Ea.cpp

   1 \r
   2 // This file is part of the Cyclone 68000 Emulator\r
   3 \r
   4 // Copyright (c) 2004,2011 FinalDave (emudave (at) gmail.com)\r
   5 // Copyright (c) 2005-2011 Gražvydas "notaz" Ignotas (notasas (at) gmail.com)\r
   6 \r
   7 // This code is licensed under the GNU General Public License version 2.0 and the MAME License.\r
   8 // You can choose the license that has the most advantages for you.\r
   9 \r
  10 // SVN repository can be found at http://code.google.com/p/cyclone68000/\r
  11 \r
  12 \r
  13 #include "app.h"\r
  14 \r
  15 int earead_check_addrerr = 1, eawrite_check_addrerr = 0;\r
  16 \r
  17 // some ops use non-standard cycle counts for EAs, so are listed here.\r
  18 // all constants borrowed from the MUSASHI core by Karl Stenerud.\r
  19 \r
  20 /* Extra cycles for JMP instruction (000, 010) */\r
  21 int g_jmp_cycle_table[8] =\r
  22 {\r
  23          4, /* EA_MODE_AI   */\r
  24          6, /* EA_MODE_DI   */\r
  25         10, /* EA_MODE_IX   */\r
  26          6, /* EA_MODE_AW   */\r
  27          8, /* EA_MODE_AL   */\r
  28          6, /* EA_MODE_PCDI */\r
  29         10, /* EA_MODE_PCIX */\r
  30          0, /* EA_MODE_I    */\r
  31 };\r
  32 \r
  33 /* Extra cycles for JSR instruction (000, 010) */\r
  34 int g_jsr_cycle_table[8] =\r
  35 {\r
  36          4, /* EA_MODE_AI   */\r
  37          6, /* EA_MODE_DI   */\r
  38         10, /* EA_MODE_IX   */\r
  39          6, /* EA_MODE_AW   */\r
  40          8, /* EA_MODE_AL   */\r
  41          6, /* EA_MODE_PCDI */\r
  42         10, /* EA_MODE_PCIX */\r
  43          0, /* EA_MODE_I    */\r
  44 };\r
  45 \r
  46 /* Extra cycles for LEA instruction (000, 010) */\r
  47 int g_lea_cycle_table[8] =\r
  48 {\r
  49          4, /* EA_MODE_AI   */\r
  50          8, /* EA_MODE_DI   */\r
  51         12, /* EA_MODE_IX   */\r
  52          8, /* EA_MODE_AW   */\r
  53         12, /* EA_MODE_AL   */\r
  54          8, /* EA_MODE_PCDI */\r
  55         12, /* EA_MODE_PCIX */\r
  56          0, /* EA_MODE_I    */\r
  57 };\r
  58 \r
  59 /* Extra cycles for PEA instruction (000, 010) */\r
  60 int g_pea_cycle_table[8] =\r
  61 {\r
  62          6, /* EA_MODE_AI   */\r
  63         10, /* EA_MODE_DI   */\r
  64         14, /* EA_MODE_IX   */\r
  65         10, /* EA_MODE_AW   */\r
  66         14, /* EA_MODE_AL   */\r
  67         10, /* EA_MODE_PCDI */\r
  68         14, /* EA_MODE_PCIX */\r
  69          0, /* EA_MODE_I    */\r
  70 };\r
  71 \r
  72 /* Extra cycles for MOVEM instruction (000, 010) */\r
  73 int g_movem_cycle_table[8] =\r
  74 {\r
  75          0, /* EA_MODE_AI   */\r
  76          4, /* EA_MODE_DI   */\r
  77          6, /* EA_MODE_IX   */\r
  78          4, /* EA_MODE_AW   */\r
  79          8, /* EA_MODE_AL   */\r
  80          0, /* EA_MODE_PCDI */\r
  81          0, /* EA_MODE_PCIX */\r
  82          0, /* EA_MODE_I    */\r
  83 };\r
  84 \r
  85 // add nonstandard EA\r
  86 int Ea_add_ns(int *tab, int ea)\r
  87 {\r
  88     if(ea<0x10)         return 0;\r
  89     if((ea&0x38)==0x10) return tab[0]; // (An) (ai)\r
  90     if(ea<0x28)         return 0;\r
  91     if(ea<0x30)         return tab[1]; // ($nn,An) (di)\r
  92     if(ea<0x38)         return tab[2]; // ($nn,An,Rn) (ix)\r
  93     if(ea==0x38)        return tab[3]; // (aw)\r
  94     if(ea==0x39)        return tab[4]; // (al)\r
  95     if(ea==0x3a)        return tab[5]; // ($nn,PC) (pcdi)\r
  96     if(ea==0x3b)        return tab[6]; // ($nn,pc,Rn) (pcix)\r
  97     if(ea==0x3c)        return tab[7]; // #$nnnn (i)\r
  98     return 0;\r
  99 }\r
 100 \r
 101 \r
 102 // ---------------------------------------------------------------------------\r
 103 // Gets the offset of a register for an ea, and puts it in 'r'\r
 104 // Shifted left by 'shift'\r
 105 // Doesn't trash anything\r
 106 static int EaCalcReg(int r,int ea,int mask,int forceor,int shift,int noshift=0)\r
 107 {\r
 108   int i=0,low=0,needor=0;\r
 109   int lsl=0;\r
 110 \r
 111   for (i=mask|0x8000; (i&1)==0; i>>=1) low++; // Find out how high up the EA mask is\r
 112   mask&=0xf<<low; // This is the max we can do\r
 113 \r
 114   if (ea>=8)\r
 115   {\r
 116     needor=1; // Need to OR to access A0-7\r
 117     if ((g_op>>low)&8) { needor=0; mask|=8<<low; } // Ah - no we don't actually need to or, since the bit is high in r8\r
 118     if (forceor) needor=1; // Special case for 0x30-0x38 EAs ;)\r
 119   }\r
 120 \r
 121   ot("  and r%d,r8,#0x%.4x\n",r,mask);\r
 122   if (needor) ot("  orr r%d,r%d,#0x%x ;@ A0-7\n",r,r,8<<low);\r
 123 \r
 124   // Find out amount to shift left:\r
 125   lsl=shift-low;\r
 126 \r
 127   if (lsl&&!noshift)\r
 128   {\r
 129     ot("  mov r%d,r%d,",r,r);\r
 130     if (lsl>0) ot("lsl #%d\n", lsl);\r
 131     else       ot("lsr #%d\n",-lsl);\r
 132   }\r
 133 \r
 134   return 0;\r
 135 }\r
 136 \r
 137 // EaCalc - ARM Register 'a' = Effective Address\r
 138 // If ea>=0x10, trashes r0,r2 and r3, else nothing\r
 139 // size values 0, 1, 2 ~ byte, word, long\r
 140 // mask shows usable bits in r8\r
 141 int EaCalc(int a,int mask,int ea,int size,int top,int sign_extend)\r
 142 {\r
 143   char text[32]="";\r
 144 \r
 145   DisaPc=2; DisaGetEa(text,ea,size); // Get text version of the effective address\r
 146 \r
 147   if (ea<0x10)\r
 148   {\r
 149     int noshift=0;\r
 150     if (size>=2||(size==0&&(top||!sign_extend))) noshift=1; // Saves one opcode\r
 151 \r
 152     ot(";@ EaCalc : Get register index into r%d:\n",a);\r
 153 \r
 154     EaCalcReg(a,ea,mask,0,2,noshift);\r
 155     return 0;\r
 156   }\r
 157 \r
 158   ot(";@ EaCalc : Get '%s' into r%d:\n",text,a);\r
 159   // (An), (An)+, -(An)\r
 160   if (ea<0x28)\r
 161   {\r
 162     int step=1<<size, strr=a;\r
 163     int low=0,lsl=0,i;\r
 164 \r
 165     if ((ea&7)==7 && step<2) step=2; // move.b (a7)+ or -(a7) steps by 2 not 1\r
 166 \r
 167     if (ea==0x1f||ea==0x27) // A7 handlers are always separate\r
 168     {\r
 169       ot("  ldr r%d,[r7,#0x3c] ;@ A7\n",a);\r
 170     }\r
 171     else\r
 172     {\r
 173       EaCalcReg(2,ea,mask,0,0,1);\r
 174       if(mask)\r
 175         for (i=mask|0x8000; (i&1)==0; i>>=1) low++; // Find out how high up the EA mask is\r
 176       lsl=2-low; // Having a lsl #x here saves one opcode\r
 177       if      (lsl>=0) ot("  ldr r%d,[r7,r2,lsl #%i]\n",a,lsl);\r
 178       else if (lsl<0)  ot("  ldr r%d,[r7,r2,lsr #%i]\n",a,-lsl);\r
 179     }\r
 180 \r
 181     if ((ea&0x38)==0x18) // (An)+\r
 182     {\r
 183       ot("  add r3,r%d,#%d ;@ Post-increment An\n",a,step);\r
 184       strr=3;\r
 185     }\r
 186 \r
 187     if ((ea&0x38)==0x20) // -(An)\r
 188       ot("  sub r%d,r%d,#%d ;@ Pre-decrement An\n",a,a,step);\r
 189 \r
 190     if ((ea&0x38)==0x18||(ea&0x38)==0x20)\r
 191     {\r
 192       if (ea==0x1f||ea==0x27)\r
 193       {\r
 194         ot("  str r%d,[r7,#0x3c] ;@ A7\n",strr);\r
 195       }\r
 196       else\r
 197       {\r
 198         if      (lsl>=0) ot("  str r%d,[r7,r2,lsl #%i]\n",strr,lsl);\r
 199         else if (lsl<0)  ot("  str r%d,[r7,r2,lsr #%i]\n",strr,-lsl);\r
 200       }\r
 201     }\r
 202 \r
 203     if ((ea&0x38)==0x20) Cycles+=size<2 ? 6:10; // -(An) Extra cycles\r
 204     else                 Cycles+=size<2 ? 4:8;  // (An),(An)+ Extra cycles\r
 205     return 0;\r
 206   }\r
 207 \r
 208   if (ea<0x30) // ($nn,An) (di)\r
 209   {\r
 210     ot("  ldrsh r0,[r4],#2 ;@ Fetch offset\n"); pc_dirty=1;\r
 211     EaCalcReg(2,8,mask,0,0);\r
 212     ot("  ldr r2,[r7,r2,lsl #2]\n");\r
 213     ot("  add r%d,r0,r2 ;@ Add on offset\n",a);\r
 214     Cycles+=size<2 ? 8:12; // Extra cycles\r
 215     return 0;\r
 216   }\r
 217 \r
 218   if (ea<0x38) // ($nn,An,Rn) (ix)\r
 219   {\r
 220     ot(";@ Get extension word into r3:\n");\r
 221     ot("  ldrh r3,[r4],#2 ;@ ($Disp,PC,Rn)\n"); pc_dirty=1;\r
 222     ot("  mov r2,r3,lsr #10\n");\r
 223     ot("  tst r3,#0x0800 ;@ Is Rn Word or Long\n");\r
 224     ot("  and r2,r2,#0x3c ;@ r2=Index of Rn\n");\r
 225     ot("  ldreqsh r2,[r7,r2] ;@ r2=Rn.w\n");\r
 226     ot("  ldrne   r2,[r7,r2] ;@ r2=Rn.l\n");\r
 227     ot("  mov r0,r3,asl #24 ;@ r0=Get 8-bit signed Disp\n");\r
 228     ot("  add r3,r2,r0,asr #24 ;@ r3=Disp+Rn\n");\r
 229 \r
 230     EaCalcReg(2,8,mask,1,0);\r
 231     ot("  ldr r2,[r7,r2,lsl #2]\n");\r
 232     ot("  add r%d,r2,r3 ;@ r%d=Disp+An+Rn\n",a,a);\r
 233     Cycles+=size<2 ? 10:14; // Extra cycles\r
 234     return 0;\r
 235   }\r
 236 \r
 237   if (ea==0x38) // (aw)\r
 238   {\r
 239     ot("  ldrsh r%d,[r4],#2 ;@ Fetch Absolute Short address\n",a); pc_dirty=1;\r
 240     Cycles+=size<2 ? 8:12; // Extra cycles\r
 241     return 0;\r
 242   }\r
 243 \r
 244   if (ea==0x39) // (al)\r
 245   {\r
 246     ot("  ldrh r2,[r4],#2 ;@ Fetch Absolute Long address\n");\r
 247     ot("  ldrh r0,[r4],#2\n"); pc_dirty=1;\r
 248     ot("  orr r%d,r0,r2,lsl #16\n",a);\r
 249     Cycles+=size<2 ? 12:16; // Extra cycles\r
 250     return 0;\r
 251   }\r
 252 \r
 253   if (ea==0x3a) // ($nn,PC) (pcdi)\r
 254   {\r
 255     ot("  ldr r0,[r7,#0x60] ;@ Get Memory base\n");\r
 256     ot("  sub r0,r4,r0 ;@ Real PC\n");\r
 257     ot("  ldrsh r2,[r4],#2 ;@ Fetch extension\n"); pc_dirty=1;\r
 258     ot("  mov r0,r0,lsl #8\n");\r
 259     ot("  add r%d,r2,r0,asr #8 ;@ ($nn,PC)\n",a);\r
 260     Cycles+=size<2 ? 8:12; // Extra cycles\r
 261     return 0;\r
 262   }\r
 263 \r
 264   if (ea==0x3b) // ($nn,pc,Rn) (pcix)\r
 265   {\r
 266     ot("  ldr r0,[r7,#0x60] ;@ Get Memory base\n");\r
 267     ot("  ldrh r3,[r4] ;@ Get extension word\n");\r
 268     ot("  sub r0,r4,r0 ;@ r0=PC\n");\r
 269     ot("  add r4,r4,#2\n"); pc_dirty=1;\r
 270     ot("  mov r0,r0,asl #8 ;@ use only 24bits of PC\n");\r
 271     ot("  mov r2,r3,lsr #10\n");\r
 272     ot("  tst r3,#0x0800 ;@ Is Rn Word or Long\n");\r
 273     ot("  and r2,r2,#0x3c ;@ r2=Index of Rn\n");\r
 274     ot("  ldreqsh r2,[r7,r2] ;@ r2=Rn.w\n");\r
 275     ot("  ldrne   r2,[r7,r2] ;@ r2=Rn.l\n");\r
 276     ot("  mov r3,r3,asl #24 ;@ r3=Get 8-bit signed Disp\n");\r
 277     ot("  add r2,r2,r3,asr #24 ;@ r2=Disp+Rn\n");\r
 278     ot("  add r%d,r2,r0,asr #8 ;@ r%d=Disp+PC+Rn\n",a,a);\r
 279     Cycles+=size<2 ? 10:14; // Extra cycles\r
 280     return 0;\r
 281   }\r
 282 \r
 283   if (ea==0x3c) // #$nnnn (i)\r
 284   {\r
 285     if (size<2)\r
 286     {\r
 287       ot("  ldr%s r%d,[r4],#2 ;@ Fetch immediate value\n",Sarm[size&3],a); pc_dirty=1;\r
 288       Cycles+=4; // Extra cycles\r
 289       return 0;\r
 290     }\r
 291 \r
 292     ot("  ldrh r2,[r4],#2 ;@ Fetch immediate value\n");\r
 293     ot("  ldrh r3,[r4],#2\n"); pc_dirty=1;\r
 294     ot("  orr r%d,r3,r2,lsl #16\n",a);\r
 295     Cycles+=8; // Extra cycles\r
 296     return 0;\r
 297   }\r
 298 \r
 299   return 1;\r
 300 }\r
 301 \r
 302 // ---------------------------------------------------------------------------\r
 303 // Read effective address in (ARM Register 'a') to ARM register 'v'\r
 304 // 'a' and 'v' can be anything but 0 is generally best (for both)\r
 305 // If (ea<0x10) nothing is trashed, else r0-r3 is trashed\r
 306 // If 'top' is given, the ARM register v shifted to the top, e.g. 0xc000 -> 0xc0000000\r
 307 // If top is 0 and sign_extend is not, then ARM register v is sign extended,\r
 308 // e.g. 0xc000 -> 0xffffc000 (else it may or may not be sign extended)\r
 309 \r
 310 int EaRead(int a,int v,int ea,int size,int mask,int top,int sign_extend)\r
 311 {\r
 312   char text[32]="";\r
 313   int shift=0;\r
 314 \r
 315   shift=32-(8<<size);\r
 316 \r
 317   DisaPc=2; DisaGetEa(text,ea,size); // Get text version of the effective address\r
 318 \r
 319   if (ea<0x10)\r
 320   {\r
 321     int lsl=0,low=0,nsarm=size&3,i;\r
 322     if (size>=2||(size==0&&(top||!sign_extend))) {\r
 323       if(mask)\r
 324         for (i=mask|0x8000; (i&1)==0; i>>=1) low++; // Find out how high up the EA mask is\r
 325       lsl=2-low; // Having a lsl #2 here saves one opcode\r
 326     }\r
 327 \r
 328     if (top||!sign_extend) nsarm=3;\r
 329 \r
 330     ot(";@ EaRead : Read register[r%d] into r%d:\n",a,v);\r
 331 \r
 332     if      (lsl>0) ot("  ldr%s r%d,[r7,r%d,lsl #%i]\n",Narm[nsarm],v,a,lsl);\r
 333     else if (lsl<0) ot("  ldr%s r%d,[r7,r%d,lsr #%i]\n",Narm[nsarm],v,a,-lsl);\r
 334     else            ot("  ldr%s r%d,[r7,r%d]\n",Sarm[nsarm],v,a);\r
 335 \r
 336     if (top&&shift) ot("  mov r%d,r%d,asl #%d\n",v,v,shift);\r
 337 \r
 338     ot("\n"); return 0;\r
 339   }\r
 340 \r
 341   ot(";@ EaRead : Read '%s' (address in r%d) into r%d:\n",text,a,v);\r
 342 \r
 343   if (ea==0x3c)\r
 344   {\r
 345     int asl=0;\r
 346 \r
 347     if (top) asl=shift;\r
 348 \r
 349     if (asl) ot("  mov r%d,r%d,asl #%d\n",v,a,asl);\r
 350     else if (v!=a) ot("  mov r%d,r%d\n",v,a);\r
 351     ot("\n"); return 0;\r
 352   }\r
 353 \r
 354   if (ea>=0x3a && ea<=0x3b) MemHandler(2,size,a,earead_check_addrerr); // Fetch\r
 355   else                      MemHandler(0,size,a,earead_check_addrerr); // Read\r
 356 \r
 357   // defaults to 1, as most things begins with a read\r
 358   earead_check_addrerr=1;\r
 359 \r
 360   if (sign_extend)\r
 361   {\r
 362     int d_reg=0;\r
 363     if (shift) {\r
 364       ot("  mov r%d,r%d,asl #%d\n",v,d_reg,shift);\r
 365       d_reg=v;\r
 366     }\r
 367     if (!top && shift) {\r
 368       ot("  mov r%d,r%d,asr #%d\n",v,d_reg,shift);\r
 369       d_reg=v;\r
 370     }\r
 371     if (d_reg != v)\r
 372       ot("  mov r%d,r%d\n",v,d_reg);\r
 373   }\r
 374   else\r
 375   {\r
 376     if (top && shift)\r
 377       ot("  mov r%d,r0,asl #%d\n",v,shift);\r
 378     else if (v!=0)\r
 379       ot("  mov r%d,r0\n",v);\r
 380   }\r
 381 \r
 382   ot("\n"); return 0;\r
 383 }\r
 384 \r
 385 // calculate EA and  read\r
 386 // if (ea  < 0x10) nothing is trashed\r
 387 // if (ea == 0x3c) r2 and r3 are trashed\r
 388 // else r0-r3 are trashed\r
 389 // size values 0, 1, 2 ~ byte, word, long\r
 390 // r_ea is reg to store ea in (-1 means ea is not needed), r is dst reg\r
 391 // if sign_extend is 0, non-32bit values will have MS bits undefined\r
 392 int EaCalcRead(int r_ea,int r,int ea,int size,int mask,int sign_extend)\r
 393 {\r
 394   if (ea<0x10)\r
 395   {\r
 396     if (r_ea==-1)\r
 397     {\r
 398       r_ea=r;\r
 399       if (!sign_extend) size=2;\r
 400     }\r
 401   }\r
 402   else if (ea==0x3c) // #imm\r
 403   {\r
 404     r_ea=r;\r
 405   }\r
 406   else\r
 407   {\r
 408     if (r_ea==-1) r_ea=0;\r
 409   }\r
 410 \r
 411   EaCalc (r_ea,mask,ea,size,0,sign_extend);\r
 412   EaRead (r_ea,   r,ea,size,mask,0,sign_extend);\r
 413 \r
 414   return 0;\r
 415 }\r
 416 \r
 417 int EaCalcReadNoSE(int r_ea,int r,int ea,int size,int mask)\r
 418 {\r
 419   return EaCalcRead(r_ea,r,ea,size,mask,0);\r
 420 }\r
 421 \r
 422 // Return 1 if we can read this ea\r
 423 int EaCanRead(int ea,int size)\r
 424 {\r
 425   if (size<0)\r
 426   {\r
 427     // LEA:\r
 428     // These don't make sense?:\r
 429     if (ea< 0x10) return 0; // Register\r
 430     if (ea==0x3c) return 0; // Immediate\r
 431     if (ea>=0x18 && ea<0x28) return 0; // Pre/Post inc/dec An\r
 432   }\r
 433 \r
 434   if (ea<=0x3c) return 1;\r
 435   return 0;\r
 436 }\r
 437 \r
 438 // ---------------------------------------------------------------------------\r
 439 // Write effective address (ARM Register 'a') with ARM register 'v'\r
 440 // Trashes r0-r3,r12,lr; 'a' can be 0 or 2+, 'v' can be 1 or higher\r
 441 // If a==0 and v==1 it's faster though.\r
 442 int EaWrite(int a,int v,int ea,int size,int mask,int top,int sign_extend_ea)\r
 443 {\r
 444   char text[32]="";\r
 445   int shift=0;\r
 446 \r
 447   if(a == 1) { printf("Error! EaWrite a==1 !\n"); return 1; }\r
 448 \r
 449   if (top) shift=32-(8<<size);\r
 450 \r
 451   DisaPc=2; DisaGetEa(text,ea,size); // Get text version of the effective address\r
 452 \r
 453   if (ea<0x10)\r
 454   {\r
 455     int lsl=0,low=0,i;\r
 456     if (size>=2||(size==0&&(top||!sign_extend_ea))) {\r
 457       if(mask)\r
 458         for (i=mask|0x8000; (i&1)==0; i>>=1) low++; // Find out how high up the EA mask is\r
 459       lsl=2-low; // Having a lsl #x here saves one opcode\r
 460     }\r
 461 \r
 462     ot(";@ EaWrite: r%d into register[r%d]:\n",v,a);\r
 463     if (shift)  ot("  mov r%d,r%d,asr #%d\n",v,v,shift);\r
 464 \r
 465     if      (lsl>0) ot("  str%s r%d,[r7,r%d,lsl #%i]\n",Narm[size&3],v,a,lsl);\r
 466     else if (lsl<0) ot("  str%s r%d,[r7,r%d,lsr #%i]\n",Narm[size&3],v,a,-lsl);\r
 467     else            ot("  str%s r%d,[r7,r%d]\n",Narm[size&3],v,a);\r
 468 \r
 469     ot("\n"); return 0;\r
 470   }\r
 471 \r
 472   ot(";@ EaWrite: Write r%d into '%s' (address in r%d):\n",v,text,a);\r
 473 \r
 474   if (ea==0x3c) { ot("Error! Write EA=0x%x\n\n",ea); return 1; }\r
 475 \r
 476   if (shift)     ot("  mov r1,r%d,asr #%d\n",v,shift);\r
 477   else if (v!=1) ot("  mov r1,r%d\n",v);\r
 478 \r
 479   MemHandler(1,size,a,eawrite_check_addrerr); // Call write handler\r
 480 \r
 481   // not check by default, because most cases are rmw and\r
 482   // address was already checked before reading\r
 483   eawrite_check_addrerr = 0;\r
 484 \r
 485   ot("\n"); return 0;\r
 486 }\r
 487 \r
 488 // Return 1 if we can write this ea\r
 489 int EaCanWrite(int ea)\r
 490 {\r
 491   if (ea<=0x39) return 1; // 3b?\r
 492   return 0;\r
 493 }\r
 494 // ---------------------------------------------------------------------------\r
 495 \r
 496 // Return 1 if EA is An reg\r
 497 int EaAn(int ea)\r
 498 {\r
 499   if((ea&0x38)==8) return 1;\r
 500   return 0;\r
 501 }\r
 502 \r