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     WORD w;
  34
  35     for(i = 0; i < memory[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((w = 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((w >= 0x20 && w <= 0x7E) || w == 0xA || w == '\t') {
  46             putchar((char)w);
  47         } else {
  48             putchar('.');
  49         }
  50     }
  51 }
  52
  53 /* 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 */
  54 void setfr(WORD val)
  55 {
  56     FR = 0x0;
  57     /* 第15ビットが1のとき、SFは1 */
  58     if((val & 0x8000) > 0x0) {
  59         FR += SF;
  60     }
  61     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
  62     if(val == 0x0) {
  63         FR += ZF;
  64     }
  65 }
  66
  67 /* 算術加算。フラグを設定して値を返す */
  68 WORD adda(WORD val0, WORD val1)
  69 {
  70     WORD res;
  71     long temp;
  72     FR = 0x0;
  73
  74     temp = (signed short)val0 + (signed short)val1;
  75     if(temp > 32767 || temp < -32768) {
  76         FR += OF;
  77     }
  78     if(((res = (WORD)(temp & 0xFFFF)) & 0x8000) == 0x8000) {
  79         FR += SF;
  80     } else if(res == 0x0) {
  81         FR += ZF;
  82     }
  83     return res;
  84 }
  85
  86 /* 算術減算。フラグを設定して値を返す */
  87 WORD suba(WORD val0, WORD val1)
  88 {
  89     return adda(val0, (~val1 + 1));
  90 }
  91
  92 /* 論理加算。フラグを設定して値を返す */
  93 WORD addl(WORD val0, WORD val1)
  94 {
  95     long temp;
  96     WORD res;
  97     FR = 0x0;
  98
  99     if((temp = val0 + val1) < 0 || temp > 65535) {
 100         FR += OF;
 101     }
 102     if(((res = (WORD)(temp & 0xFFFF)) & 0x8000) == 0x8000) {
 103         FR += SF;
 104     } else if(res == 0x0) {
 105         FR += ZF;
 106     }
 107     return res;
 108 }
 109
 110 /* 論理減算。フラグを設定して値を返す */
 111 WORD subl(WORD val0, WORD val1)
 112 {
 113     return addl(val0, (~val1 + 1));
 114 }
 115
 116 /* 算術比較のフラグ設定。OFは常に0 */
 117 void cpa(WORD val0, WORD val1)
 118 {
 119     FR = 0x0;
 120     if((short)val0 < (short)val1) {
 121         FR = SF;
 122     } else if(val0 == val1) {
 123         FR = ZF;
 124     }
 125 }
 126
 127 /* 論理比較のフラグ設定。OFは常に0 */
 128 void cpl(WORD val0, WORD val1)
 129 {
 130     FR = 0x0;
 131     if(val0 < val1) {
 132         FR = SF;
 133     } else if(val0 == val1) {
 134         FR = ZF;
 135     }
 136 }
 137
 138 /* 算術左シフト。フラグを設定して値を返す。 */
 139 /* 算術演算なので、第15ビットは送り出されない */
 140 WORD sla(WORD val0, WORD val1)
 141 {
 142     WORD sign, res, last;
 143     int i;
 144
 145     FR = 0x0;
 146     sign = val0 & 0x8000;
 147     res = val0 & 0x7FFF;
 148     for(i = 0; i < val1; i++) {
 149         last = res & 0x4000;
 150         res <<= 1;
 151     }
 152     res = sign | (res & 0x7F);
 153     /* 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 */
 154     if(last > 0x0) {
 155         FR += OF;
 156     }
 157     /* 符号（第15ビット）が1のとき、SFは1 */
 158     if(sign > 0x0) {
 159         FR += SF;
 160     }
 161     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 162     if(res == 0x0) {
 163         FR += ZF;
 164     }
 165     return res;
 166 }
 167
 168 /* 算術右シフト。フラグを設定して値を返す */
 169 /* 算術演算なので、第15ビットは送り出されない */
 170 /* 空いたビット位置には符号と同じものが入る */
 171 WORD sra(WORD val0, WORD val1)
 172 {
 173     WORD sign, res, last;
 174     int i;
 175
 176     FR = 0x0;
 177     sign = val0 & 0x8000;
 178     res = val0 & 0x7FFF;
 179     for(i = 0; i < val1; i++) {
 180         last = res & 0x1;
 181         res >>= 1;
 182         if(sign > 0) {
 183             res |= 0x4000;
 184         }
 185     }
 186     res = sign | res;
 187     /* 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 */
 188     if(last > 0x0) {
 189         FR += OF;
 190     }
 191     /* 符号（第15ビット）が1のとき、SFは1 */
 192     if(sign > 0x0) {
 193         FR += SF;
 194     }
 195     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 196     if(res == 0x0) {
 197         FR += ZF;
 198     }
 199     return res;
 200 }
 201
 202 /* 論理左シフト。フラグを設定して値を返す */
 203 WORD sll(WORD val0, WORD val1)
 204 {
 205     WORD res = val0, last;
 206     int i;
 207
 208     FR = 0x0;
 209     for(i = 0; i < val1; i++) {
 210         last = res & 0x8000;
 211         res <<= 1;
 212     }
 213     /* 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 */
 214     if(last > 0x0) {
 215         FR += OF;
 216     }
 217     /* 第15ビットが1のとき、SFは1 */
 218     if((res & 0x8000) > 0x0) {
 219         FR += SF;
 220     }
 221     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 222     if(res == 0x0) {
 223         FR += ZF;
 224     }
 225     return res;
 226 }
 227
 228 /* 論理右シフト。フラグを設定して値を返す */
 229 WORD srl(WORD val0, WORD val1)
 230 {
 231     WORD res = val0, last;
 232     int i;
 233
 234     FR = 0x0;
 235     for(i = 0; i < val1; i++) {
 236         last = res & 0x0001;
 237         res >>= 1;
 238     }
 239     /* 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 */
 240     if(last > 0x0) {
 241         FR += OF;
 242     }
 243     /* 第15ビットが1のとき、SFは1 */
 244     if((res & 0x8000) > 0x0) {
 245         FR += SF;
 246     }
 247     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 248     if(res == 0x0) {
 249         FR += ZF;
 250     }
 251     return res;
 252 }
 253
 254 /* COMET II仮想マシンのリセット */
 255 void reset()
 256 {
 257     int i;
 258     for(i = 0; i < REGSIZE; i++) {
 259         GR[i] = 0x0;
 260     }
 261     SP = PR = FR = 0x0;
 262     memory = malloc(memsize);
 263     for(i = 0; i < memsize; i++) {
 264         memory[i] = 0x0;
 265     }
 266 }
 267
 268 /* コードの実行 */
 269 void exec()
 270 {
 271     WORD op, r_r1, x_r2, val;
 272     CMDTYPE cmdtype;
 273     char *errpr = malloc(8);
 274     clock_t clock_begin, clock_end;
 275
 276     if((&execmode)->trace) {
 277         fprintf(stdout, "\nExecuting machine codes\n");
 278     }
 279     /* フラグレジスタの初期値設定 */
 280     FR = 0x0;
 281     SP = memsize;
 282     PR = startptr;
 283     if(create_code_type() == false) {
 284         goto execerr;
 285     }
 286     /* 機械語の実行 */
 287     for (; ; ) {
 288         clock_begin = clock();
 289         /* 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 */
 290         if(PR >= memsize) {
 291             sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR);
 292             setcerr(204, errpr);    /* Program Register (PR) - out of COMET II memory */
 293         }
 294         /* 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 */
 295         if(SP > memsize) {
 296             sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR);
 297             setcerr(207, errpr);    /* Stack Pointer (SP) - out of COMET II memory */
 298         }
 299         /* スタック領域を確保できない場合はエラー */
 300         if(SP <= endptr) {
 301             sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR);
 302             setcerr(205, errpr);    /* Stack Pointer (SP) - cannot allocate stack buffer */
 303         }
 304         op = memory[PR] & 0xFF00;
 305         cmdtype = getcmdtype(op);
 306         r_r1 = (memory[PR] >> 4) & 0xF;
 307         x_r2 = memory[PR] & 0xF;
 308         /* エラー発生時は終了 */
 309         if(cerrno > 0) {
 310             goto execerr;
 311         }
 312         if((&execmode)->trace){
 313             fprintf(stdout, "#%04X: Register::::\n", PR);
 314             dspregister();
 315         }
 316         if((&execmode)->dump){
 317             fprintf(stdout, "#%04X: Memory::::\n", PR);
 318             dumpmemory();
 319         }
 320         if((&execmode)->dump || (&execmode)->trace) {
 321             fprintf(stdout, "\n");
 322         }
 323         PR++;
 324         /* 処理対象の値を取得 */
 325         if(cmdtype == R1_R2) {
 326             assert(x_r2 < REGSIZE);
 327             val = GR[x_r2];
 328         }
 329         else if(cmdtype ==  R_ADR_X || cmdtype == R_ADR_X_ || cmdtype == ADR_X) {
 330             /* 実効アドレス（値または値が示す番地）を取得  */
 331             val = memory[PR++];
 332             /* 指標アドレスを加算  */
 333             if(x_r2 > 0x0) {
 334                 val += GR[x_r2];
 335             }
 336             /* 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 */
 337             if(cmdtype == R_ADR_X_) {
 338                 if(val >= memsize) {
 339                     sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR-1);
 340                     setcerr(206, errpr);    /* Address - out of COMET II memory */
 341                     goto execerr;
 342                 }
 343                 val = memory[val];
 344             }
 345         }
 346         /* 主オペランドが1〜4の場合、第2ビットを無視 */
 347         if(op >= 0x1000 && op <= 0x4FFF) {
 348             op &= 0xFB00;
 349         }
 350         /* 命令ごとの処理を実行 */
 351         switch(op)
 352         {
 353         case 0x0:  /* NOP */
 354             break;
 355         case 0x1000:    /* LD */
 356             setfr(GR[r_r1] = val);
 357             break;
 358         case 0x1100:    /* ST */
 359             memory[val] = GR[r_r1];
 360             break;
 361         case 0x1200:    /* LAD */
 362             GR[r_r1] = val;
 363             break;
 364         case 0x2000:  /* ADDA */
 365             GR[r_r1] = adda(GR[r_r1], val);
 366             break;
 367         case 0x2100:  /* SUBA */
 368             GR[r_r1] = suba(GR[r_r1], val);
 369             break;
 370         case 0x2200:  /* ADDL */
 371             GR[r_r1] = addl(GR[r_r1], val);
 372             break;
 373         case 0x2300:  /* SUBL */
 374             GR[r_r1] = subl(GR[r_r1], val);
 375             break;
 376         case 0x3000:  /* AND */
 377             setfr(GR[r_r1] &= val);
 378             break;
 379         case 0x3100:  /* OR */
 380             setfr(GR[r_r1] |= val);
 381             break;
 382         case 0x3200:  /* XOR */
 383             setfr(GR[r_r1] ^= val);
 384             break;
 385         case 0x4000:  /* CPA */
 386             cpa(GR[r_r1], val);
 387             break;
 388         case 0x4100:  /* CPL */
 389             cpl(GR[r_r1], val);
 390             break;
 391         case 0x5000:  /* SLA */
 392             GR[r_r1] = sla(GR[r_r1], val);
 393             break;
 394         case 0x5100:  /* SRA */
 395             GR[r_r1] = sra(GR[r_r1], val);
 396             break;
 397         case 0x5200:  /* SLL */
 398             GR[r_r1] = sll(GR[r_r1], val);
 399             break;
 400         case 0x5300:  /* SRL */
 401             GR[r_r1] = srl(GR[r_r1], val);
 402             break;
 403         case 0x6100:  /* JMI */
 404             if((FR & SF) > 0) {
 405                 PR = val;
 406             }
 407             break;
 408         case 0x6200:  /* JNZ */
 409             if((FR & ZF) == 0) {
 410                 PR = val;
 411             }
 412             break;
 413         case 0x6300:  /* JZE */
 414             if((FR & ZF) > 0) {
 415                 PR = val;
 416             }
 417             break;
 418         case 0x6400:  /* JUMP */
 419             PR = val;
 420             break;
 421         case 0x6500:  /* JPL */
 422             if((FR & (SF | ZF)) == 0) {
 423                 PR = val;
 424             }
 425             break;
 426         case 0x6600:  /* JOV */
 427             if((FR & OF) > 0) {
 428                 PR = val;
 429             }
 430             break;
 431         case 0x7000:  /* PUSH */
 432             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 433             memory[--SP] = val;
 434             break;
 435         case 0x7100:  /* POP */
 436             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 437             GR[r_r1] = memory[SP++];
 438             break;
 439         case 0x8000:  /* CALL */
 440             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 441             memory[--SP] = PR;
 442             PR = val;
 443             break;
 444         case 0x8100:  /* RET */
 445             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 446             if(SP == memsize) {
 447                 return;
 448             } else {
 449                 PR = memory[SP++];
 450                 break;
 451             }
 452         case 0xf000:  /* SVC */
 453             switch(val)
 454             {
 455             case 0x0: /* EXIT */
 456                 return;
 457             case 0x1: /* IN */
 458                 svcin();
 459                 break;
 460             case 0x2: /* OUT */
 461                 svcout();
 462                 break;
 463             }
 464         default:
 465             break;
 466         }
 467         do {
 468             clock_end = clock();
 469         } while(clock_end - clock_begin < CLOCKS_PER_SEC / clocks);
 470 /*        printf("PR:%04X; time: %f\n", PR, (double)((clock_end - clock_begin) * CLOCKS_PER_SEC)); */
 471     }
 472 execerr:
 473     fprintf(stderr, "Execute error - %d: %s\n", cerrno, cerrmsg);
 474 }