)==0) return 1;\r
  90   }\r
  91 \r
  92   use=OpBase(op);\r
  93   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
  94 \r
  95   OpStart(op); Cycles=4;\r
  96   if (type<3 && tea<0x10) Cycles+=2;\r
  97   if (type>0) Cycles+=4;\r
  98 \r
  99   ot("  mov r10,#1\n");\r
 100   ot("\n");\r
 101   EaCalc ( 0,0x0000,sea,0);\r
 102   EaRead ( 0,     0,sea,0);\r
 103   ot("  bic r9,r9,#0x40000000 ;@ Blank Z flag\n");\r
 104   ot("  mov r10,r10,lsl r0 ;@ Make bit mask\n");\r
 105   ot("\n");\r
 106 \r
 107   EaCalc (11,0x003f,tea,size);\r
 108   EaRead (11,     0,tea,size);\r
 109   ot("  tst r0,r10 ;@ Do arithmetic\n");\r
 110   ot("  orreq r9,r9,#0x40000000 ;@ Get Z flag\n");\r
 111   ot("\n");\r
 112 \r
 113   if (type>0)\r
 114   {\r
 115     if (type==1) ot("  eor r1,r0,r10 ;@ Toggle bit\n");\r
 116     if (type==2) ot("  bic r1,r0,r10 ;@ Clear bit\n");\r
 117     if (type==3) ot("  orr r1,r0,r10 ;@ Set bit\n");\r
 118     ot("\n");\r
 119     EaWrite(11,   1,tea,size);\r
 120   }\r
 121 \r
 122   OpEnd();\r
 123 \r
 124   return 0;\r
 125 }\r
 126 \r
 127 // --------------------- Opcodes 0x4000+ ---------------------\r
 128 int OpNeg(int op)\r
 129 {\r
 130   // 01000tt0 xxeeeeee (tt=negx/clr/neg/not, xx=size, eeeeee=EA)\r
 131   int type=0,size=0,ea=0,use=0;\r
 132 \r
 133   type=(op>>9)&3;\r
 134   ea  =op&0x003f;\r
 135   size=(op>>6)&3; if (size>=3) return 1;\r
 136 \r
 137   switch (type)\r
 138   {\r
 139     case 1: case 2: case 3: break;\r
 140     default: return 1; // todo\r
 141   }\r
 142 \r
 143   // See if we can do this opcode:\r
 144   if (EaCanRead (ea,size)==0) return 1;\r
 145   if (EaCanWrite(ea     )==0) return 1;\r
 146 \r
 147   use=OpBase(op);\r
 148   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
 149 \r
 150   OpStart(op); Cycles=size<2?4:6;\r
 151 \r
 152   EaCalc (10,0x003f,ea,size);\r
 153 \r
 154   if (type!=1) EaRead (10,0,ea,size); // Don't need to read for 'clr'\r
 155   if (type==1) ot("\n");\r
 156 \r
 157   if (type==1)\r
 158   {\r
 159     ot(";@ Clear:\n");\r
 160     ot("  mov r1,#0\n");\r
 161     ot("  mov r9,#0x40000000 ;@ NZCV=0100\n");\r
 162     ot("\n");\r
 163   }\r
 164 \r
 165   if (type==2)\r
 166   {\r
 167     ot(";@ Neg:\n");\r
 168     ot("  rsbs r1,r0,#0\n");\r
 169     OpGetFlags(1,1);\r
 170     ot("\n");\r
 171   }\r
 172 \r
 173   if (type==3)\r
 174   {\r
 175     ot(";@ Not:\n");\r
 176     ot("  mvn r1,r0\n");\r
 177     ot("  adds r1,r1,#0 ;@ Defines NZ, clears CV\n");\r
 178     OpGetFlags(0,0);\r
 179     ot("\n");\r
 180   }\r
 181 \r
 182   EaWrite(10,     1,ea,size);\r
 183 \r
 184   OpEnd();\r
 185 \r
 186   return 0;\r
 187 }\r
 188 \r
 189 // --------------------- Opcodes 0x4840+ ---------------------\r
 190 // Swap, 01001000 01000nnn swap Dn\r
 191 int OpSwap(int op)\r
 192 {\r
 193   int ea=0,use=0;\r
 194 \r
 195   ea=op&7;\r
 196   use=op&~0x0007; // Use same opcode for all An\r
 197 \r
 198   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
 199 \r
 200   OpStart(op); Cycles=4;\r
 201 \r
 202   EaCalc (10,0x0007,ea,2);\r
 203   EaRead (10,     0,ea,2);\r
 204 \r
 205   ot("  mov r1,r0,ror #16\n");\r
 206   ot("  adds r1,r1,#0 ;@ Defines NZ, clears CV\n");\r
 207   OpGetFlags(0,0);\r
 208 \r
 209   EaWrite(10,     1,8,2);\r
 210 \r
 211   OpEnd();\r
 212 \r
 213   return 0;\r
 214 }\r
 215 \r
 216 // --------------------- Opcodes 0x4a00+ ---------------------\r
 217 // Emit a Tst opcode, 01001010 xxeeeeee\r
 218 int OpTst(int op)\r
 219 {\r
 220   int sea=0;\r
 221   int size=0,use=0;\r
 222 \r
 223   sea=op&0x003f;\r
 224   size=(op>>6)&3; if (size>=3) return 1;\r
 225 \r
 226   // See if we can do this opcode:\r
 227   if (EaCanWrite(sea)==0) return 1;\r
 228 \r
 229   use=OpBase(op);\r
 230   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
 231 \r
 232   OpStart(op); Cycles=4;\r
 233 \r
 234   EaCalc ( 0,0x003f,sea,size);\r
 235   EaRead ( 0,     0,sea,size);\r
 236 \r
 237   ot("  adds r0,r0,#0 ;@ Defines NZ, clears CV\n");\r
 238   ot("  mrs r9,cpsr ;@ r9=flags\n");\r
 239   ot("\n");\r
 240 \r
 241   OpEnd();\r
 242   return 0;\r
 243 }\r
 244 \r
 245 // --------------------- Opcodes 0x4880+ ---------------------\r
 246 // Emit an Ext opcode, 01001000 1x000nnn\r
 247 int OpExt(int op)\r
 248 {\r
 249   int ea=0;\r
 250   int size=0,use=0;\r
 251   int shift=0;\r
 252 \r
 253   ea=op&0x0007;\r
 254   size=(op>>6)&1;\r
 255   shift=32-(8<<size);\r
 256 \r
 257   use=OpBase(op);\r
 258   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
 259 \r
 260   OpStart(op); Cycles=4;\r
 261 \r
 262   EaCalc (10,0x0007,ea,size+1);\r
 263   EaRead (10,     0,ea,size+1);\r
 264 \r
 265   ot("  mov r0,r0,asl #%d\n",shift);\r
 266   ot("  adds r0,r0,#0 ;@ Defines NZ, clears CV\n");\r
 267   ot("  mrs r9,cpsr ;@ r9=flags\n");\r
 268   ot("  mov r1,r0,asr #%d\n",shift);\r
 269   ot("\n");\r
 270 \r
 271   EaWrite(10,     1,ea,size+1);\r
 272 \r
 273   OpEnd();\r
 274   return 0;\r
 275 }\r
 276 \r
 277 // --------------------- Opcodes 0x50c0+ ---------------------\r
 278 // Emit a Set cc opcode, 0101cccc 11eeeeee\r
 279 int OpSet(int op)\r
 280 {\r
 281   int cc=0,ea=0;\r
 282   int size=0,use=0;\r
 283   char *cond[16]=\r
 284   {\r
 285     "al","", "hi","ls","cc","cs","ne","eq",\r
 286     "vc","vs","pl","mi","ge","lt","gt","le"\r
 287   };\r
 288 \r
 289   cc=(op>>8)&15;\r
 290   ea=op&0x003f;\r
 291 \r
 292   if ((ea&0x38)==0x08) return 1; // dbra, not scc\r
 293   \r
 294   // See if we can do this opcode:\r
 295   if (EaCanWrite(ea)==0) return 1;\r
 296 \r
 297   use=OpBase(op);\r
 298   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
 299 \r
 300   OpStart(op); Cycles=8;\r
 301 \r
 302   if (ea<0x10) Cycles=4;\r
 303 \r
 304   ot("  mov r1,#0\n");\r
 305 \r
 306   if (cc!=1)\r
 307   {\r
 308     ot(";@ Is the condition true?\n");\r
 309     if ((cc&~1)==2) ot("  eor r9,r9,#0x20000000 ;@ Invert carry for hi/ls\n");\r
 310     ot("  msr cpsr_flg,r9 ;@ ARM flags = 68000 flags\n");\r
 311     if ((cc&~1)==2) ot("  eor r9,r9,#0x20000000 ;@ Invert carry for hi/ls\n");\r
 312     ot("  mvn%s r1,r1\n",cond[cc]);\r
 313   }\r
 314 \r
 315   if (ea<0x10) ot("  sub%s r5,r5,#2 ;@ Extra cycles\n",cond[cc]);\r
 316   ot("\n");\r
 317 \r
 318   EaCalc (0,0x003f, ea,size);\r
 319   EaWrite(0,     1, ea,size);\r
 320 \r
 321   OpEnd();\r
 322   return 0;\r
 323 }\r
 324 \r
 325 // Emit a Asr/Lsr/Roxr/Ror opcode\r
 326 static int EmitAsr(int op,int type,int dir,int count,int size,int usereg)\r
 327 {\r
 328   char pct[8]="";\r
 329   int shift=32-(8<<size);\r
 330 \r
 331   if (count>=1) sprintf(pct,"#%d",count); // Fixed count\r
 332 \r
 333   if (count<0)\r
 334   {\r
 335     ot("  mov r2,r8,lsr #9 ;@ Get 'n'\n");\r
 336     ot("  and r2,r2,#7\n\n"); strcpy(pct,"r2");\r
 337   }\r
 338 \r
 339   if (usereg)\r
 340   {\r
 341     ot(";@ Use Dn for count:\n");\r
 342     ot("  ldr r2,[r7,r2,lsl #2]\n");\r
 343     ot("  and r2,r2,#63\n");\r
 344     ot("\n");\r
 345   }\r
 346 \r
 347   // Take 2*n cycles:\r
 348   if (count<0) ot("  sub r5,r5,r2,asl #1 ;@ Take 2*n cycles\n\n");\r
 349   else Cycles+=count<<1;\r
 350 \r
 351   if (type<2)\r
 352   {\r
 353     // Asr/Lsr\r
 354     if (dir==0 && size<2)\r
 355     {\r
 356       ot(";@ For shift right, also copy to lowest bits (to get carry bit):\n");\r
 357       ot("  orr r0,r0,r0,lsr #%d\n",32-(8<<size));\r
 358       ot("\n");\r
 359     }\r
 360 \r
 361     ot(";@ Shift register:\n");\r
 362     if (type==0) ot("  movs r0,r0,%s %s\n",dir?"asl":"asr",pct);\r
 363     if (type==1) ot("  movs r0,r0,%s %s\n",dir?"lsl":"lsr",pct);\r
 364     OpGetFlags(0,1);\r
 365     ot("\n");\r
 366 \r
 367     if (size<2)\r
 368     {\r
 369       ot(";@ Check if result is zero:\n");\r
 370       ot("  movs r2,r0,lsr #%d\n",shift);\r
 371       ot("  orreq r9,r9,#0x40000000\n");\r
 372       ot("\n");\r
 373     }\r
 374   }\r
 375 \r
 376   // --------------------------------------\r
 377   if (type==2)\r
 378   {\r
 379     // Roxr\r
 380     int wide=8<<size;\r
 381 \r
 382     if (shift) ot("  mov r0,r0,lsr #%d ;@ Shift down\n",shift);\r
 383 \r
 384     ot(";@ Rotate register through X:\n");\r
 385     if (strcmp("r2",pct)!=0) { ot("  mov r2,%s\n",pct); strcpy(pct,"r2"); } // Get into register\r
 386 \r
 387     if (count!=8)\r
 388     {\r
 389       ot(";@ Reduce r2 until <0:\n");\r
 390       ot("Reduce_%.4x%s\n",op,ms?"":":");\r
 391       ot("  subs r2,r2,#%d\n",wide+1);\r
 392       ot("  bpl Reduce_%.4x\n",op);\r
 393       ot("  add r2,r2,#%d ;@ Now r2=0-%d\n",wide+1,wide);\r
 394       ot("\n");\r
 395     }\r
 396 \r
 397     if (dir) ot("  rsb r2,r2,#%d ;@ Reverse direction\n",wide+1);\r
 398 \r
 399     ot(";@ Rotate bits:\n");\r
 400     ot("  mov r3,r0,lsr r2 ;@ Get right part\n");\r
 401     ot("  rsb r2,r2,#%d\n",wide+1);\r
 402     ot("  movs r0,r0,lsl r2 ;@ Get left part\n");\r
 403     ot("  orr r0,r3,r0 ;@ r0=Rotated value\n");\r
 404 \r
 405     ot(";@ Insert X bit into r2-1:\n");\r
 406     ot("  ldrb r3,[r7,#0x45]\n");\r
 407     ot("  sub r2,r2,#1\n");\r
 408     ot("  and r3,r3,#2\n");\r
 409     ot("  mov r3,r3,lsr #1\n");\r
 410     ot("  orr r0,r0,r3,lsl r2\n");\r
 411     ot("\n");\r
 412 \r
 413     if (shift) ot("  movs r0,r0,lsl #%d ;@ Shift up and get correct NC flags\n",shift);\r
 414     OpGetFlags(0,1);\r
 415     ot("\n");\r
 416   }\r
 417 \r
 418   // --------------------------------------\r
 419   if (type==3)\r
 420   {\r
 421     // Ror\r
 422     if (size<2)\r
 423     {\r
 424       ot(";@ Mirror value in whole 32 bits:\n");\r
 425       if (size<=0) ot("  orr r0,r0,r0,lsr #8\n");\r
 426       if (size<=1) ot("  orr r0,r0,r0,lsr #16\n");\r
 427       ot("\n");\r
 428     }\r
 429 \r
 430     ot(";@ Rotate register:\n");\r
 431     if (count<0)\r
 432     {\r
 433       if (dir) ot("  rsb r2,%s,#32\n",pct);\r
 434       ot("  movs r0,r0,ror %s\n",pct);\r
 435     }\r
 436     else\r
 437     {\r
 438       int ror=count;\r
 439       if (dir) ror=32-ror;\r
 440       if (ror&31) ot("  movs r0,r0,ror #%d\n",ror);\r
 441     }\r
 442 \r
 443     if (dir)\r
 444     {\r
 445       ot(";@ Get carry bit from bit 0:\n");\r
 446       ot("  mov r9,#0\n");\r
 447       ot("  ands r2,r0,#1\n");\r
 448       ot("  orrne r9,r9,#0x20000000\n");\r
 449     }\r
 450     else\r
 451     {\r
 452       OpGetFlags(0,0);\r
 453     }\r
 454     ot("\n");\r
 455 \r
 456   }\r
 457   // --------------------------------------\r
 458   \r
 459   return 0;\r
 460 }\r
 461 \r
 462 // Emit a Asr/Lsr/Roxr/Ror opcode - 1110cccd xxuttnnn\r
 463 // (ccc=count, d=direction xx=size extension, u=use reg for count, tt=type, nnn=register Dn)\r
 464 int OpAsr(int op)\r
 465 {\r
 466   int ea=0,use=0;\r
 467   int count=0,dir=0;\r
 468   int size=0,usereg=0,type=0;\r
 469 \r
 470   ea=0;\r
 471   count =(op>>9)&7;\r
 472   dir   =(op>>8)&1;\r
 473   size  =(op>>6)&3;\r
 474   if (size>=3) return 1; // todo Asr EA\r
 475   usereg=(op>>5)&1;\r
 476   type  =(op>>3)&3;\r
 477 \r
 478   if (usereg==0) count=((count-1)&7)+1; // because ccc=000 means 8\r
 479 \r
 480   // Use the same opcode for target registers:\r
 481   use=op&~0x0007;\r
 482 \r
 483   // As long as count is not 8, use the same opcode for all shift counts::\r
 484   if (usereg==0 && count!=8) { use|=0x0e00; count=-1; }\r
 485   if (usereg) { use&=~0x0e00; count=-1; } // Use same opcode for all Dn\r
 486 \r
 487   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
 488 \r
 489   OpStart(op); Cycles=size<2?6:8;\r
 490 \r
 491   EaCalc(10,0x0007, ea,size);\r
 492   EaRead(10,     0, ea,size,1);\r
 493 \r
 494   EmitAsr(op,type,dir,count, size,usereg);\r
 495 \r
 496   EaWrite(10,    0, ea,size,1);\r
 497 \r
 498   OpEnd();\r
 499 \r
 500   return 0;\r
 501 }\r
 502 \r
 503 // Asr/l/Ror/l etc EA - 11100ttd 11eeeeee \r
 504 int OpAsrEa(int op)\r
 505 {\r
 506   int use=0,type=0,dir=0,ea=0,size=1;\r
 507 \r
 508   type=(op>>9)&3;\r
 509   dir =(op>>8)&1;\r
 510   ea  = op&0x3f;\r
 511 \r
 512   if (ea<0x10) return 1;\r
 513   // See if we can do this opcode:\r
 514   if (EaCanRead(ea,0)==0) return 1;\r
 515   if (EaCanWrite(ea)==0) return 1;\r
 516 \r
 517   use=OpBase(op);\r
 518   if (op!=use) { OpUse(op,use); return 0; } // Use existing handler\r
 519 \r
 520   OpStart(op); Cycles=8;\r
 521 \r
 522   EaCalc (10,0x003f,ea,size);\r
 523   EaRead (10,     0,ea,size,1);\r
 524 \r
 525   EmitAsr(op,type,dir,1, size,0);\r
 526 \r
 527   ot(";@ Save shifted value back to EA:\n");\r
 528   ot("  mov r1,r0\n");\r
 529   EaWrite(10,     1,ea,size,1);\r
 530 \r
 531   OpEnd();\r
 532   return 0;\r
 533 }\r