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   int func=0;\r
 145 \r
 146   DisaPc=2; DisaGetEa(text,ea,size); // Get text version of the effective address\r
 147   func=0x68+(size<<2); // Get correct read handler\r
 148 \r
 149   if (ea<0x10)\r
 150   {\r
 151     int noshift=0;\r
 152     if (size>=2||(size==0&&(top||!sign_extend))) noshift=1; // Saves one opcode\r
 153 \r
 154     ot(";@ EaCalc : Get register index into r%d:\n",a);\r
 155 \r
 156     EaCalcReg(a,ea,mask,0,2,noshift);\r
 157     return 0;\r
 158   }\r
 159 \r
 160   ot(";@ EaCalc : Get '%s' into r%d:\n",text,a);\r
 161   // (An), (An)+, -(An)\r
 162   if (ea<0x28)\r
 163   {\r
 164     int step=1<<size, strr=a;\r
 165     int low=0,lsl=0,i;\r
 166 \r
 167     if ((ea&7)==7 && step<2) step=2; // move.b (a7)+ or -(a7) steps by 2 not 1\r
 168 \r
 169     if (ea==0x1f||ea==0x27) // A7 handlers are always separate\r
 170     {\r
 171       ot("  ldr r%d,[r7,#0x3c] ;@ A7\n",a);\r
 172     }\r
 173     else\r
 174     {\r
 175       EaCalcReg(2,ea,mask,0,0,1);\r
 176       if(mask)\r
 177         for (i=mask|0x8000; (i&1)==0; i>>=1) low++; // Find out how high up the EA mask is\r
 178       lsl=2-low; // Having a lsl #x here saves one opcode\r
 179       if      (lsl>=0) ot("  ldr r%d,[r7,r2,lsl #%i]\n",a,lsl);\r
 180       else if (lsl<0)  ot("  ldr r%d,[r7,r2,lsr #%i]\n",a,-lsl);\r
 181     }\r
 182 \r
 183     if ((ea&0x38)==0x18) // (An)+\r
 184     {\r
 185       ot("  add r3,r%d,#%d ;@ Post-increment An\n",a,step);\r
 186       strr=3;\r
 187     }\r
 188 \r
 189     if ((ea&0x38)==0x20) // -(An)\r
 190       ot("  sub r%d,r%d,#%d ;@ Pre-decrement An\n",a,a,step);\r
 191 \r
 192     if ((ea&0x38)==0x18||(ea&0x38)==0x20)\r
 193     {\r
 194       if (ea==0x1f||ea==0x27)\r
 195       {\r
 196         ot("  str r%d,[r7,#0x3c] ;@ A7\n",strr);\r
 197       }\r
 198       else\r
 199       {\r
 200         if      (lsl>=0) ot("  str r%d,[r7,r2,lsl #%i]\n",strr,lsl);\r
 201         else if (lsl<0)  ot("  str r%d,[r7,r2,lsr #%i]\n",strr,-lsl);\r
 202       }\r
 203     }\r
 204 \r
 205     if ((ea&0x38)==0x20) Cycles+=size<2 ? 6:10; // -(An) Extra cycles\r
 206     else                 Cycles+=size<2 ? 4:8;  // (An),(An)+ Extra cycles\r
 207     return 0;\r
 208   }\r
 209 \r
 210   if (ea<0x30) // ($nn,An) (di)\r
 211   {\r
 212     ot("  ldrsh r0,[r4],#2 ;@ Fetch offset\n"); pc_dirty=1;\r
 213     EaCalcReg(2,8,mask,0,0);\r
 214     ot("  ldr r2,[r7,r2,lsl #2]\n");\r
 215     ot("  add r%d,r0,r2 ;@ Add on offset\n",a);\r
 216     Cycles+=size<2 ? 8:12; // Extra cycles\r
 217     return 0;\r
 218   }\r
 219 \r
 220   if (ea<0x38) // ($nn,An,Rn) (ix)\r
 221   {\r
 222     ot(";@ Get extension word into r3:\n");\r
 223     ot("  ldrh r3,[r4],#2 ;@ ($Disp,PC,Rn)\n"); pc_dirty=1;\r
 224     ot("  mov r2,r3,lsr #10\n");\r
 225     ot("  tst r3,#0x0800 ;@ Is Rn Word or Long\n");\r
 226     ot("  and r2,r2,#0x3c ;@ r2=Index of Rn\n");\r
 227     ot("  ldreqsh r2,[r7,r2] ;@ r2=Rn.w\n");\r
 228     ot("  ldrne   r2,[r7,r2] ;@ r2=Rn.l\n");\r
 229     ot("  mov r0,r3,asl #24 ;@ r0=Get 8-bit signed Disp\n");\r
 230     ot("  add r3,r2,r0,asr #24 ;@ r3=Disp+Rn\n");\r
 231 \r
 232     EaCalcReg(2,8,mask,1,0);\r
 233     ot("  ldr r2,[r7,r2,lsl #2]\n");\r
 234     ot("  add r%d,r2,r3 ;@ r%d=Disp+An+Rn\n",a,a);\r
 235     Cycles+=size<2 ? 10:14; // Extra cycles\r
 236     return 0;\r
 237   }\r
 238 \r
 239   if (ea==0x38) // (aw)\r
 240   {\r
 241     ot("  ldrsh r%d,[r4],#2 ;@ Fetch Absolute Short address\n",a); pc_dirty=1;\r
 242     Cycles+=size<2 ? 8:12; // Extra cycles\r
 243     return 0;\r
 244   }\r
 245 \r
 246   if (ea==0x39) // (al)\r
 247   {\r
 248     ot("  ldrh r2,[r4],#2 ;@ Fetch Absolute Long address\n");\r
 249     ot("  ldrh r0,[r4],#2\n"); pc_dirty=1;\r
 250     ot("  orr r%d,r0,r2,lsl #16\n",a);\r
 251     Cycles+=size<2 ? 12:16; // Extra cycles\r
 252     return 0;\r
 253   }\r
 254 \r
 255   if (ea==0x3a) // ($nn,PC) (pcdi)\r
 256   {\r
 257     ot("  ldr r0,[r7,#0x60] ;@ Get Memory base\n");\r
 258     ot("  sub r0,r4,r0 ;@ Real PC\n");\r
 259     ot("  ldrsh r2,[r4],#2 ;@ Fetch extension\n"); pc_dirty=1;\r
 260     ot("  mov r0,r0,lsl #8\n");\r
 261     ot("  add r%d,r2,r0,asr #8 ;@ ($nn,PC)\n",a);\r
 262     Cycles+=size<2 ? 8:12; // Extra cycles\r
 263     return 0;\r
 264   }\r
 265 \r
 266   if (ea==0x3b) // ($nn,pc,Rn) (pcix)\r
 267   {\r
 268     ot("  ldr r0,[r7,#0x60] ;@ Get Memory base\n");\r
 269     ot("  ldrh r3,[r4] ;@ Get extension word\n");\r
 270     ot("  sub r0,r4,r0 ;@ r0=PC\n");\r
 271     ot("  add r4,r4,#2\n"); pc_dirty=1;\r
 272     ot("  mov r0,r0,asl #8 ;@ use only 24bits of PC\n");\r
 273     ot("  mov r2,r3,lsr #10\n");\r
 274     ot("  tst r3,#0x0800 ;@ Is Rn Word or Long\n");\r
 275     ot("  and r2,r2,#0x3c ;@ r2=Index of Rn\n");\r
 276     ot("  ldreqsh r2,[r7,r2] ;@ r2=Rn.w\n");\r
 277     ot("  ldrne   r2,[r7,r2] ;@ r2=Rn.l\n");\r
 278     ot("  mov r3,r3,asl #24 ;@ r3=Get 8-bit signed Disp\n");\r
 279     ot("  add r2,r2,r3,asr #24 ;@ r2=Disp+Rn\n");\r
 280     ot("  add r%d,r2,r0,asr #8 ;@ r%d=Disp+PC+Rn\n",a,a);\r
 281     Cycles+=size<2 ? 10:14; // Extra cycles\r
 282     return 0;\r
 283   }\r
 284 \r
 285   if (ea==0x3c) // #$nnnn (i)\r
 286   {\r
 287     if (size<2)\r
 288     {\r
 289       ot("  ldr%s r%d,[r4],#2 ;@ Fetch immediate value\n",Sarm[size&3],a); pc_dirty=1;\r
 290       Cycles+=4; // Extra cycles\r
 291       return 0;\r
 292     }\r
 293 \r
 294     ot("  ldrh r2,[r4],#2 ;@ Fetch immediate value\n");\r
 295     ot("  ldrh r3,[r4],#2\n"); pc_dirty=1;\r
 296     ot("  orr r%d,r3,r2,lsl #16\n",a);\r
 297     Cycles+=8; // Extra cycles\r
 298     return 0;\r
 299   }\r
 300 \r
 301   return 1;\r
 302 }\r
 303 \r
 304 // ---------------------------------------------------------------------------\r
 305 // Read effective address in (ARM Register 'a') to ARM register 'v'\r
 306 // 'a' and 'v' can be anything but 0 is generally best (for both)\r
 307 // If (ea<0x10) nothing is trashed, else r0-r3 is trashed\r
 308 // If 'top' is given, the ARM register v shifted to the top, e.g. 0xc000 -> 0xc0000000\r
 309 // If top is 0 and sign_extend is not, then ARM register v is sign extended,\r
 310 // e.g. 0xc000 -> 0xffffc000 (else it may or may not be sign extended)\r
 311 \r
 312 int EaRead(int a,int v,int ea,int size,int mask,int top,int sign_extend)\r
 313 {\r
 314   char text[32]="";\r
 315   int shift=0;\r
 316 \r
 317   shift=32-(8<<size);\r
 318 \r
 319   DisaPc=2; DisaGetEa(text,ea,size); // Get text version of the effective address\r
 320 \r
 321   if (ea<0x10)\r
 322   {\r
 323     int lsl=0,low=0,nsarm=size&3,i;\r
 324     if (size>=2||(size==0&&(top||!sign_extend))) {\r
 325       if(mask)\r
 326         for (i=mask|0x8000; (i&1)==0; i>>=1) low++; // Find out how high up the EA mask is\r
 327       lsl=2-low; // Having a lsl #2 here saves one opcode\r
 328     }\r
 329 \r
 330     if (top||!sign_extend) nsarm=3;\r
 331 \r
 332     ot(";@ EaRead : Read register[r%d] into r%d:\n",a,v);\r
 333 \r
 334     if      (lsl>0) ot("  ldr%s r%d,[r7,r%d,lsl #%i]\n",Narm[nsarm],v,a,lsl);\r
 335     else if (lsl<0) ot("  ldr%s r%d,[r7,r%d,lsr #%i]\n",Narm[nsarm],v,a,-lsl);\r
 336     else            ot("  ldr%s r%d,[r7,r%d]\n",Sarm[nsarm],v,a);\r
 337 \r
 338     if (top&&shift) ot("  mov r%d,r%d,asl #%d\n",v,v,shift);\r
 339 \r
 340     ot("\n"); return 0;\r
 341   }\r
 342 \r
 343   ot(";@ EaRead : Read '%s' (address in r%d) into r%d:\n",text,a,v);\r
 344 \r
 345   if (ea==0x3c)\r
 346   {\r
 347     int asl=0;\r
 348 \r
 349     if (top) asl=shift;\r
 350 \r
 351     if (asl) ot("  mov r%d,r%d,asl #%d\n",v,a,asl);\r
 352     else if (v!=a) ot("  mov r%d,r%d\n",v,a);\r
 353     ot("\n"); return 0;\r
 354   }\r
 355 \r
 356   if (ea>=0x3a && ea<=0x3b) MemHandler(2,size,a,earead_check_addrerr); // Fetch\r
 357   else                      MemHandler(0,size,a,earead_check_addrerr); // Read\r
 358 \r
 359   // defaults to 1, as most things begins with a read\r
 360   earead_check_addrerr=1;\r
 361 \r
 362   if (sign_extend)\r
 363   {\r
 364     int d_reg=0;\r
 365     if (shift) {\r
 366       ot("  mov r%d,r%d,asl #%d\n",v,d_reg,shift);\r
 367       d_reg=v;\r
 368     }\r
 369     if (!top && shift) {\r
 370       ot("  mov r%d,r%d,asr #%d\n",v,d_reg,shift);\r
 371       d_reg=v;\r
 372     }\r
 373     if (d_reg != v)\r
 374       ot("  mov r%d,r%d\n",v,d_reg);\r
 375   }\r
 376   else\r
 377   {\r
 378     if (top && shift)\r
 379       ot("  mov r%d,r0,asl #%d\n",v,shift);\r
 380     else if (v!=0)\r
 381       ot("  mov r%d,r0\n",v);\r
 382   }\r
 383 \r
 384   ot("\n"); return 0;\r
 385 }\r
 386 \r
 387 // calculate EA and  read\r
 388 // if (ea  < 0x10) nothing is trashed\r
 389 // if (ea == 0x3c) r2 and r3 are trashed\r
 390 // else r0-r3 are trashed\r
 391 // size values 0, 1, 2 ~ byte, word, long\r
 392 // r_ea is reg to store ea in (-1 means ea is not needed), r is dst reg\r
 393 // if sign_extend is 0, non-32bit values will have MS bits undefined\r
 394 int EaCalcRead(int r_ea,int r,int ea,int size,int mask,int sign_extend)\r
 395 {\r
 396   if (ea<0x10)\r
 397   {\r
 398     if (r_ea==-1)\r
 399     {\r
 400       r_ea=r;\r
 401       if (!sign_extend) size=2;\r
 402     }\r
 403   }\r
 404   else if (ea==0x3c) // #imm\r
 405   {\r
 406     r_ea=r;\r
 407   }\r
 408   else\r
 409   {\r
 410     if (r_ea==-1) r_ea=0;\r
 411   }\r
 412 \r
 413   EaCalc (r_ea,mask,ea,size,0,sign_extend);\r
 414   EaRead (r_ea,   r,ea,size,mask,0,sign_extend);\r
 415 \r
 416   return 0;\r
 417 }\r
 418 \r
 419 int EaCalcReadNoSE(int r_ea,int r,int ea,int size,int mask)\r
 420 {\r
 421   return EaCalcRead(r_ea,r,ea,size,mask,0);\r
 422 }\r
 423 \r
 424 // Return 1 if we can read this ea\r
 425 int EaCanRead(int ea,int size)\r
 426 {\r
 427   if (size<0)\r
 428   {\r
 429     // LEA:\r
 430     // These don't make sense?:\r
 431     if (ea< 0x10) return 0; // Register\r
 432     if (ea==0x3c) return 0; // Immediate\r
 433     if (ea>=0x18 && ea<0x28) return 0; // Pre/Post inc/dec An\r
 434   }\r
 435 \r
 436   if (ea<=0x3c) return 1;\r
 437   return 0;\r
 438 }\r
 439 \r
 440 // ---------------------------------------------------------------------------\r
 441 // Write effective address (ARM Register 'a') with ARM register 'v'\r
 442 // Trashes r0-r3,r12,lr; 'a' can be 0 or 2+, 'v' can be 1 or higher\r
 443 // If a==0 and v==1 it's faster though.\r
 444 int EaWrite(int a,int v,int ea,int size,int mask,int top,int sign_extend_ea)\r
 445 {\r
 446   char text[32]="";\r
 447   int shift=0;\r
 448 \r
 449   if(a == 1) { printf("Error! EaWrite a==1 !\n"); return 1; }\r
 450 \r
 451   if (top) shift=32-(8<<size);\r
 452 \r
 453   DisaPc=2; DisaGetEa(text,ea,size); // Get text version of the effective address\r
 454 \r
 455   if (ea<0x10)\r
 456   {\r
 457     int lsl=0,low=0,i;\r
 458     if (size>=2||(size==0&&(top||!sign_extend_ea))) {\r
 459       if(mask)\r
 460         for (i=mask|0x8000; (i&1)==0; i>>=1) low++; // Find out how high up the EA mask is\r
 461       lsl=2-low; // Having a lsl #x here saves one opcode\r
 462     }\r
 463 \r
 464     ot(";@ EaWrite: r%d into register[r%d]:\n",v,a);\r
 465     if (shift)  ot("  mov r%d,r%d,asr #%d\n",v,v,shift);\r
 466 \r
 467     if      (lsl>0) ot("  str%s r%d,[r7,r%d,lsl #%i]\n",Narm[size&3],v,a,lsl);\r
 468     else if (lsl<0) ot("  str%s r%d,[r7,r%d,lsr #%i]\n",Narm[size&3],v,a,-lsl);\r
 469     else            ot("  str%s r%d,[r7,r%d]\n",Narm[size&3],v,a);\r
 470 \r
 471     ot("\n"); return 0;\r
 472   }\r
 473 \r
 474   ot(";@ EaWrite: Write r%d into '%s' (address in r%d):\n",v,text,a);\r
 475 \r
 476   if (ea==0x3c) { ot("Error! Write EA=0x%x\n\n",ea); return 1; }\r
 477 \r
 478   if (shift)     ot("  mov r1,r%d,asr #%d\n",v,shift);\r
 479   else if (v!=1) ot("  mov r1,r%d\n",v);\r
 480 \r
 481   MemHandler(1,size,a,eawrite_check_addrerr); // Call write handler\r
 482 \r
 483   // not check by default, because most cases are rmw and\r
 484   // address was already checked before reading\r
 485   eawrite_check_addrerr = 0;\r
 486 \r
 487   ot("\n"); return 0;\r
 488 }\r
 489 \r
 490 // Return 1 if we can write this ea\r
 491 int EaCanWrite(int ea)\r
 492 {\r
 493   if (ea<=0x39) return 1; // 3b?\r
 494   return 0;\r
 495 }\r
 496 // ---------------------------------------------------------------------------\r
 497 \r
 498 // Return 1 if EA is An reg\r
 499 int EaAn(int ea)\r
 500 {\r
 501   if((ea&0x38)==8) return 1;\r
 502   return 0;\r
 503 }\r
 504 \r