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 > 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     long temp;
 118     WORD res;
 119     FR = 0x0;
 120
 121     temp = val0 - val1;
 122     if(temp < 0) {
 123         FR += OF;
 124     }
 125     res = (WORD)(temp & 0xFFFF);
 126     if((res & 0x8000) > 0) {
 127         FR += SF;
 128     } else if(res == 0) {
 129         FR += ZF;
 130     }
 131     return res;
 132 }
 133
 134 /* 算術比較のフラグ設定。OFは常に0 */
 135 void cpa(WORD val0, WORD val1)
 136 {
 137     FR = 0x0;
 138     if((short)val0 < (short)val1) {
 139         FR = SF;
 140     } else if(val0 == val1) {
 141         FR = ZF;
 142     }
 143 }
 144
 145 /* 論理比較のフラグ設定。OFは常に0 */
 146 void cpl(WORD val0, WORD val1)
 147 {
 148     FR = 0x0;
 149     if(val0 < val1) {
 150         FR = SF;
 151     } else if(val0 == val1) {
 152         FR = ZF;
 153     }
 154 }
 155
 156 /* 算術左シフト。フラグを設定して値を返す。
 157    算術演算なので、第15ビットは送り出されない */
 158 WORD sla(WORD val0, WORD val1)
 159 {
 160     FR = 0x0;
 161     WORD sign, res;
 162     sign = val0 & 0x8000;
 163     res = ((val0 << val1) & 0x7FFF) | sign;
 164     /* 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 */
 165     if((val0 & (0x4000 >> (val1 - 1))) > 0x0) {
 166         FR += OF;
 167     }
 168     /* 符号（第15ビット）が1のとき、SFは1 */
 169     if(sign > 0x0) {
 170         FR += SF;
 171     }
 172     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 173     if(res == 0x0) {
 174         FR += ZF;
 175     }
 176     return res;
 177 }
 178
 179 /* 算術右シフト。フラグを設定して値を返す */
 180 WORD sra(WORD val0, WORD val1)
 181 {
 182     WORD sign, res, onbit = 0x8000;
 183     int i;
 184     FR = 0x0;
 185     res = (val0 & 0x7FFF) >> val1;
 186     /* 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
 187        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 */
 188     if((sign = val0 & 0x8000) > 0x0) {
 189         for(i = 0; i <= val1; i++) {
 190             res |= onbit;
 191             onbit >>= 1;
 192         }
 193     }
 194     /* 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 */
 195     if((val0 & (0x1 << (val1 - 1))) > 0x0) {
 196         FR += OF;
 197     }
 198     /* 符号（第15ビット）が1のとき、SFは1 */
 199     if(sign > 0x0) {
 200         FR += SF;
 201     }
 202     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 203     if(res == 0x0) {
 204         FR += ZF;
 205     }
 206     return res;
 207 }
 208
 209 /* 論理左シフト。フラグを設定して値を返す */
 210 WORD sll(WORD val0, WORD val1)
 211 {
 212     FR = 0x0;
 213     WORD res;
 214     res = val0 << val1;
 215     /* 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 */
 216     if((val0 & (0x8000 >> (val1 - 1))) > 0x0) {
 217         FR += OF;
 218     }
 219     /* 第15ビットが1のとき、SFは1 */
 220     if((res & 0x8000) > 0x0) {
 221         FR += SF;
 222     }
 223     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 224     if(res == 0x0) {
 225         FR += ZF;
 226     }
 227     return res;
 228 }
 229
 230 /* 論理右シフト。フラグを設定して値を返す */
 231 WORD srl(WORD val0, WORD val1)
 232 {
 233     FR = 0x0;
 234     WORD res;
 235     res = val0 >> val1;
 236     /* 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 */
 237     if((val0 & (0x1 << (val1 - 1))) > 0x0) {
 238         FR += OF;
 239     }
 240     /* 第15ビットが1のとき、SFは1 */
 241     if((res & 0x8000) > 0x0) {
 242         FR += SF;
 243     }
 244     /* 演算結果が0のとき、ZFは1 */
 245     if(res == 0x0) {
 246         FR += ZF;
 247     }
 248     return res;
 249 }
 250
 251 /* 仮想マシンのリセット */
 252 void reset()
 253 {
 254     int i;
 255     for(i = 0; i <= 7; i++) {
 256         GR[i] = 0x0;
 257     }
 258     SP = PR = FR = 0x0;
 259     memory = malloc(memsize);
 260     for(i = 0; i < memsize; i++) {
 261         memory[i] = 0x0;
 262     }
 263 }
 264
 265 /* コードの実行 */
 266 void exec()
 267 {
 268     WORD op, r_r1, x_r2, val;
 269     CMDTYPE cmdtype;
 270     char *errpr = malloc(8);
 271     clock_t clock_begin, clock_end;
 272
 273     if(tracemode) {
 274         fprintf(stdout, "\nExecuting machine codes\n");
 275     }
 276     /* フラグレジスタの初期値設定 */
 277     FR = 0x0;
 278     SP = memsize;
 279     PR = startptr;
 280     if(create_code_type() == false) {
 281         goto execerr;
 282     }
 283     /* 機械語の実行 */
 284     for (; ; ) {
 285         clock_begin = clock();
 286         /* 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 */
 287         if(PR >= memsize) {
 288             sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR);
 289             setcerr(204, errpr);    /* Program Register (PR) - out of COMET II memory */
 290         }
 291         /* 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 */
 292         if(SP > memsize) {
 293             sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR);
 294             setcerr(207, errpr);    /* Stack Pointer (SP) - out of COMET II memory */
 295         }
 296         /* スタック領域を確保できない場合はエラー */
 297         if(SP <= endptr) {
 298             sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR);
 299             setcerr(205, errpr);    /* Stack Pointer (SP) - cannot allocate stack buffer */
 300         }
 301         op = memory[PR] & 0xFF00;
 302         cmdtype = getcmdtype(op);
 303         r_r1 = (memory[PR] >> 4) & 0xF;
 304         x_r2 = memory[PR] & 0xF;
 305         /* エラー発生時は終了 */
 306         if(cerrno > 0) {
 307             goto execerr;
 308         }
 309         if(tracemode){
 310             fprintf(stdout, "#%04X: Register::::\n", PR);
 311             dspregister();
 312         }
 313         if(dumpmode){
 314             fprintf(stdout, "#%04X: Memory::::\n", PR);
 315             dumpmemory();
 316         }
 317         if(dumpmode || tracemode) {
 318             fprintf(stdout, "\n");
 319         }
 320         PR++;
 321         /* 処理対象の値を取得 */
 322         if(cmdtype == R1_R2) {
 323             assert(x_r2 < REGSIZE);
 324             val = GR[x_r2];
 325         }
 326         else if(cmdtype ==  R_ADR_X || cmdtype == R_ADR_X_ || cmdtype == ADR_X) {
 327             /* 実効アドレス（値または値が示す番地）を取得  */
 328             val = memory[PR++];
 329             /* 指標アドレスを加算  */
 330             if(x_r2 > 0x0) {
 331                 val += GR[x_r2];
 332             }
 333             /* 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 */
 334             if(cmdtype == R_ADR_X_) {
 335                 if(val >= memsize) {
 336                     sprintf(errpr, "PR:#%04X", PR-1);
 337                     setcerr(206, errpr);    /* Address - out of COMET II memory */
 338                     goto execerr;
 339                 }
 340                 val = memory[val];
 341             }
 342         }
 343         /* 主オペランドが1〜4の場合、第2ビットを無視 */
 344         if(op >= 0x1000 && op <= 0x4FFF) {
 345             op &= 0xFB00;
 346         }
 347         /* 命令ごとの処理を実行 */
 348         switch(op)
 349         {
 350         case 0x0:  /* NOP */
 351             break;
 352         case 0x1000:    /* LD */
 353             setfr(GR[r_r1] = val);
 354             break;
 355         case 0x1100:    /* ST */
 356             memory[val] = GR[r_r1];
 357             break;
 358         case 0x1200:    /* LAD */
 359             GR[r_r1] = val;
 360             break;
 361         case 0x2000:  /* ADDA */
 362             GR[r_r1] = adda(GR[r_r1], val);
 363             break;
 364         case 0x2100:  /* SUBA */
 365             GR[r_r1] = suba(GR[r_r1], val);
 366             break;
 367         case 0x2200:  /* ADDL */
 368             GR[r_r1] = addl(GR[r_r1], val);
 369             break;
 370         case 0x2300:  /* SUBL */
 371             GR[r_r1] = subl(GR[r_r1], val);
 372             break;
 373         case 0x3000:  /* AND */
 374             setfr(GR[r_r1] &= val);
 375             break;
 376         case 0x3100:  /* OR */
 377             setfr(GR[r_r1] |= val);
 378             break;
 379         case 0x3200:  /* XOR */
 380             setfr(GR[r_r1] ^= val);
 381             break;
 382         case 0x4000:  /* CPA */
 383             cpa(GR[r_r1], val);
 384             break;
 385         case 0x4100:  /* CPL */
 386             cpl(GR[r_r1], val);
 387             break;
 388         case 0x5000:  /* SLA */
 389             GR[r_r1] = sla(GR[r_r1], val);
 390             break;
 391         case 0x5100:  /* SRA */
 392             GR[r_r1] = sra(GR[r_r1], val);
 393             break;
 394         case 0x5200:  /* SLL */
 395             GR[r_r1] = sll(GR[r_r1], val);
 396             break;
 397         case 0x5300:  /* SRL */
 398             GR[r_r1] = srl(GR[r_r1], val);
 399             break;
 400         case 0x6100:  /* JMI */
 401             if((FR & SF) > 0) {
 402                 PR = val;
 403             }
 404             break;
 405         case 0x6200:  /* JNZ */
 406             if((FR & ZF) == 0) {
 407                 PR = val;
 408             }
 409             break;
 410         case 0x6300:  /* JZE */
 411             if((FR & ZF) > 0) {
 412                 PR = val;
 413             }
 414             break;
 415         case 0x6400:  /* JUMP */
 416             PR = val;
 417             break;
 418         case 0x6500:  /* JPL */
 419             if((FR & (SF | ZF)) == 0) {
 420                 PR = val;
 421             }
 422             break;
 423         case 0x6600:  /* JOV */
 424             if((FR & OF) > 0) {
 425                 PR = val;
 426             }
 427             break;
 428         case 0x7000:  /* PUSH */
 429             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 430             memory[--SP] = val;
 431             break;
 432         case 0x7100:  /* POP */
 433             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 434             GR[r_r1] = memory[SP++];
 435             break;
 436         case 0x8000:  /* CALL */
 437             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 438             memory[--SP] = PR;
 439             PR = val;
 440             break;
 441         case 0x8100:  /* RET */
 442             assert(SP > endptr && SP <= memsize);
 443             if(SP == memsize) {
 444                 return;
 445             } else {
 446                 PR = memory[SP++];
 447                 break;
 448             }
 449         case 0xf000:  /* SVC */
 450             switch(val)
 451             {
 452             case 0x0: /* EXIT */
 453                 return;
 454             case 0x1: /* IN */
 455                 svcin();
 456                 break;
 457             case 0x2: /* OUT */
 458                 svcout();
 459                 break;
 460             }
 461         default:
 462             break;
 463         }
 464         do {
 465             clock_end = clock();
 466         } while(clock_end - clock_begin < CLOCKS_PER_SEC / clocks);
 467 /*        printf("PR:%04X; time: %f\n", PR, (double)((clock_end - clock_begin) * CLOCKS_PER_SEC)); */
 468     }
 469 execerr:
 470     fprintf(stderr, "Execute error - %d: %s\n", cerrno, cerrmsg);
 471 }