src/exec.c

   1 #include "casl2.h"
   2 #include "exec.h"
   3
   4 /* 標準入力から文字データを読込（SVC 1） */
   5 void svcin()
   6 {
   7     int i;
   8     char *buffer = malloc(INSIZE + 1);
   9
  10     if(fgets(buffer, INSIZE, stdin) == NULL) {
  11         memory[GR[1]] = 0x0;
  12         memory[GR[2]] = 0x0;
  13         return;
  14     }
  15     for(i = 0; i < GR[1] && i < INSIZE; i++) {
  16         if(*(buffer + i) == '\0' || *(buffer + i) == '\n') {
  17             --i;
  18             break;
  19         }
  20         if(GR[1] + i >= memsize - 1) {
  21             setcerr(202, NULL);    /* SVC input - out of Input memory */
  22             break;
  23         }
  24         memory[GR[1]+i] = *(buffer + i);
  25     }
  26     memory[GR[2]] = i + 1;
  27 }
  28
  29 /* 標準出力へ文字データを書出（SVC 2） */
  30 void svcout()
  31 {
  32     int i;
  33     char c;
  34
  35     for(i = 0; i < GR[2]; i++) {
  36         if(GR[1] + i >= memsize - 1) {
  37             setcerr(203, NULL);    /* SVC output - out of Comet II memory */
  38             return;
  39         }
  40         if(memory[GR[1]+i] == '\0') {
  41             break;
  42         }
  43         /* 「文字の組」の符号表に記載された文字と、改行（CR）／タブを表示
  44            それ以外の文字は、「.」で表す */
  45         if(((c = (char)(memory[GR[1]+i])) >= 0x20 && c <= 0x7E) || c == 0xA || c == '\t')
  46         {
  47             putchar(c);
  48         } else {
  49             putchar('.');
  50         }
  51     }
  52 }
  53
  54 /* ロード／論理積／論理和／排他的論理和のフラグ設定。OFは常に0 */
  55 void setfr(WORD val)
  56 {
  57     FR = 0x0;
  58     /* 第15ビットが1のとき、SFは1 */
  59     if((val & 0x8000) > 0x0) {
  60         FR += SF;
  61     }
  62     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
  63     if(val == 0x0) {
  64         FR += ZF;
  65     }
  66 }
  67
  68 /* 算術加算。フラグを設定して値を返す */
  69 WORD adda(WORD val0, WORD val1)
  70 {
  71     WORD res;
  72     long temp;
  73     FR = 0x0;
  74
  75     temp = (signed short)val0 + (signed short)val1;
  76     if(temp > 32767 || temp < -32768) {
  77         FR += OF;
  78     }
  79     if(((res = (WORD)(temp & 0xFFFF)) & 0x8000) == 0x8000) {
  80         FR += SF;
  81     } else if(res == 0x0) {
  82         FR += ZF;
  83     }
  84     return res;
  85 }
  86
  87 /* 算術減算。フラグを設定して値を返す */
  88 WORD suba(WORD val0, WORD val1)
  89 {
  90     return adda(val0, (~val1 + 1));
  91 }
  92
  93 /* 論理加算。フラグを設定して値を返す */
  94 WORD addl(WORD val0, WORD val1)
  95 {
  96     long temp;
  97     WORD res;
  98     FR = 0x0;
  99
 100     if((temp = val0 + val1) < 0 || temp > 65535) {
 101         FR += OF;
 102     }
 103     if(((res = (WORD)(temp & 0xFFFF)) & 0x8000) == 0x8000) {
 104         FR += SF;
 105     } else if(res == 0x0) {
 106         FR += ZF;
 107     }
 108     return res;
 109 }
 110
 111 /* 論理減算。フラグを設定して値を返す */
 112 WORD subl(WORD val0, WORD val1)
 113 {
 114     return addl(val0, (~val1 + 1));
 115 }
 116
 117 /* 算術比較のフラグ設定。OFは常に0 */
 118 void cpa(WORD val0, WORD val1)
 119 {
 120     FR = 0x0;
 121     if((short)val0 < (short)val1) {
 122         FR = SF;
 123     } else if(val0 == val1) {
 124         FR = ZF;
 125     }
 126 }
 127
 128 /* 論理比較のフラグ設定。OFは常に0 */
 129 void cpl(WORD val0, WORD val1)
 130 {
 131     FR = 0x0;
 132     if(val0 < val1) {
 133         FR = SF;
 134     } else if(val0 == val1) {
 135         FR = ZF;
 136     }
 137 }
 138
 139 /* 算術左シフト。フラグを設定して値を返す。 */
 140 /* 算術演算なので、第15ビットは送り出されない */
 141 WORD sla(WORD val0, WORD val1)
 142 {
 143     FR = 0x0;
 144     WORD sign, res;
 145     sign = val0 & 0x8000;
 146     res = ((val0 << val1) & 0x7FFF) | sign;
 147     /* OFに、レジスタから最後に送り出されたビットの値を設定 */
 148     if((val0 & (0x4000 >> (val1 - 1))) > 0x0) {
 149         FR += OF;
 150     }
 151     /* 符号（第15ビット）が1のとき、SFは1 */
 152     if(sign > 0x0) {
 153         FR += SF;
 154     }
 155     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 156     if(res == 0x0) {
 157         FR += ZF;
 158     }
 159     return res;
 160 }
 161
 162 /* 算術右シフト。フラグを設定して値を返す */
 163 WORD sra(WORD val0, WORD val1)
 164 {
 165     WORD sign, res, onbit = 0x8000;
 166     int i;
 167     FR = 0x0;
 168     res = (val0 & 0x7FFF) >> val1;
 169     /* 符号（第15ビット）が1の場合、符号と空いたビット位置に1を設定
 170        COMET IIの仕様で、シフトの結果空いたビット位置には符号と同じものが入る */
 171     if((sign = val0 & 0x8000) == 0x8000) {
 172         for(i = 0; i <= val1; i++) {
 173             res |= onbit;
 174             onbit >>= 1;
 175         }
 176     }
 177     /* OFに、レジスタから最後に送り出されたビットの値を設定 */
 178     if((val0 & (0x1 << (val1 - 1))) > 0x0) {
 179         FR += OF;
 180     }
 181     /* 符号（第15ビット）が1のとき、SFは1 */
 182     if(sign > 0x0) {
 183         FR += SF;
 184     }
 185     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 186     if(res == 0x0) {
 187         FR += ZF;
 188     }
 189     return res;
 190 }
 191
 192 /* 論理左シフト。フラグを設定して値を返す */
 193 WORD sll(WORD val0, WORD val1)
 194 {
 195     FR = 0x0;
 196     WORD res;
 197     res = val0 << val1;
 198     /* OFに、レジスタから最後に送り出されたビットの値を設定 */
 199     if((val0 & (0x8000 >> (val1 - 1))) > 0x0) {
 200         FR += OF;
 201     }
 202     /* 第15ビットが1のとき、SFは1 */
 203     if((res & 0x8000) > 0x0) {
 204         FR += SF;
 205     }
 206     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 207     if(res == 0x0) {
 208         FR += ZF;
 209     }
 210     return res;
 211 }
 212
 213 /* 論理右シフト。フラグを設定して値を返す */
 214 WORD srl(WORD val0, WORD val1)
 215 {
 216     FR = 0x0;
 217     WORD res;
 218     res = val0 >> val1;
 219     /* OFに、レジスタから最後に送り出されたビットの値を設定 */
 220     if((val0 & (0x1 << (val1 - 1))) > 0x0) {
 221         FR += OF;
 222     }
 223     /* 第15ビットが1のとき、SFは1 */
 224     if((res & 0x8000) == 0x8000) {
 225         FR += SF;
 226     }
 227     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 228     if(res == 0x0) {
 229         FR += ZF;
 230     }
 231     return res;
 232 }
 233
 234 /* 仮想マシンのリセット */
 235 void reset()
 236 {
 237     int i;
 238     for(i = 0; i < REGSIZE; i++) {
 239         GR[i] = 0x0;
 240     }
 241     SP = PR = FR = 0x0;
 242     memory = malloc(memsize);
 243     for(i = 0; i < memsize; i++) {
 244         memory[i] = 0x0;
 245     }
 246 }
 247
 248 /* コードの実行 */
 249 void exec()
 250 {
 251     WORD op, r_r1, x_r2, val;
 252     CMDTYPE cmdtype;
 253     char *errpr = malloc(8);
 254     clock_t clock_begin, clock_end;
 255
 256     if((&execmode)->tracemode) {
 257         fprintf(stdout, "\nExecuting machine codes\n");
 258     }
 259     /* フラグレジスタの初期値設定 */
 260     FR = 0x0;
 261     SP = memsize;
 262     PR = startptr;
 263     if(create_code_type() == false) {
 264         goto execerr;
 265     }
 266     /* 機械語の実行 */
 267     for (; ; ) {
 268         clock_begin = clock();
 269         /* プログラムレジスタのアドレスが主記憶の範囲外の場合はエラー */
 270         if(PR >= memsize) {
 271             sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR);
 272             setcerr(204, errpr);    /* Program Register (PR) - out of COMET II memory */
 273         }
 274         /* スタック領域のアドレスが主記憶の範囲外の場合はエラー */
 275         if(SP > memsize) {
 276             sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR);
 277             setcerr(207, errpr);    /* Stack Pointer (SP) - out of COMET II memory */
 278         }
 279         /* スタック領域を確保できない場合はエラー */
 280         if(SP <= endptr) {
 281             sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR);
 282             setcerr(205, errpr);    /* Stack Pointer (SP) - cannot allocate stack buffer */
 283         }
 284         op = memory[PR] & 0xFF00;
 285         cmdtype = getcmdtype(op);
 286         r_r1 = (memory[PR] >> 4) & 0xF;
 287         x_r2 = memory[PR] & 0xF;
 288         /* エラー発生時は終了 */
 289         if(cerrno > 0) {
 290             goto execerr;
 291         }
 292         if((&execmode)->tracemode){
 293             fprintf(stdout, "#%04X: Register::::\n", PR);
 294             dspregister();
 295         }
 296         if((&execmode)->dumpmode){
 297             fprintf(stdout, "#%04X: Memory::::\n", PR);
 298             dumpmemory();
 299         }
 300         if((&execmode)->dumpmode || (&execmode)->tracemode) {
 301             fprintf(stdout, "\n");
 302         }
 303         PR++;
 304         /* 処理対象の値を取得 */
 305         if(cmdtype == R1_R2) {
 306             assert(x_r2 < REGSIZE);
 307             val = GR[x_r2];
 308         }
 309         else if(cmdtype ==  R_ADR_X || cmdtype == R_ADR_X_ || cmdtype == ADR_X) {
 310             /* 実効アドレス（値または値が示す番地）を取得  */
 311             val = memory[PR++];
 312             /* 指標アドレスを加算  */
 313             if(x_r2 > 0x0) {
 314                 val += GR[x_r2];
 315             }
 316             /* ロード／算術論理演算命令／比較演算命令では、アドレスに格納されている内容を取得 */
 317             if(cmdtype == R_ADR_X_) {
 318                 if(val >= memsize) {
 319                     sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR-1);
 320                     setcerr(206, errpr);    /* Address - out of COMET II memory */
 321                     goto execerr;
 322                 }
 323                 val = memory[val];
 324             }
 325         }
 326         /* 主オペランドが1〜4の場合、第2ビットを無視 */
 327         if(op >= 0x1000 && op <= 0x4FFF) {
 328             op &= 0xFB00;
 329         }
 330         /* 命令ごとの処理を実行 */
 331         switch(op)
 332         {
 333         case 0x0:  /* NOP */
 334             break;
 335         case 0x1000:    /* LD */
 336             setfr(GR[r_r1] = val);
 337             break;
 338         case 0x1100:    /* ST */
 339             memory[val] = GR[r_r1];
 340             break;
 341         case 0x1200:    /* LAD */
 342             GR[r_r1] = val;
 343             break;
 344         case 0x2000:  /* ADDA */
 345             GR[r_r1] = adda(GR[r_r1], val);
 346             break;
 347         case 0x2100:  /* SUBA */
 348             GR[r_r1] = suba(GR[r_r1], val);
 349             break;
 350         case 0x2200:  /* ADDL */
 351             GR[r_r1] = addl(GR[r_r1], val);
 352             break;
 353         case 0x2300:  /* SUBL */
 354             GR[r_r1] = subl(GR[r_r1], val);
 355             break;
 356         case 0x3000:  /* AND */
 357             setfr(GR[r_r1] &= val);
 358             break;
 359         case 0x3100:  /* OR */
 360             setfr(GR[r_r1] |= val);
 361             break;
 362         case 0x3200:  /* XOR */
 363             setfr(GR[r_r1] ^= val);
 364             break;
 365         case 0x4000:  /* CPA */
 366             cpa(GR[r_r1], val);
 367             break;
 368         case 0x4100:  /* CPL */
 369             cpl(GR[r_r1], val);
 370             break;
 371         case 0x5000:  /* SLA */
 372             GR[r_r1] = sla(GR[r_r1], val);
 373             break;
 374         case 0x5100:  /* SRA */
 375             GR[r_r1] = sra(GR[r_r1], val);
 376             break;
 377         case 0x5200:  /* SLL */
 378             GR[r_r1] = sll(GR[r_r1], val);
 379             break;
 380         case 0x5300:  /* SRL */
 381             GR[r_r1] = srl(GR[r_r1], val);
 382             break;
 383         case 0x6100:  /* JMI */
 384             if((FR & SF) > 0) {
 385                 PR = val;
 386             }
 387             break;
 388         case 0x6200:  /* JNZ */
 389             if((FR & ZF) == 0) {
 390                 PR = val;
 391             }
 392             break;
 393         case 0x6300:  /* JZE */
 394             if((FR & ZF) > 0) {
 395                 PR = val;
 396             }
 397             break;
 398         case 0x6400:  /* JUMP */
 399             PR = val;
 400             break;
 401         case 0x6500:  /* JPL */
 402             if((FR & (SF | ZF)) == 0) {
 403                 PR = val;
 404             }
 405             break;
 406         case 0x6600:  /* JOV */
 407             if((FR & OF) > 0) {
 408                 PR = val;
 409             }
 410             break;
 411         case 0x7000:  /* PUSH */
 412             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 413             memory[--SP] = val;
 414             break;
 415         case 0x7100:  /* POP */
 416             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 417             GR[r_r1] = memory[SP++];
 418             break;
 419         case 0x8000:  /* CALL */
 420             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 421             memory[--SP] = PR;
 422             PR = val;
 423             break;
 424         case 0x8100:  /* RET */
 425             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 426             if(SP == memsize) {
 427                 return;
 428             } else {
 429                 PR = memory[SP++];
 430                 break;
 431             }
 432         case 0xf000:  /* SVC */
 433             switch(val)
 434             {
 435             case 0x0: /* EXIT */
 436                 return;
 437             case 0x1: /* IN */
 438                 svcin();
 439                 break;
 440             case 0x2: /* OUT */
 441                 svcout();
 442                 break;
 443             }
 444         default:
 445             break;
 446         }
 447         do {
 448             clock_end = clock();
 449         } while(clock_end - clock_begin < CLOCKS_PER_SEC / clocks);
 450 /*        printf("PR:%04X; time: %f\n", PR, (double)((clock_end - clock_begin) * CLOCKS_PER_SEC)); */
 451     }
 452 execerr:
 453     fprintf(stderr, "Execute error - %d: %s\n", cerrno, cerrmsg);
 454 }