source: Deliverables/D4.1/ASMInterpret.ml @ 32

Last change on this file since 32 was 32, checked in by mulligan, 9 years ago

All MOV variations done.

File size: 15.2 KB
Line 
1open Physical;;
2open ASM;;
3
4exception BOO
5
6type time = int;;
7
8type foo
9
10(* no differentiation between internal and external code memory *)
11type status =
12 { code_memory: byte WordMap.t;        (* can be reduced *)
13   low_internal_ram: byte Byte7Map.t;
14   high_internal_ram: byte Byte7Map.t;
15   external_ram: byte WordMap.t;
16
17   pc: word;
18
19   (* sfr *)
20   p0: byte;
21   sp: byte;
22   dpl: byte;
23   dph: byte;
24   pcon: byte;
25   tcon: byte;
26   tmod: byte;
27   tl0: byte;
28   tl1: byte;
29   th0: byte;
30   th1: byte;
31   p1: byte;
32   scon: byte;
33   sbuf: byte;
34   p2: byte;
35   ie: byte;
36   p3: byte;
37   ip: byte;
38   psw: byte;
39   acc: byte;
40   b: byte;
41
42   clock: time;
43   timer0: word;
44   timer1: word;
45   timer2: word;  (* can be missing *)
46   io: foo (*(time * ?line? -> ?val?)*)
47 }
48
49let carr status = let (c,_,_,_),_ = status.psw in c
50
51(* timings taken from SIEMENS *)
52
53let fetch pmem pc =
54 let next pc = pc ++ 1, WordMap.find pc pmem in
55 let next7 pc =
56  let pc,v = next pc in
57   try pc, byte7_of_byte v
58   with FOO2 -> raise BOO in
59 let instr = WordMap.find pc pmem in
60 let pc = pc ++ 1 in
61 try
62  match instr with
63     (a10,a9,a8,true),(false,false,false,true) ->
64      let pc,b1 = next pc in
65       ACALL (`ADDR11 (a10,a9,a8,b1)), pc, 2
66   | (false,false,true,false),(true,r1,r2,r3) ->
67      ADD (`A,`REG (r1,r2,r3)), pc, 1
68   | (false,false,true,false),(false,true,false,true) ->
69      let pc,b1 = next pc in
70       ADD (`A,`DIRECT b1), pc, 1
71   | (false,false,true,false),(false,true,true,i1) ->
72       ADD (`A,`INDIRECT i1), pc, 1
73   | (false,false,true,false),(false,true,false,false) ->
74      let pc,b1 = next pc in
75       ADD (`A,`DATA b1), pc, 1
76   | (false,false,true,true),(true,r1,r2,r3) ->
77       ADDC (`A,`REG (r1,r2,r3)), pc, 1
78   | (false,false,true,true),(false,true,false,true) ->
79      let pc,b1 = next pc in
80       ADDC (`A,`DIRECT b1), pc, 1
81   | (false,false,true,true),(false,true,true,i1) ->
82       ADDC (`A,`INDIRECT i1), pc, 1
83   | (false,false,true,true),(false,true,false,false) ->
84      let pc,b1 = next pc in
85       ADDC (`A,`DATA b1), pc, 1
86   | (a10,a9,a8,false),(false,false,false,true) ->
87      let pc,b1 = next pc in
88       AJMP (`ADDR11 (a10,a9,a8,b1)), pc, 2
89   | (false,true,false,true),(true,r1,r2,r3) ->
90      ANL (`U1 (`A, `REG (r1,r2,r3))), pc, 1
91   | (false,true,false,true),(false,true,false,true) ->
92      let pc,b1 = next pc in
93       ANL (`U1 (`A, `DIRECT b1)), pc, 1
94   | (false,true,false,true),(false,true,true,i1) ->
95       ANL (`U1 (`A, `INDIRECT i1)), pc, 1
96   | (false,true,false,true),(false,true,false,false) ->
97      let pc,b1 = next pc in
98       ANL (`U1 (`A, `DATA b1)), pc, 1
99   | (false,true,false,true),(false,false,true,false) ->
100      let pc,b1 = next pc in
101       ANL (`U2 (`DIRECT b1,`A)), pc, 1
102   | (false,true,false,true),(false,false,true,true) ->
103      let pc,b1 = next pc in
104      let pc,b2 = next pc in
105       ANL (`U2 (`DIRECT b1,`DATA b2)), pc, 2
106   | (true,false,false,false),(false,false,true,false) ->
107      let pc,b1 = next7 pc in
108       ANL (`U3 (`C,`BIT b1)), pc, 2
109   | (true,false,true,true),(false,false,false,false) ->
110      let pc,b1 = next7 pc in
111       ANL (`U3 (`C,`NBIT b1)), pc, 2
112   | (true,false,true,true),(false,true,false,true) ->
113      let       pc,b1 = next pc in
114      let pc,b2 = next pc in
115        CJNE (`U1 (`A, `DIRECT b1), `REL b2), pc, 2
116   | (true,false,true,true),(false,true,false,false) ->
117       let pc,b1 = next pc in
118       let pc,b2 = next pc in
119         CJNE (`U1 (`A, `DATA b1), `REL b2), pc, 2
120   | (true,false,true,true),(true,r1,r2,r3) ->
121       let pc,b1 = next pc in
122       let pc,b2 = next pc in
123         CJNE (`U2 (`REG(r1,r2,r3), `DATA b1), `REL b2), pc, 2
124   | (true,false,true,true),(false,true,true,i1) ->
125       let pc,b1 = next pc in
126       let pc,b2 = next pc in
127         CJNE (`U2 (`INDIRECT i1, `DATA b1), `REL b2), pc, 2
128   | (true,true,true,false),(false,true,false,false) ->
129         CLR `A, pc, 1
130   | (true,true,false,false),(false,false,true,true) ->
131         CLR `C, pc, 1
132   | (true,true,false,false),(false,false,true,false) ->
133       let pc,b1 = next7 pc in
134         CLR (`BIT b1), pc, 1
135   | (true,true,false,true),(false,true,false,false) ->
136         DA `A, pc, 1
137   | (false,false,false,true),(false,true,false,false) ->
138         DEC `A, pc, 1
139   | (false,false,false,true),(true,r1,r2,r3) ->
140         DEC (`REG(r1,r2,r3)), pc, 1
141   | (false,false,false,true),(false,true,false,true) ->
142       let pc,b1 = next pc in
143         DEC (`DIRECT b1), pc, 1
144   | (false,false,false,true),(false,true,true,i1) ->
145         DEC (`INDIRECT i1), pc, 1
146   | (true,false,false,false),(false,true,false,false) ->
147         DIV (`A, `B), pc, 4
148   | (true,true,false,true),(true,r1,r2,r3) ->
149       let pc,b1 = next pc in
150         DJNZ (`REG(r1,r2,r3), `REL b1), pc, 2
151   | (true,true,false,true),(false,true,false,true) ->
152       let pc,b1 = next pc in
153       let pc,b2 = next pc in
154         DJNZ (`DIRECT b1, `REL b2), pc, 2
155   | (false,false,false,false),(false,true,false,false) ->
156         INC `A, pc, 1
157   | (false,false,false,false),(true,r1,r2,r3) ->
158         INC (`REG(r1,r2,r3)), pc, 1
159   | (false,false,false,false),(false,true,false,true) ->
160       let pc,b1 = next pc in
161         INC (`DIRECT b1), pc, 1
162   | (false,false,false,false),(false,true,true,i1) ->
163         INC (`INDIRECT i1), pc, 1
164   | (true,false,true,false),(false,false,true,true) ->
165         INC `DPTR, pc, 2
166   | (false,false,true,false),(false,false,false,false) ->
167       let pc,b1 = next7 pc in
168       let pc,b2 = next pc in
169         JB (`BIT b1, `REL b2), pc, 2
170   | (false,false,false,true),(false,false,false,false) ->
171       let pc,b1 = next7 pc in
172       let pc,b2 = next pc in
173         JBC (`BIT b1, `REL b2), pc, 2
174   | (false,true,false,false),(false,false,false,false) ->
175       let pc,b1 = next pc in
176         JC (`REL b1), pc, 2
177   | (false,true,true,true),(false,false,true,true) ->
178         JMP `IND_DPTR, pc, 2
179   | (false,false,true,true),(false,false,false,false) ->
180       let pc,b1 = next7 pc in
181       let pc,b2 = next pc in
182         JNB (`BIT b1, `REL b2), pc, 2
183   | (false,true,false,true),(false,false,false,false) ->
184       let pc,b1 = next pc in
185         JNC (`REL b1), pc, 2
186   | (false,true,true,true),(false,false,false,false) ->
187       let pc,b1 = next pc in
188         JNZ (`REL b1), pc, 2
189   | (false,true,true,false),(false,false,false,false) ->
190       let pc,b1 = next pc in
191         JZ (`REL b1), pc, 2
192   | (false,false,false,true),(false,false,true,false) ->
193       let pc,b1 = next pc in
194       let pc,b2 = next pc in
195         LCALL (`ADDR16 (b1,b1)), pc, 2
196   | (false,false,false,false),(false,false,true,false) ->
197       let pc,b1 = next pc in
198       let pc,b2 = next pc in
199         LJMP (`ADDR16 (b1,b1)), pc, 2
200   | (true,true,true,false),(true,r1,r2,r3) ->
201         MOV (`U1 (`A, `REG(r1,r2,r3))), pc, 1
202   | (true,true,true,false),(false,true,false,true) ->
203       let pc,b1 = next pc in
204         MOV (`U1 (`A, `DIRECT b1)), pc, 1
205   | (true,true,true,false),(false,true,true,i1) ->
206         MOV (`U1 (`A, `INDIRECT i1)), pc, 1
207   | (false,true,true,true),(false,true,false,false) ->
208       let pc,b1 = next pc in
209         MOV (`U1 (`A, `DATA b1)), pc, 1
210   | (true,true,true,true),(true,r1,r2,r3) ->
211         MOV (`U2 (`REG(r1,r2,r3), `A)), pc, 1
212   | (true,false,true,false),(true,r1,r2,r3) ->
213       let pc,b1 = next pc in
214         MOV (`U2 (`REG(r1,r2,r3), (`DIRECT b1))), pc, 2
215   | (false,true,true,true),(true,r1,r2,r3) ->
216       let pc,b1 = next pc in
217         MOV (`U2 (`REG(r1,r2,r3), (`DATA b1))), pc, 1
218   | (true,true,true,true),(false,true,false,true) ->
219       let pc,b1 = next pc in
220         MOV (`U3 (`DIRECT b1, `A)), pc, 1
221   | (true,false,false,false),(true,r1,r2,r3) ->
222       let pc,b1 = next pc in
223         MOV (`U3 (`DIRECT b1, `REG(r1,r2,r3))), pc, 2
224   | (true,false,false,false),(false,true,false,true) ->
225       let pc,b1 = next pc in
226       let pc,b2 = next pc in
227         MOV (`U3 (`DIRECT b1, `DIRECT b2)), pc, 2
228   | (true,false,false,false),(false,true,true,i1) ->
229       let pc,b1 = next pc in
230         MOV (`U3 (`DIRECT b1, `INDIRECT i1)), pc, 2
231   | (false,true,true,true),(false,true,false,true) ->
232       let pc,b1 = next pc in
233       let pc,b2 = next pc in
234         MOV (`U3 (`DIRECT b1, `DATA b2)), pc, 2
235   | (true,true,true,true),(false,true,true,i1) ->
236         MOV (`U2 (`INDIRECT i1, `A)), pc, 1
237   | (true,false,true,false),(false,true,true,i1) ->
238       let pc,b1 = next pc in
239         MOV (`U2 (`INDIRECT i1, `DIRECT b1)), pc, 2
240   | (false,true,true,true),(false,true,true,i1) ->
241       let pc,b1 = next pc in
242         MOV (`U2 (`INDIRECT i1, `DATA b1)), pc, 1
243   | (true,false,true,false),(false,false,true,false) ->
244       let pc,b1 = next7 pc in
245         MOV (`U5 (`C, `BIT b1)), pc, 1
246   | (true,false,false,true),(false,false,true,false) ->
247       let pc,b1 = next7 pc in
248         MOV (`U6 (`BIT b1, `C)), pc, 2
249   | (true,false,false,true),(false,false,false,false) ->
250       let pc,b1 = next pc in
251       let pc,b2 = next pc in
252         MOV (`U4 (`DPTR, `DATA16(b1,b2))), pc, 2
253 with
254  Not_found -> raise BOO
255;;
256
257let assembly1 =
258 function
259    ACALL (`ADDR11 (a10,a9,a8,b1)) ->
260     [(a10,a9,a8,true),(false,false,false,true); b1]
261  | ADD (`A,`REG (r1,r2,r3)) ->
262     [(false,false,true,false),(true,r1,r2,r3)]
263  (* ... *)
264;;
265
266let address_of_register status (b1,b2,b3) =
267 let (_,_,rs1,rs0),_ = status.psw in
268 let base =
269  match rs1,rs0 with
270     false,false -> 0x00
271   | false,true  -> 0x08
272   | true,false  -> 0x10
273   | true,true   -> 0x18
274 in
275  byte7_of_int (base + int_of_nibble (false,b1,b2,b3))
276;;
277
278let fetch_register status reg =
279 let addr = address_of_register status reg in
280  Byte7Map.find addr status.low_internal_ram
281;;
282
283let set_register status v reg =
284 let addr = address_of_register status reg in
285  { status with low_internal_ram =
286     Byte7Map.add addr v status.low_internal_ram }
287;;
288
289let fetch_arg8 status = 
290 function
291    `DIRECT addr ->
292      (match addr with
293         (false,r1,r2,r3),n1 ->
294           Byte7Map.find (r1,r2,r3,n1) status.low_internal_ram
295       | (true,r1,r2,r3),n1 ->
296           (*CSC: SFR access, TO BE IMPLEMENTED *)
297           assert false)
298  | `INDIRECT b ->
299     let addr = fetch_register status (false,false,b) in
300     (match addr with 
301         (false,r1,r2,r3),n1 ->
302           Byte7Map.find (r1,r2,r3,n1) status.low_internal_ram
303       | (true,r1,r2,r3),n1 ->
304           Byte7Map.find (r1,r2,r3,n1) status.high_internal_ram)
305  | `REG (b1,b2,b3) ->
306      fetch_register status (b1,b2,b3)
307  | `A -> status.acc
308  | `B -> status.b
309  | `DATA b -> b
310  | `A_DPTR ->
311     let dpr = status.dph,status.dpl in
312     (* CSC: what is the right behaviour in case of overflow?
313        assert false for now. Try to understand what DEC really does *)
314     let addr = dpr ++ (int_of_byte status.acc) in
315      WordMap.find addr status.external_ram
316  | `A_PC ->
317     (* CSC: what is the right behaviour in case of overflow?
318        assert false for now *)
319     let addr = status.pc ++ (int_of_byte status.acc) in
320      WordMap.find addr status.external_ram
321  | `IND_DPTR ->
322     let dpr = status.dph,status.dpl in
323      WordMap.find dpr status.external_ram
324;;
325
326let set_arg8 status v =
327 function
328    `DIRECT addr ->
329      (match addr with
330         (false,r1,r2,r3),n1 ->
331           { status with low_internal_ram =
332              Byte7Map.add (r1,r2,r3,n1) v status.low_internal_ram }
333       | (true,r1,r2,r3),n1 ->
334           (*CSC: SFR access, TO BE IMPLEMENTED *)
335           (* assert false for now. Try to understand what DEC really does *)
336           assert false)
337  | `INDIRECT b ->
338     let addr = fetch_register status (false,false,b) in
339     (match addr with 
340         (false,r1,r2,r3),n1 ->
341           { status with low_internal_ram =
342              Byte7Map.add (r1,r2,r3,n1) v status.low_internal_ram }
343       | (true,r1,r2,r3),n1 ->
344           { status with high_internal_ram =
345              Byte7Map.add (r1,r2,r3,n1) v status.high_internal_ram })
346  | `REG (b1,b2,b3) ->
347      set_register status v (b1,b2,b3)
348  | `A -> { status with acc = v }
349  | `B -> { status with b = v }
350  | `IND_DPTR ->
351     let dpr = status.dph,status.dpl in
352      { status with external_ram =
353        WordMap.add dpr v status.external_ram }
354;;
355
356let set_flags status c ac ov =
357 { status with psw =
358    let (_c,oac,fo,rs1),(rs0,_ov,ud,p) = status.psw in
359    let ac = match ac with None -> oac | Some v -> v in
360     (c,ac,fo,rs1),(rs0,ov,ud,p)
361 }
362;;
363
364let execute1 status =
365 let instr,pc,ticks = fetch status.code_memory status.pc in
366 let status = { status with clock = status.clock + ticks; pc = pc } in
367  match instr with
368     ADD (`A,d1) ->
369      let v,c,ac,ov =
370       add8_with_c (fetch_arg8 status `A) (fetch_arg8 status d1) false
371      in
372       set_flags (set_arg8 status v `A) c (Some ac) ov
373   | ADDC (`A,d1) ->
374      let v,c,ac,ov =
375       add8_with_c (fetch_arg8 status `A) (fetch_arg8 status d1) (carr status)
376      in
377       set_flags (set_arg8 status v `A) c (Some ac) ov
378   | SUBB (`A,d1) ->
379      let v,c,ac,ov =
380       subb8_with_c (fetch_arg8 status `A) (fetch_arg8 status d1) (carr status)
381      in
382       set_flags (set_arg8 status v `A) c (Some ac) ov
383(*
384   | INC `DPTR -> assert false
385*)
386   | INC ((`A | `REG _ | `DIRECT _ | `INDIRECT _) as d) ->
387      let b = fetch_arg8 status d in
388      let res = inc b in
389       set_arg8 status res d
390   | DEC d ->
391      let b = fetch_arg8 status d in
392      let res = dec b in
393       set_arg8 status res d
394 | MUL (`A,`B) ->
395    let acc = int_of_byte status.acc in
396    let b = int_of_byte status.b in
397    let prod = acc * b in
398    let ov = prod > 255 in
399    let l = byte_of_int (prod mod 256) in
400    let h = byte_of_int (prod / 256) in
401    let status = { status with acc = l ; b = h } in
402     set_flags status false None ov
403 | DIV (`A,`B) ->
404    let acc = int_of_byte status.acc in
405    let b = int_of_byte status.b in
406     if b = 0 then
407      (* CSC: acc and b undefined! we leave them as they are... *)
408      set_flags status false None true
409     else
410      let q = byte_of_int (acc / b) in
411      let r = byte_of_int (acc mod b) in
412      let status = { status with acc = q ; b = r } in
413       set_flags status false None false
414(*
415 | DA  of acc
416
417 (* logical operations *)
418 | ANL of
419    (acc * [ reg | direct | indirect | data ],
420     direct * [ acc | data ],
421     carry * [ bit | nbit]) union3
422 | ORL of
423    (acc * [ reg | direct | indirect ],
424     direct * [ acc | data ],
425     carry * [ bit | nbit]) union3
426 | XRL of
427    (acc * [ reg | direct | indirect ],
428     direct * [ acc | data ]) union2
429 | CLR of [ acc | carry | bit ]
430 | CPL of [ acc | carry | bit ]
431 | RL of acc
432 | RLC of acc
433 | RR of acc
434 | RRC of acc
435 | SWAP of acc
436
437 (* data transfer *)
438 | MOV of
439    (acc * [ reg | direct | indirect | data ],
440     [ reg | indirect ] * [ acc | direct | data ],
441     direct * [ acc | reg | direct | indirect | data ],
442     dptr * data16,
443     carry * bit,
444     bit * carry
445     ) union6
446 | MOVC of acc * [ acc_dptr | acc_pc ]
447 | MOVX of (acc * [ indirect | indirect_dptr ],
448            [ indirect | indirect_dptr ] * acc) union2
449 | SETB of [ carry | bit ]
450 | PUSH of direct
451 | POP of direct
452 | XCH of acc * [ reg | direct | indirect ]
453 | XCHD of acc * indirect
454
455 (* program branching *)
456 | JC of rel
457 | JNC of rel
458 | JB of rel
459 | JNB of rel
460 | JBC of bit * rel
461 | ACALL of addr11
462 | LCALL of addr16
463 | RET
464 | RETI
465 | AJMP of addr11
466 | LJMP of addr16
467 | SJMP of rel
468 | JMP of indirect_dptr
469 | JZ of rel
470 | JNZ of rel
471 | CJNE of (acc * [ direct | data ], [ reg | indirect ] * data) union2 * rel
472 | DJNZ of [ reg | direct ] * rel
473 | NOP
474*)
475;;
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.