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 = (short)val0 + (short)val1;
  76     if(temp > 32767 || temp < -32768) {
  77         FR += OF;
  78     }
  79     res = (WORD)(temp & 0xFFFF);
  80     if((res & 0x8000) > 0x0) {
  81         FR += SF;
  82     } else if(res == 0x0) {
  83         FR += ZF;
  84     }
  85     return res;
  86 }
  87
  88 /* 算術減算。フラグを設定して値を返す */
  89 WORD suba(WORD val0, WORD val1)
  90 {
  91     return adda(val0, (~val1 + 1));
  92 }
  93
  94 /* 論理加算。フラグを設定して値を返す */
  95 WORD addl(WORD val0, WORD val1)
  96 {
  97     long temp;
  98     WORD res;
  99     FR = 0x0;
 100
 101     temp = val0 + val1;
 102     if(temp < 0 || temp > 65535) {
 103         FR += OF;
 104     }
 105     res = (WORD)(temp & 0xFFFF);
 106     if((res & 0x8000) > 0x0) {
 107         FR += SF;
 108     } else if(res == 0x0) {
 109         FR += ZF;
 110     }
 111     return res;
 112 }
 113
 114 /* 論理減算。フラグを設定して値を返す */
 115 WORD subl(WORD val0, WORD val1)
 116 {
 117     return addl(val0, (~val1 + 1));
 118 }
 119
 120 /* 算術比較のフラグ設定。OFは常に0 */
 121 void cpa(WORD val0, WORD val1)
 122 {
 123     FR = 0x0;
 124     if((short)val0 < (short)val1) {
 125         FR = SF;
 126     } else if(val0 == val1) {
 127         FR = ZF;
 128     }
 129 }
 130
 131 /* 論理比較のフラグ設定。OFは常に0 */
 132 void cpl(WORD val0, WORD val1)
 133 {
 134     FR = 0x0;
 135     if(val0 < val1) {
 136         FR = SF;
 137     } else if(val0 == val1) {
 138         FR = ZF;
 139     }
 140 }
 141
 142 /* 算術左シフト。フラグを設定して値を返す。
 143    算術演算なので、第15ビットは送り出されない */
 144 WORD sla(WORD val0, WORD val1)
 145 {
 146     FR = 0x0;
 147     WORD sign, res;
 148     sign = val0 & 0x8000;
 149     res = ((val0 << val1) & 0x7FFF) | sign;
 150     /* 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 */
 151     if((val0 & (0x4000 >> (val1 - 1))) > 0x0) {
 152         FR += OF;
 153     }
 154     /* 符号（第15ビット）が1のとき、SFは1 */
 155     if(sign > 0x0) {
 156         FR += SF;
 157     }
 158     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 159     if(res == 0x0) {
 160         FR += ZF;
 161     }
 162     return res;
 163 }
 164
 165 /* 算術右シフト。フラグを設定して値を返す */
 166 WORD sra(WORD val0, WORD val1)
 167 {
 168     WORD sign, res, onbit = 0x8000;
 169     int i;
 170     FR = 0x0;
 171     res = (val0 & 0x7FFF) >> val1;
 172     /* 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
 173        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 */
 174     if((sign = val0 & 0x8000) > 0x0) {
 175         for(i = 0; i <= val1; i++) {
 176             res |= onbit;
 177             onbit >>= 1;
 178         }
 179     }
 180     /* 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 */
 181     if((val0 & (0x1 << (val1 - 1))) > 0x0) {
 182         FR += OF;
 183     }
 184     /* 符号（第15ビット）が1のとき、SFは1 */
 185     if(sign > 0x0) {
 186         FR += SF;
 187     }
 188     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 189     if(res == 0x0) {
 190         FR += ZF;
 191     }
 192     return res;
 193 }
 194
 195 /* 論理左シフト。フラグを設定して値を返す */
 196 WORD sll(WORD val0, WORD val1)
 197 {
 198     FR = 0x0;
 199     WORD res;
 200     res = val0 << val1;
 201     /* 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 */
 202     if((val0 & (0x8000 >> (val1 - 1))) > 0x0) {
 203         FR += OF;
 204     }
 205     /* 第15ビットが1のとき、SFは1 */
 206     if((res & 0x8000) > 0x0) {
 207         FR += SF;
 208     }
 209     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 210     if(res == 0x0) {
 211         FR += ZF;
 212     }
 213     return res;
 214 }
 215
 216 /* 論理右シフト。フラグを設定して値を返す */
 217 WORD srl(WORD val0, WORD val1)
 218 {
 219     FR = 0x0;
 220     WORD res;
 221     res = val0 >> val1;
 222     /* 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 */
 223     if((val0 & (0x1 << (val1 - 1))) > 0x0) {
 224         FR += OF;
 225     }
 226     /* 第15ビットが1のとき、SFは1 */
 227     if((res & 0x8000) > 0x0) {
 228         FR += SF;
 229     }
 230     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 231     if(res == 0x0) {
 232         FR += ZF;
 233     }
 234     return res;
 235 }
 236
 237 /* 仮想マシンのリセット */
 238 void reset()
 239 {
 240     int i;
 241     for(i = 0; i <= 7; i++) {
 242         GR[i] = 0x0;
 243     }
 244     SP = PR = FR = 0x0;
 245     memory = malloc(memsize);
 246     for(i = 0; i < memsize; i++) {
 247         memory[i] = 0x0;
 248     }
 249 }
 250
 251 /* コードの実行 */
 252 void exec()
 253 {
 254     WORD op, r_r1, x_r2, val;
 255     CMDTYPE cmdtype;
 256     char *errpr = malloc(8);
 257     clock_t clock_begin, clock_end;
 258
 259     if(tracemode) {
 260         fprintf(stdout, "\nExecuting machine codes\n");
 261     }
 262     /* フラグレジスタの初期値設定 */
 263     FR = 0x0;
 264     SP = memsize;
 265     PR = startptr;
 266     if(create_code_type() == false) {
 267         goto execerr;
 268     }
 269     /* 機械語の実行 */
 270     for (; ; ) {
 271         clock_begin = clock();
 272         /* 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 */
 273         if(PR >= memsize) {
 274             sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR);
 275             setcerr(204, errpr);    /* Program Register (PR) - out of COMET II memory */
 276         }
 277         /* 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 */
 278         if(SP > memsize) {
 279             sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR);
 280             setcerr(207, errpr);    /* Stack Pointer (SP) - out of COMET II memory */
 281         }
 282         /* スタック領域を確保できない場合はエラー */
 283         if(SP <= endptr) {
 284             sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR);
 285             setcerr(205, errpr);    /* Stack Pointer (SP) - cannot allocate stack buffer */
 286         }
 287         op = memory[PR] & 0xFF00;
 288         cmdtype = getcmdtype(op);
 289         r_r1 = (memory[PR] >> 4) & 0xF;
 290         x_r2 = memory[PR] & 0xF;
 291         /* エラー発生時は終了 */
 292         if(cerrno > 0) {
 293             goto execerr;
 294         }
 295         if(tracemode){
 296             fprintf(stdout, "#%04X: Register::::\n", PR);
 297             dspregister();
 298         }
 299         if(dumpmode){
 300             fprintf(stdout, "#%04X: Memory::::\n", PR);
 301             dumpmemory();
 302         }
 303         if(dumpmode || tracemode) {
 304             fprintf(stdout, "\n");
 305         }
 306         PR++;
 307         /* 処理対象の値を取得 */
 308         if(cmdtype == R1_R2) {
 309             assert(x_r2 < REGSIZE);
 310             val = GR[x_r2];
 311         }
 312         else if(cmdtype ==  R_ADR_X || cmdtype == R_ADR_X_ || cmdtype == ADR_X) {
 313             /* 実効アドレス（値または値が示す番地）を取得  */
 314             val = memory[PR++];
 315             /* 指標アドレスを加算  */
 316             if(x_r2 > 0x0) {
 317                 val += GR[x_r2];
 318             }
 319             /* 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 */
 320             if(cmdtype == R_ADR_X_) {
 321                 if(val >= memsize) {
 322                     sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR-1);
 323                     setcerr(206, errpr);    /* Address - out of COMET II memory */
 324                     goto execerr;
 325                 }
 326                 val = memory[val];
 327             }
 328         }
 329         /* 主オペランドが1〜4の場合、第2ビットを無視 */
 330         if(op >= 0x1000 && op <= 0x4FFF) {
 331             op &= 0xFB00;
 332         }
 333         /* 命令ごとの処理を実行 */
 334         switch(op)
 335         {
 336         case 0x0:  /* NOP */
 337             break;
 338         case 0x1000:    /* LD */
 339             setfr(GR[r_r1] = val);
 340             break;
 341         case 0x1100:    /* ST */
 342             memory[val] = GR[r_r1];
 343             break;
 344         case 0x1200:    /* LAD */
 345             GR[r_r1] = val;
 346             break;
 347         case 0x2000:  /* ADDA */
 348             GR[r_r1] = adda(GR[r_r1], val);
 349             break;
 350         case 0x2100:  /* SUBA */
 351             GR[r_r1] = suba(GR[r_r1], val);
 352             break;
 353         case 0x2200:  /* ADDL */
 354             GR[r_r1] = addl(GR[r_r1], val);
 355             break;
 356         case 0x2300:  /* SUBL */
 357             GR[r_r1] = subl(GR[r_r1], val);
 358             break;
 359         case 0x3000:  /* AND */
 360             setfr(GR[r_r1] &= val);
 361             break;
 362         case 0x3100:  /* OR */
 363             setfr(GR[r_r1] |= val);
 364             break;
 365         case 0x3200:  /* XOR */
 366             setfr(GR[r_r1] ^= val);
 367             break;
 368         case 0x4000:  /* CPA */
 369             cpa(GR[r_r1], val);
 370             break;
 371         case 0x4100:  /* CPL */
 372             cpl(GR[r_r1], val);
 373             break;
 374         case 0x5000:  /* SLA */
 375             GR[r_r1] = sla(GR[r_r1], val);
 376             break;
 377         case 0x5100:  /* SRA */
 378             GR[r_r1] = sra(GR[r_r1], val);
 379             break;
 380         case 0x5200:  /* SLL */
 381             GR[r_r1] = sll(GR[r_r1], val);
 382             break;
 383         case 0x5300:  /* SRL */
 384             GR[r_r1] = srl(GR[r_r1], val);
 385             break;
 386         case 0x6100:  /* JMI */
 387             if((FR & SF) > 0) {
 388                 PR = val;
 389             }
 390             break;
 391         case 0x6200:  /* JNZ */
 392             if((FR & ZF) == 0) {
 393                 PR = val;
 394             }
 395             break;
 396         case 0x6300:  /* JZE */
 397             if((FR & ZF) > 0) {
 398                 PR = val;
 399             }
 400             break;
 401         case 0x6400:  /* JUMP */
 402             PR = val;
 403             break;
 404         case 0x6500:  /* JPL */
 405             if((FR & (SF | ZF)) == 0) {
 406                 PR = val;
 407             }
 408             break;
 409         case 0x6600:  /* JOV */
 410             if((FR & OF) > 0) {
 411                 PR = val;
 412             }
 413             break;
 414         case 0x7000:  /* PUSH */
 415             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 416             memory[--SP] = val;
 417             break;
 418         case 0x7100:  /* POP */
 419             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 420             GR[r_r1] = memory[SP++];
 421             break;
 422         case 0x8000:  /* CALL */
 423             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 424             memory[--SP] = PR;
 425             PR = val;
 426             break;
 427         case 0x8100:  /* RET */
 428             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 429             if(SP == memsize) {
 430                 return;
 431             } else {
 432                 PR = memory[SP++];
 433                 break;
 434             }
 435         case 0xf000:  /* SVC */
 436             switch(val)
 437             {
 438             case 0x0: /* EXIT */
 439                 return;
 440             case 0x1: /* IN */
 441                 svcin();
 442                 break;
 443             case 0x2: /* OUT */
 444                 svcout();
 445                 break;
 446             }
 447         default:
 448             break;
 449         }
 450         do {
 451             clock_end = clock();
 452         } while(clock_end - clock_begin < CLOCKS_PER_SEC / clocks);
 453 /*        printf("PR:%04X; time: %f\n", PR, (double)((clock_end - clock_begin) * CLOCKS_PER_SEC)); */
 454     }
 455 execerr:
 456     fprintf(stderr, "Execute error - %d: %s\n", cerrno, cerrmsg);
 457 }