src/assemble.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3 #include <string.h>
   4 #include <ctype.h>
   5 #include <assert.h>
   6
   7 #include "assemble.h"
   8 #include "cerr.h"
   9
  10 /**
  11  * アセンブルモード: src, label, onlylabel, asdetail, onlyassemble
  12  */
  13 ASMODE asmode = {false, false, false, false, false};
  14
  15 /**
  16  * アセンブル時の、現在およびリテラルのアドレスとプログラム入口名: ptr, lptr, prog
  17  */
  18 ASPTR *asptr;
  19
  20 /**
  21  * アセンブルのエラー定義
  22  */
  23 static CERR cerr_assemble[] = {
  24     { 106, "operand mismatch in assemble command" },
  25     { 107, "no label in START" },
  26     { 108, "not command of operand \"r\"" },
  27     { 109, "not command of operand \"r1,r2\"" },
  28     { 110, "not command of operand \"r,adr[,x]\"" },
  29     { 111, "not command of operand \"adr[,x]\"" },
  30     { 112, "not command of no operand" },
  31     { 113, "operand too many in COMET II command" },
  32     { 119, "out of COMET II memory" },
  33     { 120, "GR0 in operand x" },
  34     { 122, "cannot create hash table" },
  35     { 124, "more than one character in literal" },
  36     { 125, "not GR in operand x" },
  37 };
  38
  39 WORD getadr(const char *prog, const char *str, PASS pass);
  40
  41 WORD getgr(const char *str, bool is_x);
  42
  43 WORD getliteral(const char *str, PASS pass);
  44
  45 bool assemblecmd(const CMDLINE *cmdl, PASS pass);
  46
  47 bool macrocmd(const CMDLINE *cmdl, PASS pass);
  48
  49 void writeIN(const char *ibuf, const char *len, PASS pass);
  50
  51 void writeOUT(const char *obuf, const char *len, PASS pass);
  52
  53 void writeRPUSH(PASS pass);
  54
  55 void writeRPOP(PASS pass);
  56
  57 bool cometcmd(const CMDLINE *cmdl, PASS pass);
  58
  59 void writememory(WORD word, WORD adr, PASS pass);
  60
  61 void writestr(const char *str, bool literal, PASS pass);
  62
  63 void writeDC(const char *str, PASS pass);
  64
  65 bool assembletok(const CMDLINE *cmdl, PASS pass);
  66
  67 bool assembleline(const char *line, PASS pass);
  68
  69 void printline(FILE *stream, const char *filename, int lineno, char *line);
  70
  71 /**
  72  * 汎用レジスタを表す文字列「GR[0-7]」から、レジスタ番号[0-7]をWORD値で返す
  73  * 文字列が汎用レジスタを表さない場合は、0xFFFFを返す
  74  * is_xがtrueの場合は指標レジスタ。GR0が指定された場合は、COMET IIの仕様によりエラー発生
  75  */
  76 WORD getgr(const char *str, bool is_x)
  77 {
  78     assert(str != NULL);
  79     WORD r;
  80
  81     /* 「GR[0-7]」以外の文字列では、0xFFFFを返して終了 */
  82     if(!(strlen(str) == 3 && strncmp(str, "GR", 2) == 0 &&
  83          (*(str+2) >= '0' && *(str+2) <= '0' + (GRSIZE - 1))))
  84     {
  85         return 0xFFFF;
  86     }
  87     r = (WORD)(*(str+2) - '0');
  88     /* GR0は指標レジスタとして用いることができない */
  89     if(is_x == true && r == 0x0) {
  90         setcerr(120, NULL);    /* GR0 in operand x */
  91         return 0x0;
  92     }
  93     return r;
  94 }
  95
  96 /**
  97  * 定数の前に等号（=）をつけて記述されるリテラルを返す
  98  * リテラルには、10進定数／16進定数／文字定数が含まれる
  99  */
 100 WORD getliteral(const char *str, PASS pass)
 101 {
 102     assert(*str == '=');
 103     WORD adr = asptr->lptr;
 104
 105     if(*(++str) == '\'') {    /* 文字定数 */
 106         writestr(str, true, pass);
 107     } else {
 108         writememory(nh2word(str), (asptr->lptr)++, pass);
 109     }
 110     return adr;
 111 }
 112
 113 /**
 114  * アセンブラ命令をメモリに書込
 115  * アセンブラ命令の場合はtrue、それ以外の場合はfalseを返す
 116  */
 117 bool assemblecmd(const CMDLINE *cmdl, PASS pass)
 118 {
 119     int i = 0;
 120     ASCMDID cmdid = 0;
 121     ASCMD ascmd[] = {
 122         { START, 0, 1, "START" },
 123         { END, 0, 0, "END" },
 124         { DC, 1, OPDSIZE, "DC" },
 125         { DS, 1, 1, "DS" },
 126         { 0, 0, 0, NULL }
 127     };
 128
 129     do {
 130         if(strcmp(cmdl->cmd, ascmd[i].cmd) == 0) {
 131             if(cmdl->opd->opdc < ascmd[i].opdc_min || cmdl->opd->opdc > ascmd[i].opdc_max) {
 132                 setcerr(106, NULL);    /* operand count mismatch */
 133                 return true;
 134             }
 135             cmdid = ascmd[i].cmdid;
 136             break;
 137         }
 138     } while(ascmd[++i].cmdid != 0);
 139     /* アセンブラ命令 */
 140     switch(cmdid)
 141     {
 142     case START:
 143         if(cmdl->label == NULL) {
 144             setcerr(107, NULL);    /* no label in START */
 145             return true;
 146         }
 147         /* プログラム名の設定 */
 148         asptr->prog = strdup_chk(cmdl->label, "asptr.prog");
 149         /* オペランドがある場合、実行開始アドレスを設定 */
 150         if(pass == SECOND && cmdl->opd->opdc == 1) {
 151             if((execptr->start = getlabel(asptr->prog, cmdl->opd->opdv[0])) == 0xFFFF) {
 152                 setcerr(103, cmdl->opd->opdv[0]);    /* label not found */
 153             }
 154         }
 155         break;
 156     case END:
 157         /* 1回目のアセンブルの場合は、リテラル領域開始アドレスを設定 */
 158         if(pass == FIRST) {
 159             asptr->lptr = asptr->ptr;
 160         }
 161         /* 2回目のアセンブルの場合は、リテラル領域終了アドレスを実行終了アドレスとして設定 */
 162         else if(pass == SECOND) {
 163             execptr->end = asptr->lptr;
 164         }
 165         FREE(asptr->prog);
 166         break;
 167     case DS:
 168         for(i = 0; i < atoi(cmdl->opd->opdv[0]); i++) {
 169             writememory(0x0, (asptr->ptr)++, pass);
 170             if(cerr->num > 0) {
 171                 break;
 172             }
 173         }
 174         break;
 175     case DC:
 176         for(i = 0; i < cmdl->opd->opdc; i++) {
 177             writeDC(cmdl->opd->opdv[i], pass);
 178             if(cerr->num > 0) {
 179                 break;
 180             }
 181         }
 182         break;
 183     default:
 184         return false;
 185     }
 186     return true;
 187 }
 188
 189 /**
 190  *  macrocmd
 191  * マクロ命令をメモリに書込
 192  * マクロ命令の場合はtrue、それ以外の場合はfalseを返す
 193  */
 194 bool macrocmd(const CMDLINE *cmdl, PASS pass)
 195 {
 196     int i = 0;
 197     MACROCMDID cmdid = 0;
 198     MACROCMD macrocmd[] = {
 199         { IN, 2, 2, "IN" },
 200         { OUT, 2, 2, "OUT" },
 201         { RPUSH, 0, 0, "RPUSH" },
 202         { RPOP, 0, 0, "RPOP" },
 203         { 0, 0, 0, NULL }
 204     };
 205
 206     do {
 207         if(strcmp(cmdl->cmd, macrocmd[i].cmd) == 0) {
 208             if(cmdl->opd->opdc < macrocmd[i].opdc_min ||
 209                cmdl->opd->opdc > macrocmd[i].opdc_max)
 210             {
 211                 setcerr(106, NULL);    /* operand count mismatch */
 212                 return true;
 213             }
 214             cmdid = macrocmd[i].cmdid;
 215             break;
 216         }
 217     } while(macrocmd[++i].cmdid != 0);
 218     switch(cmdid)
 219     {
 220     case IN:
 221         writeIN(cmdl->opd->opdv[0], cmdl->opd->opdv[1], pass);
 222         break;
 223     case OUT:
 224         writeOUT(cmdl->opd->opdv[0], cmdl->opd->opdv[1], pass);
 225         break;
 226     case RPUSH:
 227         writeRPUSH(pass);
 228         break;
 229     case RPOP:
 230         writeRPOP(pass);
 231         break;
 232     default:
 233         return false;
 234     }
 235     return true;
 236 }
 237
 238 /**
 239  * マクロ命令「IN IBUF,LEN」をメモリに書込
 240  *      PUSH 0,GR1
 241  *      PUSH 0,GR2
 242  *      LAD GR1,IBUF
 243  *      LAD GR2,LEN
 244  *      SVC 1
 245  *      POP GR2
 246  *      POP GR1
 247  */
 248 void writeIN(const char *ibuf, const char *len, PASS pass)
 249 {
 250     char *line = malloc_chk(LINESIZE + 1, "writeIN.line");
 251
 252     assembleline("    PUSH 0,GR1", pass);
 253     assembleline("    PUSH 0,GR2", pass);
 254     sprintf(line, "    LAD GR1,%s", ibuf);
 255     assembleline(line, pass);
 256     sprintf(line, "    LAD GR2,%s", len);
 257     assembleline(line, pass);
 258     assembleline("    SVC 1", pass);
 259     assembleline("    POP GR2", pass);
 260     assembleline("    POP GR1", pass);
 261
 262     FREE(line);
 263 }
 264
 265 /**
 266  *  マクロ命令「OUT OBUF,LEN」をメモリに書込
 267  *      PUSH 0,GR1
 268  *      PUSH 0,GR2
 269  *      LAD GR1,OBUF
 270  *      LAD GR2,LEN
 271  *      SVC 2
 272  *      LAD GR1,=#A
 273  *      LAD GR2,=1
 274  *      SVC 2
 275  *      POP GR2
 276  *      POP GR1
 277  */
 278 void writeOUT(const char *obuf, const char *len, PASS pass)
 279 {
 280     char *line = malloc_chk(LINESIZE + 1, "writeOUT.line");
 281
 282     assembleline("    PUSH 0,GR1", pass);
 283     assembleline("    PUSH 0,GR2", pass);
 284     sprintf(line, "    LAD GR1,%s", obuf);
 285     assembleline(line, pass);
 286     sprintf(line, "    LAD GR2,%s", len);
 287     assembleline(line, pass);
 288     assembleline("    SVC 2", pass);
 289     assembleline("    LAD GR1,=#A", pass);
 290     assembleline("    LAD GR2,=1", pass);
 291     assembleline("    SVC 2", pass);
 292     assembleline("    POP GR2", pass);
 293     assembleline("    POP GR1", pass);
 294     FREE(line);
 295 }
 296
 297 /** マクロ命令「RPUSH」をメモリに書き込む
 298  *       PUSH 0,GR1
 299  *       PUSH 0,GR2
 300  *       PUSH 0,GR3
 301  *       PUSH 0,GR4
 302  *       PUSH 0,GR5
 303  *       PUSH 0,GR6
 304  *       PUSH 0,GR7
 305  */
 306 void writeRPUSH(PASS pass)
 307 {
 308     int i;
 309     char *line = malloc_chk(LINESIZE + 1, "writeRPUSH.line");
 310
 311     for(i = 1; i <= GRSIZE-1; i++) {
 312         sprintf(line, "    PUSH 0,GR%d", i);
 313         assembleline(line, pass);
 314     }
 315     FREE(line);
 316 }
 317
 318 /**
 319  * マクロ命令「RPOP」をメモリに書き込む
 320  *      POP GR7
 321  *      POP GR6
 322  *      POP GR5
 323  *      POP GR4
 324  *      POP GR3
 325  *      POP GR3
 326  *      POP GR2
 327  *      POP GR1
 328  */
 329 void writeRPOP(PASS pass)
 330 {
 331     int i;
 332     char *line = malloc_chk(LINESIZE + 1, "writeRPOP.line");
 333
 334     for(i = GRSIZE-1; i >= 1; i--) {
 335         sprintf(line, "    POP GR%d", i);
 336         assembleline(line, pass);
 337     }
 338     FREE(line);
 339 }
 340
 341 /**
 342  * 機械語命令をメモリに書込
 343  * 書込に、成功した場合はtrue、失敗した場合はfalse、を返す
 344  */
 345 bool cometcmd(const CMDLINE *cmdl, PASS pass)
 346 {
 347     WORD cmd, r_r1, x_r2, adr;
 348
 349     /* オペランドなし */
 350     if(cmdl->opd->opdc == 0) {
 351         if((cmd = getcmdcode(cmdl->cmd, NONE)) == 0xFFFF) {
 352             setcerr(112, cmdl->cmd);    /* not command of no operand */
 353             return false;
 354         }
 355         writememory(cmd, (asptr->ptr)++, pass);
 356     }
 357     /* 第1オペランドは汎用レジスタ */
 358     else if((r_r1 = getgr(cmdl->opd->opdv[0], false)) != 0xFFFF) {
 359         /* オペランド数1 */
 360         if(cmdl->opd->opdc == 1) {
 361             if((cmd = getcmdcode(cmdl->cmd, R_)) == 0xFFFF) {
 362                 setcerr(108, cmdl->cmd);    /* not command of operand "r" */
 363                 return false;
 364             }
 365             cmd |= (r_r1 << 4);
 366             writememory(cmd, (asptr->ptr)++, pass);
 367         }
 368         /* オペランド数2。第2オペランドは汎用レジスタ */
 369         else if(cmdl->opd->opdc == 2 && (x_r2 = getgr(cmdl->opd->opdv[1], false)) != 0xFFFF) {
 370             if((cmd = getcmdcode(cmdl->cmd, R1_R2)) == 0xFFFF) {
 371                 setcerr(109, cmdl->cmd);    /* not command of operand "r1,r2" */
 372                 return false;
 373             }
 374             cmd |= ((r_r1 << 4) | x_r2);               /* 第1オペランド、第2オペランドともに汎用レジスタ */
 375             /* メモリへの書き込み */
 376             writememory(cmd, (asptr->ptr)++, pass);
 377         }
 378         /* オペランド数2または3 */
 379         else if(cmdl->opd->opdc == 2 || cmdl->opd->opdc == 3) {
 380             if((cmd = getcmdcode(cmdl->cmd, R_ADR_X)) == 0xFFFF) {
 381                 setcerr(110, cmdl->cmd);    /* not command of operand "r,adr[,x]" */
 382                 return false;
 383             }
 384             cmd |= (r_r1 << 4);                    /* 第1オペランドは汎用レジスタ */
 385             /* オペランド数3の場合 */
 386             if(cmdl->opd->opdc == 3) {             /* 第3オペランドは指標レジスタとして用いる汎用レジスタ */
 387                 if((x_r2 = getgr(cmdl->opd->opdv[2], true)) == 0xFFFF) {
 388                     setcerr(125, cmdl->cmd);    /* not GR in operand x */
 389                     return false;
 390                 }
 391                 cmd |= x_r2;
 392             }
 393             adr = getadr(asptr->prog, cmdl->opd->opdv[1], pass); /* 第2オペランドはアドレス */
 394             /* メモリへの書き込み */
 395             writememory(cmd, (asptr->ptr)++, pass);
 396             writememory(adr, (asptr->ptr)++, pass);
 397         } else {
 398             setcerr(113, cmdl->cmd);    /* operand too many in COMET II command */
 399             return false;
 400         }
 401     }
 402     /* オペランド数1または2。第1オペランドはアドレス */
 403     else if(cmdl->opd->opdc == 1 || cmdl->opd->opdc == 2) {
 404         if((cmd = getcmdcode(cmdl->cmd, ADR_X)) == 0xFFFF) {
 405             setcerr(111, cmdl->cmd);    /* not command of operand "adr[,x]" */
 406             return false;
 407         }
 408         /* オペランド数2の場合 */
 409         if(cmdl->opd->opdc == 2) {             /* 第2オペランドは指標レジスタとして用いる汎用レジスタ */
 410             x_r2 = getgr(cmdl->opd->opdv[1], true);
 411             if(cerr->num > 0) {
 412                 return false;
 413             }
 414             cmd |= x_r2;
 415         }
 416         /* CALLの場合はプログラムの入口名を表すラベルを取得 */
 417         /* CALL以外の命令の場合と、プログラムの入口名を取得できない場合は、 */
 418         /* 同一プログラム内のラベルを取得 */
 419         if(pass == SECOND && cmd == 0x8000) {        /* CALL命令 */
 420             adr = getlabel(NULL, cmdl->opd->opdv[0]);
 421         }
 422         if(cmd != 0x8000 || (pass == SECOND && adr == 0xFFFF)) {
 423             adr = getadr(asptr->prog, cmdl->opd->opdv[0], pass);
 424         }
 425         /* メモリへの書き込み */
 426         writememory(cmd, (asptr->ptr)++, pass);
 427         writememory(adr, (asptr->ptr)++, pass);
 428     }
 429     return (cerr->num == 0) ? true : false;
 430 }
 431
 432 /**
 433  * COMET IIのメモリにアドレス値を書き込む
 434  */
 435 void writememory(WORD word, WORD adr, PASS pass)
 436 {
 437     /* COMET IIメモリオーバーの場合、エラー発生 */
 438     if(adr >= sys->memsize) {
 439         setcerr(119, word2n(adr));    /* out of COMET II memory */
 440         return;
 441     }
 442     (sys->memory)[adr] = word;
 443     if(pass == SECOND && asmode.asdetail == true) {
 444         fprintf(stdout, "\t#%04X\t#%04X\n", adr, word);
 445     }
 446 }
 447
 448 /**
 449  * 文字をメモリに書き込む
 450  */
 451 void writestr(const char *str, bool literal, PASS pass)
 452 {
 453     assert(*str == '\'');
 454     const char *p = str + 1;
 455     bool lw = false;
 456
 457     for(; ;) {
 458         /* 閉じ「'」がないまま文字列が終了した場合 */
 459         if(*p == '\0') {
 460             setcerr(123, str);    /* unclosed quote */
 461             break;
 462         }
 463         /* 「'」の場合、次の文字が「'」でない場合は正常終了 */
 464         if(*p == '\'' && *(++p) != '\'') {
 465             break;
 466         } else if(literal == true && lw == true) {
 467             setcerr(124, str);    /* more than one character in literal */
 468             break;
 469         }
 470         /*リテラルの場合はリテラル領域に書込 */
 471         if(literal == true) {
 472             writememory(*(p++), (asptr->lptr)++, pass);
 473             lw = true;
 474         } else {
 475             writememory(*(p++), (asptr->ptr)++, pass);
 476         }
 477     }
 478 }
 479
 480 /**
 481  * DC命令の内容を書き込む
 482  */
 483 void writeDC(const char *str, PASS pass)
 484 {
 485     WORD adr = 0x0;
 486
 487     if(*str == '\'') {
 488         writestr(str, false, pass);
 489     } else {
 490         if(*str == '#' || isdigit(*str) || *str == '-') {
 491             adr = nh2word(str);
 492         } else {
 493             if(pass == SECOND && (adr = getlabel(asptr->prog, str)) == 0xFFFF) {
 494                 setcerr(103, str);    /* label not found */
 495             }
 496         }
 497         writememory(adr, (asptr->ptr)++, pass);
 498     }
 499 }
 500
 501 /**
 502  * トークンをアセンブル
 503  */
 504 bool assembletok(const CMDLINE *cmdl, PASS pass)
 505 {
 506     /* 命令がない場合 */
 507     if(cmdl->cmd == NULL){
 508         return true;
 509     }
 510     /* アセンブラ命令またはマクロ命令の書込 */
 511     if(assemblecmd(cmdl, pass) == false && macrocmd(cmdl, pass) == false) {
 512         /* COMET II命令の書込 */
 513         if(cometcmd(cmdl, pass) == false && cerr->num == 0) {
 514             setcerr(113, cmdl->cmd);    /* operand too many in COMET II command */
 515         }
 516     }
 517     return (cerr->num == 0) ? true : false;
 518 }
 519
 520 /**
 521  * ファイルストリームの現在行を番号付きで表示する
 522  */
 523 void printline(FILE *stream, const char *filename, int lineno, char *line)
 524 {
 525     fprintf(stream, "%s:%5d:%s", filename, lineno, line);
 526 }
 527
 528 /**
 529  * アドレスを返す
 530  * アドレスには、リテラル／10進定数／16進定数／アドレス定数が含まれる
 531  */
 532 WORD getadr(const char *prog, const char *str, PASS pass)
 533 {
 534     WORD adr = 0x0;
 535
 536     if(*str == '=') {
 537         adr = getliteral(str, pass);
 538     } else if(isdigit(*str) || *str == '-' || *str == '#') {
 539         adr = nh2word(str);
 540     } else {
 541         if(pass == SECOND && (adr = getlabel(prog, str)) == 0xFFFF) {
 542             if(prog != NULL) {
 543                 setcerr(103, str);    /* label not found */
 544             }
 545         }
 546     }
 547     return adr;
 548 }
 549
 550
 551 /**
 552  * 1行をアセンブル
 553  * passが1の場合はラベルを登録し、2の場合はラベルからアドレスを読み込む
 554  */
 555 bool assembleline(const char *line, PASS pass)
 556 {
 557     CMDLINE *cmdl;
 558     bool stat = true;
 559     int i;
 560
 561     cmdl = linetok(line);
 562     stat = (cerr->num == 0) ? true : false;
 563     if(cmdl != NULL) {
 564         if(stat == true) {
 565             if(pass == FIRST && cmdl->label != NULL) {
 566                 stat = addlabel(asptr->prog, cmdl->label, asptr->ptr);
 567             }
 568             if(stat == true) {
 569                 stat = assembletok(cmdl, pass);
 570             }
 571             FREE(cmdl->label);
 572         }
 573         if(cmdl->opd != NULL) {
 574             for(i = 0; i < cmdl->opd->opdc; i++) {
 575                 FREE(cmdl->opd->opdv[i]);
 576             }
 577         }
 578         FREE(cmdl->opd);
 579         FREE(cmdl->cmd);
 580     }
 581     FREE(cmdl);
 582     return stat;
 583 }
 584
 585 /**
 586  * アセンブルのエラーをエラーリストに追加
 587  */
 588 void addcerrlist_assemble()
 589 {
 590     addcerrlist_tok();
 591     addcerrlist_word();
 592     addcerrlist_label();
 593     addcerrlist(ARRAYSIZE(cerr_assemble), cerr_assemble);
 594 }
 595
 596 /**
 597  * 指定された名前のファイルをアセンブル
 598  * アセンブル完了時はtrue、エラー発生時はfalseを返す
 599  */
 600 bool assemblefile(const char *file, PASS pass)
 601 {
 602     int lineno = 1;
 603     char *line;
 604     FILE *fp;
 605
 606     if((fp = fopen(file, "r")) == NULL) {
 607         perror(file);
 608         return false;
 609     }
 610     for(line = malloc_chk(LINESIZE + 1, "assemble.line"); fgets(line, LINESIZE, fp); lineno++) {
 611         if((pass == FIRST && asmode.src == true) || (pass == SECOND && asmode.asdetail == true)) {
 612             printline(stdout, file, lineno, line);
 613         }
 614         if(assembleline(line, pass) == false) {
 615             break;
 616         }
 617     }
 618     if(cerr->num > 0) {
 619         fprintf(stderr, "Assemble error - %d: %s\n", cerr->num, cerr->msg);
 620         printline(stderr, file, lineno, line);
 621     }
 622     FREE(line);
 623     fclose(fp);
 624     return (cerr->num == 0) ? true : false;
 625 }
 626
 627 /**
 628  * 引数で指定したファイルにアセンブル結果を書込
 629  */
 630 void outassemble(const char *file)
 631 {
 632     FILE *fp;
 633
 634     if((fp = fopen(file, "w")) == NULL) {
 635         perror(file);
 636         exit(-1);
 637     }
 638     fwrite(sys->memory, sizeof(WORD), execptr->end, fp);
 639     fclose(fp);
 640 }