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             putchar(c);
  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 = (short)val0 + (short)val1;
  75     if(temp > 32767 || temp < -32768) {
  76         FR += OF;
  77     }
  78     res = (WORD)(temp & 0xFFFF);
  79     if((res & 0x8000) > 0x0) {
  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     temp = val0 + val1;
 101     if(temp > 65535) {
 102         FR += OF;
 103     }
 104     res = (WORD)(temp & 0xFFFF);
 105     if((res & 0x8000) > 0x0) {
 106         FR += SF;
 107     } else if(res == 0x0) {
 108         FR += ZF;
 109     }
 110     return res;
 111 }
 112
 113 /* 論理減算。フラグを設定して値を返す */
 114 WORD subl(WORD val0, WORD val1)
 115 {
 116     long temp;
 117     WORD res;
 118     FR = 0x0;
 119
 120     temp = val0 - val1;
 121     if(temp < 0) {
 122         FR += OF;
 123     }
 124     res = (WORD)(temp & 0xFFFF);
 125     if((res & 0x8000) > 0) {
 126         FR += SF;
 127     } else if(res == 0) {
 128         FR += ZF;
 129     }
 130     return res;
 131 }
 132
 133 /* 算術比較のフラグ設定。OFは常に0 */
 134 void cpa(WORD val0, WORD val1)
 135 {
 136     FR = 0x0;
 137     if((short)val0 < (short)val1) {
 138         FR = SF;
 139     } else if(val0 == val1) {
 140         FR = ZF;
 141     }
 142 }
 143
 144 /* 論理比較のフラグ設定。OFは常に0 */
 145 void cpl(WORD val0, WORD val1)
 146 {
 147     FR = 0x0;
 148     if(val0 < val1) {
 149         FR = SF;
 150     } else if(val0 == val1) {
 151         FR = ZF;
 152     }
 153 }
 154
 155 /* 算術左シフト。フラグを設定して値を返す。
 156    算術演算なので、第15ビットは送り出されない */
 157 WORD sla(WORD val0, WORD val1)
 158 {
 159     FR = 0x0;
 160     WORD sign, res;
 161     sign = val0 & 0x8000;
 162     res = ((val0 << val1) & 0x7FFF) | sign;
 163     /* 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 */
 164     if((val0 & (0x4000 >> (val1 - 1))) > 0x0) {
 165         FR += OF;
 166     }
 167     /* 符号（第15ビット）が1のとき、SFは1 */
 168     if(sign > 0x0) {
 169         FR += SF;
 170     }
 171     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 172     if(res == 0x0) {
 173         FR += ZF;
 174     }
 175     return res;
 176 }
 177
 178 /* 算術右シフト。フラグを設定して値を返す */
 179 WORD sra(WORD val0, WORD val1)
 180 {
 181     WORD sign, res, onbit = 0x8000;
 182     int i;
 183     FR = 0x0;
 184     res = (val0 & 0x7FFF) >> val1;
 185     /* 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
 186        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 */
 187     if((sign = val0 & 0x8000) > 0x0) {
 188         for(i = 0; i <= val1; i++) {
 189             res |= onbit;
 190             onbit >>= 1;
 191         }
 192     }
 193     /* 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 */
 194     if((val0 & (0x1 << (val1 - 1))) > 0x0) {
 195         FR += OF;
 196     }
 197     /* 符号（第15ビット）が1のとき、SFは1 */
 198     if(sign > 0x0) {
 199         FR += SF;
 200     }
 201     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 202     if(res == 0x0) {
 203         FR += ZF;
 204     }
 205     return res;
 206 }
 207
 208 /* 論理左シフト。フラグを設定して値を返す */
 209 WORD sll(WORD val0, WORD val1)
 210 {
 211     FR = 0x0;
 212     WORD res;
 213     res = val0 << val1;
 214     /* 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 */
 215     if((val0 & (0x8000 >> (val1 - 1))) > 0x0) {
 216         FR += OF;
 217     }
 218     /* 第15ビットが1のとき、SFは1 */
 219     if((res & 0x8000) > 0x0) {
 220         FR += SF;
 221     }
 222     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 223     if(res == 0x0) {
 224         FR += ZF;
 225     }
 226     return res;
 227 }
 228
 229 /* 論理右シフト。フラグを設定して値を返す */
 230 WORD srl(WORD val0, WORD val1)
 231 {
 232     FR = 0x0;
 233     WORD res;
 234     res = val0 >> val1;
 235     /* 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 */
 236     if((val0 & (0x1 << (val1 - 1))) > 0x0) {
 237         FR += OF;
 238     }
 239     /* 第15ビットが1のとき、SFは1 */
 240     if((res & 0x8000) > 0x0) {
 241         FR += SF;
 242     }
 243     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 244     if(res == 0x0) {
 245         FR += ZF;
 246     }
 247     return res;
 248 }
 249
 250 /* 仮想マシンのリセット */
 251 void reset()
 252 {
 253     int i;
 254     for(i = 0; i <= 7; i++) {
 255         GR[i] = 0x0;
 256     }
 257     SP = PR = FR = 0x0;
 258     memory = malloc(memsize);
 259     for(i = 0; i < memsize; i++) {
 260         memory[i] = 0x0;
 261     }
 262 }
 263
 264 /* コードの実行 */
 265 void exec()
 266 {
 267     WORD op, r_r1, x_r2, val;
 268     CMDTYPE cmdtype;
 269     char *errpr = malloc(8);
 270     clock_t clock_begin, clock_end;
 271
 272     if(tracemode) {
 273         fprintf(stdout, "\nExecuting machine codes\n");
 274     }
 275     /* フラグレジスタの初期値設定 */
 276     FR = 0x0;
 277     SP = memsize;
 278     PR = startptr;
 279     if(create_code_type() == false) {
 280         goto execerr;
 281     }
 282     /* 機械語の実行 */
 283     for (; ; ) {
 284         clock_begin = clock();
 285         /* 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 */
 286         if(PR >= memsize) {
 287             sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR);
 288             setcerr(204, errpr);    /* Program Register (PR) - out of COMET II memory */
 289         }
 290         /* 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 */
 291         if(SP > memsize) {
 292             sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR);
 293             setcerr(207, errpr);    /* Stack Pointer (SP) - out of COMET II memory */
 294         }
 295         /* スタック領域を確保できない場合はエラー */
 296         if(SP <= endptr) {
 297             sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR);
 298             setcerr(205, errpr);    /* Stack Pointer (SP) - cannot allocate stack buffer */
 299         }
 300         op = memory[PR] & 0xFF00;
 301         cmdtype = getcmdtype(op);
 302         r_r1 = (memory[PR] >> 4) & 0xF;
 303         x_r2 = memory[PR] & 0xF;
 304         /* エラー発生時は終了 */
 305         if(cerrno > 0) {
 306             goto execerr;
 307         }
 308         if(tracemode){
 309             fprintf(stdout, "#%04X: Register::::\n", PR);
 310             dspregister();
 311         }
 312         if(dumpmode){
 313             fprintf(stdout, "#%04X: Memory::::\n", PR);
 314             dumpmemory();
 315         }
 316         if(dumpmode || tracemode) {
 317             fprintf(stdout, "\n");
 318         }
 319         PR++;
 320         /* 処理対象の値を取得 */
 321         if(cmdtype == R1_R2) {
 322             assert(x_r2 < REGSIZE);
 323             val = GR[x_r2];
 324         }
 325         else if(cmdtype ==  R_ADR_X || cmdtype == R_ADR_X_ || cmdtype == ADR_X) {
 326             /* 実効アドレス（値または値が示す番地）を取得  */
 327             val = memory[PR++];
 328             /* 指標アドレスを加算  */
 329             if(x_r2 > 0x0) {
 330                 val += GR[x_r2];
 331             }
 332             /* 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 */
 333             if(cmdtype == R_ADR_X_) {
 334                 if(val >= memsize) {
 335                     sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR-1);
 336                     setcerr(206, errpr);    /* Address - out of COMET II memory */
 337                     goto execerr;
 338                 }
 339                 val = memory[val];
 340             }
 341         }
 342         /* 主オペランドが1〜4の場合、第2ビットを無視 */
 343         if(op >= 0x1000 && op <= 0x4FFF) {
 344             op &= 0xFB00;
 345         }
 346         /* 命令ごとの処理を実行 */
 347         switch(op)
 348         {
 349         case 0x0:  /* NOP */
 350             break;
 351         case 0x1000:    /* LD */
 352             setfr(GR[r_r1] = val);
 353             break;
 354         case 0x1100:    /* ST */
 355             memory[val] = GR[r_r1];
 356             break;
 357         case 0x1200:    /* LAD */
 358             GR[r_r1] = val;
 359             break;
 360         case 0x2000:  /* ADDA */
 361             GR[r_r1] = adda(GR[r_r1], val);
 362             break;
 363         case 0x2100:  /* SUBA */
 364             GR[r_r1] = suba(GR[r_r1], val);
 365             break;
 366         case 0x2200:  /* ADDL */
 367             GR[r_r1] = addl(GR[r_r1], val);
 368             break;
 369         case 0x2300:  /* SUBL */
 370             GR[r_r1] = subl(GR[r_r1], val);
 371             break;
 372         case 0x3000:  /* AND */
 373             setfr(GR[r_r1] &= val);
 374             break;
 375         case 0x3100:  /* OR */
 376             setfr(GR[r_r1] |= val);
 377             break;
 378         case 0x3200:  /* XOR */
 379             setfr(GR[r_r1] ^= val);
 380             break;
 381         case 0x4000:  /* CPA */
 382             cpa(GR[r_r1], val);
 383             break;
 384         case 0x4100:  /* CPL */
 385             cpl(GR[r_r1], val);
 386             break;
 387         case 0x5000:  /* SLA */
 388             GR[r_r1] = sla(GR[r_r1], val);
 389             break;
 390         case 0x5100:  /* SRA */
 391             GR[r_r1] = sra(GR[r_r1], val);
 392             break;
 393         case 0x5200:  /* SLL */
 394             GR[r_r1] = sll(GR[r_r1], val);
 395             break;
 396         case 0x5300:  /* SRL */
 397             GR[r_r1] = srl(GR[r_r1], val);
 398             break;
 399         case 0x6100:  /* JMI */
 400             if((FR & SF) > 0) {
 401                 PR = val;
 402             }
 403             break;
 404         case 0x6200:  /* JNZ */
 405             if((FR & ZF) == 0) {
 406                 PR = val;
 407             }
 408             break;
 409         case 0x6300:  /* JZE */
 410             if((FR & ZF) > 0) {
 411                 PR = val;
 412             }
 413             break;
 414         case 0x6400:  /* JUMP */
 415             PR = val;
 416             break;
 417         case 0x6500:  /* JPL */
 418             if((FR & (SF | ZF)) == 0) {
 419                 PR = val;
 420             }
 421             break;
 422         case 0x6600:  /* JOV */
 423             if((FR & OF) > 0) {
 424                 PR = val;
 425             }
 426             break;
 427         case 0x7000:  /* PUSH */
 428             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 429             memory[--SP] = val;
 430             break;
 431         case 0x7100:  /* POP */
 432             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 433             GR[r_r1] = memory[SP++];
 434             break;
 435         case 0x8000:  /* CALL */
 436             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 437             memory[--SP] = PR;
 438             PR = val;
 439             break;
 440         case 0x8100:  /* RET */
 441             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 442             if(SP == memsize) {
 443                 return;
 444             } else {
 445                 PR = memory[SP++];
 446                 break;
 447             }
 448         case 0xf000:  /* SVC */
 449             switch(val)
 450             {
 451             case 0x0: /* EXIT */
 452                 return;
 453             case 0x1: /* IN */
 454                 svcin();
 455                 break;
 456             case 0x2: /* OUT */
 457                 svcout();
 458                 break;
 459             }
 460         default:
 461             break;
 462         }
 463         do {
 464             clock_end = clock();
 465         } while(clock_end - clock_begin < CLOCKS_PER_SEC / clocks);
 466 /*        printf("PR:%04X; time: %f\n", PR, (double)((clock_end - clock_begin) * CLOCKS_PER_SEC)); */
 467     }
 468 execerr:
 469     fprintf(stderr, "Execute error - %d: %s\n", cerrno, cerrmsg);
 470 }