オペランドの最大長をOPDSIZE-1(=39)からOPDSIZE(=40)に修正
[YACASL2.git] / 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 }