source: src/ASM/Interpret.ma @ 821

Last change on this file since 821 was 821, checked in by mulligan, 9 years ago

changes to introduce pseudostatus

File size: 29.2 KB
Line 
1include "ASM/Status.ma".
2include "ASM/Fetch.ma".
3
4definition sign_extension: Byte → Word ≝
5  λc.
6    let b ≝ get_index_v ? 8 c 1 ? in
7      [[ b; b; b; b; b; b; b; b ]] @@ c.
8  normalize;
9  repeat (@ (le_S_S ?));
10  @ (le_O_n);
11qed.
12   
13lemma inclusive_disjunction_true:
14  ∀b, c: bool.
15    (orb b c) = true → b = true ∨ c = true.
16  # b
17  # c
18  elim b
19  [ normalize
20    # H
21    @ or_introl
22    %
23  | normalize
24    /2/
25  ]
26qed.
27
28lemma conjunction_true:
29  ∀b, c: bool.
30    andb b c = true → b = true ∧ c = true.
31  # b
32  # c
33  elim b
34  normalize
35  [ /2/
36  | # K
37    destruct
38  ]
39qed.
40
41lemma eq_true_false: false=true → False.
42 # K
43 destruct
44qed.
45
46lemma eq_a_to_eq: ∀a,b. eq_a a b = true → a=b.
47 # a
48 # b
49 cases a
50 cases b
51 normalize
52 //
53 # K
54 cases (eq_true_false K)
55qed.
56
57lemma inclusive_disjunction_b_true: ∀b. orb b true = true.
58 # b
59 cases b
60 %
61qed.
62
63lemma is_a_to_mem_to_is_in:
64 ∀he,a,m,q. is_a he … a = true → mem … eq_a (S m) q he = true → is_in … q a = true.
65 # he
66 # a
67 # m
68 # q
69 elim q
70 [ normalize
71   # _
72   # K
73   assumption
74 | # m'
75   # t
76   # q'
77   # II
78   # H1
79   # H2
80   normalize
81   change in H2: (??%?) with (orb ??)
82   cases (inclusive_disjunction_true … H2)
83   [ # K
84     < (eq_a_to_eq … K)
85     > H1
86     %
87   | # K
88     > II
89     try assumption
90     cases (is_a t a)
91     normalize
92     %
93   ]
94 ]
95qed.
96
97lemma execute_1_technical:
98  ∀n, m: nat.
99  ∀v: Vector addressing_mode_tag (S n).
100  ∀q: Vector addressing_mode_tag (S m).
101  ∀a: addressing_mode.
102    bool_to_Prop (is_in ? v a) →
103    bool_to_Prop (subvector_with ? ? ? eq_a v q) →
104    bool_to_Prop (is_in ? q a).
105 # n
106 # m
107 # v
108 # q
109 # a
110 elim v
111 [ normalize
112   # K
113   cases K
114 | # n'
115   # he
116   # tl
117   # II
118   whd in ⊢ (% → ? → ?)
119   lapply (refl … (is_in … (he:::tl) a))
120   cases (is_in … (he:::tl) a) in ⊢ (???% → %)
121   [ # K
122     # _
123     normalize in K;
124     whd in ⊢ (% → ?)
125     lapply (refl … (subvector_with … eq_a (he:::tl) q))
126     cases (subvector_with … eq_a (he:::tl) q) in ⊢ (???% → %)
127     [ # K1
128       # _
129       change in K1 with ((andb ? (subvector_with …)) = true)
130       cases (conjunction_true … K1)
131       # K3
132       # K4
133       cases (inclusive_disjunction_true … K)
134       # K2
135       [ > (is_a_to_mem_to_is_in … K2 K3)
136         %
137       | @ II
138         [ > K2
139           %
140         | > K4
141           %
142         ]
143       ]
144     | # K1
145       # K2
146       (normalize in K2)
147       cases K2;
148     ]
149   | # K1
150     # K2
151     normalize in K2;
152     cases K2
153   ]
154 ]
155qed.
156
157include alias "arithmetics/nat.ma".
158include alias "ASM/BitVectorTrie.ma".
159
160definition execute_1_preinstruction: ∀A, M: Type[0]. (A → Byte) → preinstruction A → PreStatus M → PreStatus M ≝
161  λA, M: Type[0].
162  λaddr_of: A → Byte.
163  λinstr: preinstruction A.
164  λs: PreStatus M.
165  match instr with
166        [ ADD addr1 addr2 ⇒
167            let 〈result, flags〉 ≝ add_8_with_carry (get_arg_8 ? s false addr1)
168                                                   (get_arg_8 ? s false addr2) false in
169            let cy_flag ≝ get_index' ? O  ? flags in
170            let ac_flag ≝ get_index' ? 1 ? flags in
171            let ov_flag ≝ get_index' ? 2 ? flags in
172            let s ≝ set_arg_8 ? s ACC_A result in
173              set_flags ? s cy_flag (Some Bit ac_flag) ov_flag
174        | ADDC addr1 addr2 ⇒
175            let old_cy_flag ≝ get_cy_flag ? s in
176            let 〈result, flags〉 ≝ add_8_with_carry (get_arg_8 ? s false addr1)
177                                                   (get_arg_8 ? s false addr2) old_cy_flag in
178            let cy_flag ≝ get_index' ? O ? flags in
179            let ac_flag ≝ get_index' ? 1 ? flags in
180            let ov_flag ≝ get_index' ? 2 ? flags in
181            let s ≝ set_arg_8 ? s ACC_A result in
182              set_flags ? s cy_flag (Some Bit ac_flag) ov_flag
183        | SUBB addr1 addr2 ⇒
184            let old_cy_flag ≝ get_cy_flag ? s in
185            let 〈result, flags〉 ≝ sub_8_with_carry (get_arg_8 ? s false addr1)
186                                                   (get_arg_8 ? s false addr2) old_cy_flag in
187            let cy_flag ≝ get_index' ? O ? flags in
188            let ac_flag ≝ get_index' ? 1 ? flags in
189            let ov_flag ≝ get_index' ? 2 ? flags in
190            let s ≝ set_arg_8 ? s ACC_A result in
191              set_flags ? s cy_flag (Some Bit ac_flag) ov_flag
192        | ANL addr ⇒
193          match addr with
194            [ inl l ⇒
195              match l with
196                [ inl l' ⇒
197                  let 〈addr1, addr2〉 ≝ l' in
198                  let and_val ≝ conjunction_bv ? (get_arg_8 ? s true addr1) (get_arg_8 ? s true addr2) in
199                    set_arg_8 ? s addr1 and_val
200                | inr r ⇒
201                  let 〈addr1, addr2〉 ≝ r in
202                  let and_val ≝ conjunction_bv ? (get_arg_8 ? s true addr1) (get_arg_8 ? s true addr2) in
203                    set_arg_8 ? s addr1 and_val
204                ]
205            | inr r ⇒
206              let 〈addr1, addr2〉 ≝ r in
207              let and_val ≝ (get_cy_flag ? s) ∧ (get_arg_1 ? s addr2 true) in
208                set_flags ? s and_val (None ?) (get_ov_flag ? s)
209            ]
210        | ORL addr ⇒
211          match addr with
212            [ inl l ⇒
213              match l with
214                [ inl l' ⇒
215                  let 〈addr1, addr2〉 ≝ l' in
216                  let or_val ≝ inclusive_disjunction_bv ? (get_arg_8 ? s true addr1) (get_arg_8 ? s true addr2) in
217                    set_arg_8 ? s addr1 or_val
218                | inr r ⇒
219                  let 〈addr1, addr2〉 ≝ r in
220                  let or_val ≝ inclusive_disjunction_bv ? (get_arg_8 ? s true addr1) (get_arg_8 ? s true addr2) in
221                    set_arg_8 ? s addr1 or_val
222                ]
223            | inr r ⇒
224              let 〈addr1, addr2〉 ≝ r in
225              let or_val ≝ (get_cy_flag ? s) ∨ (get_arg_1 ? s addr2 true) in
226                set_flags ? s or_val (None ?) (get_ov_flag ? s)
227            ]
228        | XRL addr ⇒
229          match addr with
230            [ inl l' ⇒
231              let 〈addr1, addr2〉 ≝ l' in
232              let xor_val ≝ exclusive_disjunction_bv ? (get_arg_8 ? s true addr1) (get_arg_8 ? s true addr2) in
233                set_arg_8 ? s addr1 xor_val
234            | inr r ⇒
235              let 〈addr1, addr2〉 ≝ r in
236              let xor_val ≝ exclusive_disjunction_bv ? (get_arg_8 ? s true addr1) (get_arg_8 ? s true addr2) in
237                set_arg_8 ? s addr1 xor_val
238            ]
239        | INC addr ⇒
240            match addr return λx. bool_to_Prop (is_in … [[ acc_a;
241                                                           registr;
242                                                           direct;
243                                                           indirect;
244                                                           dptr ]] x) → ? with
245              [ ACC_A ⇒ λacc_a: True.
246                let 〈 carry, result 〉 ≝ half_add ? (get_arg_8 ? s true ACC_A) (bitvector_of_nat 8 1) in
247                  set_arg_8 ? s ACC_A result
248              | REGISTER r ⇒ λregister: True.
249                let 〈 carry, result 〉 ≝ half_add ? (get_arg_8 ? s true (REGISTER r)) (bitvector_of_nat 8 1) in
250                  set_arg_8 ? s (REGISTER r) result
251              | DIRECT d ⇒ λdirect: True.
252                let 〈 carry, result 〉 ≝ half_add ? (get_arg_8 ? s true (DIRECT d)) (bitvector_of_nat 8 1) in
253                  set_arg_8 ? s (DIRECT d) result
254              | INDIRECT i ⇒ λindirect: True.
255                let 〈 carry, result 〉 ≝ half_add ? (get_arg_8 ? s true (INDIRECT i)) (bitvector_of_nat 8 1) in
256                  set_arg_8 ? s (INDIRECT i) result
257              | DPTR ⇒ λdptr: True.
258                let 〈 carry, bl 〉 ≝ half_add ? (get_8051_sfr ? s SFR_DPL) (bitvector_of_nat 8 1) in
259                let 〈 carry, bu 〉 ≝ full_add ? (get_8051_sfr ? s SFR_DPH) (zero 8) carry in
260                let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_DPL bl in
261                  set_8051_sfr ? s SFR_DPH bu
262              | _ ⇒ λother: False. ⊥
263              ] (subaddressing_modein … addr)
264        | DEC addr ⇒
265           let 〈 result, flags 〉 ≝ sub_8_with_carry (get_arg_8 ? s true addr) (bitvector_of_nat 8 1) false in
266             set_arg_8 ? s addr result
267        | MUL addr1 addr2 ⇒
268           let acc_a_nat ≝ nat_of_bitvector 8 (get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A) in
269           let acc_b_nat ≝ nat_of_bitvector 8 (get_8051_sfr ? s SFR_ACC_B) in
270           let product ≝ acc_a_nat * acc_b_nat in
271           let ov_flag ≝ product ≥ 256 in
272           let low ≝ bitvector_of_nat 8 (product mod 256) in
273           let high ≝ bitvector_of_nat 8 (product ÷ 256) in
274           let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_ACC_A low in
275             set_8051_sfr ? s SFR_ACC_B high
276        | DIV addr1 addr2 ⇒
277           let acc_a_nat ≝ nat_of_bitvector 8 (get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A) in
278           let acc_b_nat ≝ nat_of_bitvector 8 (get_8051_sfr ? s SFR_ACC_B) in
279             match acc_b_nat with
280               [ O ⇒ set_flags ? s false (None Bit) true
281               | S o ⇒
282                 let q ≝ bitvector_of_nat 8 (acc_a_nat ÷ (S o)) in
283                 let r ≝ bitvector_of_nat 8 (acc_a_nat mod 256) in
284                 let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_ACC_A q in
285                 let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_ACC_B r in
286                   set_flags ? s false (None Bit) false
287               ]
288        | DA addr ⇒
289            let 〈 acc_nu, acc_nl 〉 ≝ split ? 4 4 (get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A) in
290              if (gtb (nat_of_bitvector ? acc_nl) 9) ∨ (get_ac_flag ? s) then
291                let 〈result, flags〉 ≝ add_8_with_carry (get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A) (bitvector_of_nat 8 6) false in
292                let cy_flag ≝ get_index' ? O ? flags in
293                let 〈acc_nu', acc_nl'〉 ≝ split ? 4 4 result in
294                  if (gtb (nat_of_bitvector ? acc_nu') 9) ∨ cy_flag then
295                    let 〈 carry, nu 〉 ≝ half_add ? acc_nu' (bitvector_of_nat 4 6) in
296                    let new_acc ≝ nu @@ acc_nl' in
297                    let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_ACC_A new_acc in
298                      set_flags ? s cy_flag (Some ? (get_ac_flag ? s)) (get_ov_flag ? s)
299                  else
300                    s
301              else
302                s
303        | CLR addr ⇒
304          match addr return λx. bool_to_Prop (is_in … [[ acc_a; carry; bit_addr ]] x) → ? with
305            [ ACC_A ⇒ λacc_a: True. set_arg_8 ? s ACC_A (zero 8)
306            | CARRY ⇒ λcarry: True. set_arg_1 ? s CARRY false
307            | BIT_ADDR b ⇒ λbit_addr: True. set_arg_1 ? s (BIT_ADDR b) false
308            | _ ⇒ λother: False. ⊥
309            ] (subaddressing_modein … addr)
310        | CPL addr ⇒
311          match addr return λx. bool_to_Prop (is_in … [[ acc_a; carry; bit_addr ]] x) → ? with
312            [ ACC_A ⇒ λacc_a: True.
313                let old_acc ≝ get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A in
314                let new_acc ≝ negation_bv ? old_acc in
315                  set_8051_sfr ? s SFR_ACC_A new_acc
316            | CARRY ⇒ λcarry: True.
317                let old_cy_flag ≝ get_arg_1 ? s CARRY true in
318                let new_cy_flag ≝ ¬old_cy_flag in
319                  set_arg_1 ? s CARRY new_cy_flag
320            | BIT_ADDR b ⇒ λbit_addr: True.
321                let old_bit ≝ get_arg_1 ? s (BIT_ADDR b) true in
322                let new_bit ≝ ¬old_bit in
323                  set_arg_1 ? s (BIT_ADDR b) new_bit
324            | _ ⇒ λother: False. ?
325            ] (subaddressing_modein … addr)
326        | SETB b ⇒ set_arg_1 ? s b false
327        | RL _ ⇒ (* DPM: always ACC_A *)
328            let old_acc ≝ get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A in
329            let new_acc ≝ rotate_left … 1 old_acc in
330              set_8051_sfr ? s SFR_ACC_A new_acc
331        | RR _ ⇒ (* DPM: always ACC_A *)
332            let old_acc ≝ get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A in
333            let new_acc ≝ rotate_right … 1 old_acc in
334              set_8051_sfr ? s SFR_ACC_A new_acc
335        | RLC _ ⇒ (* DPM: always ACC_A *)
336            let old_cy_flag ≝ get_cy_flag ? s in
337            let old_acc ≝ get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A in
338            let new_cy_flag ≝ get_index' ? O ? old_acc in
339            let new_acc ≝ shift_left … 1 old_acc old_cy_flag in
340            let s ≝ set_arg_1 ? s CARRY new_cy_flag in
341              set_8051_sfr ? s SFR_ACC_A new_acc
342        | RRC _ ⇒ (* DPM: always ACC_A *)
343            let old_cy_flag ≝ get_cy_flag ? s in
344            let old_acc ≝ get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A in
345            let new_cy_flag ≝ get_index' ? 7 ? old_acc in
346            let new_acc ≝ shift_right … 1 old_acc old_cy_flag in
347            let s ≝ set_arg_1 ? s CARRY new_cy_flag in
348              set_8051_sfr ? s SFR_ACC_A new_acc
349        | SWAP _ ⇒ (* DPM: always ACC_A *)
350            let old_acc ≝ get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A in
351            let 〈nu,nl〉 ≝ split ? 4 4 old_acc in
352            let new_acc ≝ nl @@ nu in
353              set_8051_sfr ? s SFR_ACC_A new_acc
354        | PUSH addr ⇒
355            match addr return λx. bool_to_Prop (is_in … [[ direct ]] x) → ? with
356              [ DIRECT d ⇒ λdirect: True.
357                let 〈carry, new_sp〉 ≝ half_add ? (get_8051_sfr ? s SFR_SP) (bitvector_of_nat 8 1) in
358                let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_SP new_sp in
359                  write_at_stack_pointer ? s d
360              | _ ⇒ λother: False. ⊥
361              ] (subaddressing_modein … addr)
362        | POP addr ⇒
363            let contents ≝ read_at_stack_pointer ? s in
364            let 〈new_sp, flags〉 ≝ sub_8_with_carry (get_8051_sfr ? s SFR_SP) (bitvector_of_nat 8 1) false in
365            let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_SP new_sp in
366              set_arg_8 ? s addr contents
367        | XCH addr1 addr2 ⇒
368            let old_addr ≝ get_arg_8 ? s false addr2 in
369            let old_acc ≝ get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A in
370            let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_ACC_A old_addr in
371              set_arg_8 ? s addr2 old_acc
372        | XCHD addr1 addr2 ⇒
373            let 〈acc_nu, acc_nl〉 ≝ split … 4 4 (get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A) in
374            let 〈arg_nu, arg_nl〉 ≝ split … 4 4 (get_arg_8 ? s false addr2) in
375            let new_acc ≝ acc_nu @@ arg_nl in
376            let new_arg ≝ arg_nu @@ acc_nl in
377            let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_ACC_A new_acc in
378              set_arg_8 ? s addr2 new_arg
379        | RET ⇒
380            let high_bits ≝ read_at_stack_pointer ? s in
381            let 〈new_sp, flags〉 ≝ sub_8_with_carry (get_8051_sfr ? s SFR_SP) (bitvector_of_nat 8 1) false in
382            let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_SP new_sp in
383            let low_bits ≝ read_at_stack_pointer ? s in
384            let 〈new_sp, flags〉 ≝ sub_8_with_carry (get_8051_sfr ? s SFR_SP) (bitvector_of_nat 8 1) false in
385            let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_SP new_sp in
386            let new_pc ≝ high_bits @@ low_bits in
387              set_program_counter ? s new_pc
388        | RETI ⇒
389            let high_bits ≝ read_at_stack_pointer ? s in
390            let 〈new_sp, flags〉 ≝ sub_8_with_carry (get_8051_sfr ? s SFR_SP) (bitvector_of_nat 8 1) false in
391            let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_SP new_sp in
392            let low_bits ≝ read_at_stack_pointer ? s in
393            let 〈new_sp, flags〉 ≝ sub_8_with_carry (get_8051_sfr ? s SFR_SP) (bitvector_of_nat 8 1) false in
394            let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_SP new_sp in
395            let new_pc ≝ high_bits @@ low_bits in
396              set_program_counter ? s new_pc
397        | MOVX addr ⇒
398          (* DPM: only copies --- doesn't affect I/O *)
399          match addr with
400            [ inl l ⇒
401              let 〈addr1, addr2〉 ≝ l in
402                set_arg_8 ? s addr1 (get_arg_8 ? s false addr2)
403            | inr r ⇒
404              let 〈addr1, addr2〉 ≝ r in
405                set_arg_8 ? s addr1 (get_arg_8 ? s false addr2)
406            ]
407        | MOV addr ⇒
408          match addr with
409            [ inl l ⇒
410              match l with
411                [ inl l' ⇒
412                  match l' with
413                    [ inl l'' ⇒
414                      match l'' with
415                        [ inl l''' ⇒
416                          match l''' with
417                            [ inl l'''' ⇒
418                              let 〈addr1, addr2〉 ≝ l'''' in
419                                set_arg_8 ? s addr1 (get_arg_8 ? s false addr2)
420                            | inr r'''' ⇒
421                              let 〈addr1, addr2〉 ≝ r'''' in
422                                set_arg_8 ? s addr1 (get_arg_8 ? s false addr2)
423                            ]
424                        | inr r''' ⇒
425                          let 〈addr1, addr2〉 ≝ r''' in
426                            set_arg_8 ? s addr1 (get_arg_8 ? s false addr2)
427                        ]
428                    | inr r'' ⇒
429                      let 〈addr1, addr2〉 ≝ r'' in
430                        set_arg_16 ? s (get_arg_16 ? s addr2) addr1
431                    ]
432                | inr r ⇒
433                  let 〈addr1, addr2〉 ≝ r in
434                    set_arg_1 ? s addr1 (get_arg_1 ? s addr2 false)
435                ]
436            | inr r ⇒
437              let 〈addr1, addr2〉 ≝ r in
438                set_arg_1 ? s addr1 (get_arg_1 ? s addr2 false)
439            ]
440          | JC addr ⇒
441              let r ≝ addr_of addr in
442                  if get_cy_flag ? s then
443                    let 〈carry, new_pc〉 ≝ half_add ? (program_counter ? s) (sign_extension r) in
444                      set_program_counter ? s new_pc
445                  else
446                    s
447            | JNC addr ⇒
448              let r ≝ addr_of addr in
449                  if ¬(get_cy_flag ? s) then
450                    let 〈carry, new_pc〉 ≝ half_add ? (program_counter ? s) (sign_extension r) in
451                      set_program_counter ? s new_pc
452                  else
453                    s
454            | JB addr1 addr2 ⇒
455              let r ≝ addr_of addr2 in
456                  if get_arg_1 ? s addr1 false then
457                    let 〈carry, new_pc〉 ≝ half_add ? (program_counter ? s) (sign_extension r) in
458                      set_program_counter ? s new_pc
459                  else
460                    s
461            | JNB addr1 addr2 ⇒
462              let r ≝ addr_of addr2 in
463                  if ¬(get_arg_1 ? s addr1 false) then
464                    let 〈carry, new_pc〉 ≝ half_add ? (program_counter ? s) (sign_extension r) in
465                      set_program_counter ? s new_pc
466                  else
467                    s
468            | JBC addr1 addr2 ⇒
469              let r ≝ addr_of addr2 in
470                  let s ≝ set_arg_1 ? s addr1 false in
471                    if get_arg_1 ? s addr1 false then
472                      let 〈carry, new_pc〉 ≝ half_add ? (program_counter ? s) (sign_extension r) in
473                        set_program_counter ? s new_pc
474                    else
475                      s
476            | JZ addr ⇒
477              let r ≝ addr_of addr in
478                    if eq_bv ? (get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A) (zero 8) then
479                      let 〈carry, new_pc〉 ≝ half_add ? (program_counter ? s) (sign_extension r) in
480                        set_program_counter ? s new_pc
481                    else
482                      s
483            | JNZ addr ⇒
484              let r ≝ addr_of addr in
485                    if ¬(eq_bv ? (get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A) (zero 8)) then
486                      let 〈carry, new_pc〉 ≝ half_add ? (program_counter ? s) (sign_extension r) in
487                        set_program_counter ? s new_pc
488                    else
489                      s
490            | CJNE addr1 addr2 ⇒
491              let r ≝ addr_of addr2 in
492                  match addr1 with
493                    [ inl l ⇒
494                        let 〈addr1, addr2〉 ≝ l in
495                        let new_cy ≝ ltb (nat_of_bitvector ? (get_arg_8 ? s false addr1))
496                                                 (nat_of_bitvector ? (get_arg_8 ? s false addr2)) in
497                          if ¬(eq_bv ? (get_arg_8 ? s false addr1) (get_arg_8 ? s false addr2)) then
498                            let 〈carry, new_pc〉 ≝ half_add ? (program_counter ? s) (sign_extension r) in
499                            let s ≝ set_program_counter ? s new_pc in
500                              set_flags ? s new_cy (None ?) (get_ov_flag ? s)
501                          else
502                            (set_flags ? s new_cy (None ?) (get_ov_flag ? s))
503                    | inr r' ⇒
504                        let 〈addr1, addr2〉 ≝ r' in
505                        let new_cy ≝ ltb (nat_of_bitvector ? (get_arg_8 ? s false addr1))
506                                                 (nat_of_bitvector ? (get_arg_8 ? s false addr2)) in
507                          if ¬(eq_bv ? (get_arg_8 ? s false addr1) (get_arg_8 ? s false addr2)) then
508                            let 〈carry, new_pc〉 ≝ half_add ? (program_counter ? s) (sign_extension r) in
509                            let s ≝ set_program_counter ? s new_pc in
510                              set_flags ? s new_cy (None ?) (get_ov_flag ? s)
511                          else
512                            (set_flags ? s new_cy (None ?) (get_ov_flag ? s))
513                    ]
514            | DJNZ addr1 addr2 ⇒
515              let r ≝ addr_of addr2 in
516              let 〈result, flags〉 ≝ sub_8_with_carry (get_arg_8 ? s true addr1) (bitvector_of_nat 8 1) false in
517              let s ≝ set_arg_8 ? s addr1 result in
518                if ¬(eq_bv ? result (zero 8)) then
519                  let 〈carry, new_pc〉 ≝ half_add ? (program_counter ? s) (sign_extension r) in
520                    set_program_counter ? s new_pc
521                else
522                  s
523        | NOP ⇒ s
524        ].
525    try assumption
526    try (
527      normalize
528      repeat (@ (le_S_S))
529      @ (le_O_n)
530    )
531    try (
532      @ (execute_1_technical … (subaddressing_modein …))
533      @ I
534    )
535    try (
536      normalize
537      @ I
538    )
539qed.
540
541definition execute_1: Status → Status ≝
542  λs: Status.
543    let 〈instr_pc, ticks〉 ≝ fetch (code_memory ? s) (program_counter ? s) in
544    let 〈instr, pc〉 ≝ 〈fst … instr_pc, snd … instr_pc〉 in
545    let s ≝ set_clock ? s (clock ? s + ticks) in
546    let s ≝ set_program_counter ? s pc in
547    let s ≝
548      match instr with
549      [ RealInstruction instr ⇒ execute_1_preinstruction [[ relative ]] ?
550        (λx.
551        match x return λs. bool_to_Prop (is_in ? [[ relative ]] s) → ? with
552        [ RELATIVE r ⇒ λ_. r
553        | _ ⇒ λabsd. ⊥
554        ] (subaddressing_modein … x)) instr s
555      | ACALL addr ⇒
556          match addr return λx. bool_to_Prop (is_in … [[ addr11 ]] x) → ? with
557            [ ADDR11 a ⇒ λaddr11: True.
558              let 〈carry, new_sp〉 ≝ half_add ? (get_8051_sfr ? s SFR_SP) (bitvector_of_nat 8 1) in
559              let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_SP new_sp in
560              let 〈pc_bu, pc_bl〉 ≝ split ? 8 8 (program_counter ? s) in
561              let s ≝ write_at_stack_pointer ? s pc_bl in
562              let 〈carry, new_sp〉 ≝ half_add ? (get_8051_sfr ? s SFR_SP) (bitvector_of_nat 8 1) in
563              let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_SP new_sp in
564              let s ≝ write_at_stack_pointer ? s pc_bu in
565              let 〈thr, eig〉 ≝ split ? 3 8 a in
566              let 〈fiv, thr'〉 ≝ split ? 5 3 pc_bu in
567              let new_addr ≝ (fiv @@ thr) @@ pc_bl in
568                set_program_counter ? s new_addr
569            | _ ⇒ λother: False. ⊥
570            ] (subaddressing_modein … addr)
571        | LCALL addr ⇒
572          match addr return λx. bool_to_Prop (is_in … [[ addr16 ]] x) → ? with
573            [ ADDR16 a ⇒ λaddr16: True.
574              let 〈carry, new_sp〉 ≝ half_add ? (get_8051_sfr ? s SFR_SP) (bitvector_of_nat 8 1) in
575              let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_SP new_sp in
576              let 〈pc_bu, pc_bl〉 ≝ split ? 8 8 (program_counter ? s) in
577              let s ≝ write_at_stack_pointer ? s pc_bl in
578              let 〈carry, new_sp〉 ≝ half_add ? (get_8051_sfr ? s SFR_SP) (bitvector_of_nat 8 1) in
579              let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_SP new_sp in
580              let s ≝ write_at_stack_pointer ? s pc_bu in
581                set_program_counter ? s a
582            | _ ⇒ λother: False. ⊥
583            ] (subaddressing_modein … addr)
584        | MOVC addr1 addr2 ⇒
585          match addr2 return λx. bool_to_Prop (is_in … [[ acc_dptr; acc_pc ]] x) → ? with
586            [ ACC_DPTR ⇒ λacc_dptr: True.
587              let big_acc ≝ (zero 8) @@ (get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A) in
588              let dptr ≝ (get_8051_sfr ? s SFR_DPH) @@ (get_8051_sfr ? s SFR_DPL) in
589              let 〈carry, new_addr〉 ≝ half_add ? dptr big_acc in
590              let result ≝ lookup ? ? new_addr (code_memory ? s) (zero ?) in
591                set_8051_sfr ? s SFR_ACC_A result
592            | ACC_PC ⇒ λacc_pc: True.
593              let big_acc ≝ (zero 8) @@ (get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A) in
594              let 〈carry,inc_pc〉 ≝ half_add ? (program_counter ? s) (bitvector_of_nat 16 1) in
595              (* DPM: Under specified: does the carry from PC incrementation affect the *)
596              (*      addition of the PC with the DPTR? At the moment, no.              *)
597              let s ≝ set_program_counter ? s inc_pc in
598              let 〈carry, new_addr〉 ≝ half_add ? inc_pc big_acc in
599              let result ≝ lookup ? ? new_addr (code_memory ? s) (zero ?) in
600                set_8051_sfr ? s SFR_ACC_A result
601            | _ ⇒ λother: False. ⊥
602            ] (subaddressing_modein … addr2)
603        | JMP _ ⇒ (* DPM: always indirect_dptr *)
604          let dptr ≝ (get_8051_sfr ? s SFR_DPH) @@ (get_8051_sfr ? s SFR_DPL) in
605          let big_acc ≝ (zero 8) @@ (get_8051_sfr ? s SFR_ACC_A) in
606          let 〈carry, jmp_addr〉 ≝ half_add ? big_acc dptr in
607          let 〈carry, new_pc〉 ≝ half_add ? (program_counter ? s) jmp_addr in
608            set_program_counter ? s new_pc
609        | LJMP addr ⇒
610          match addr return λx. bool_to_Prop (is_in … [[ addr16 ]] x) → ? with
611            [ ADDR16 a ⇒ λaddr16: True.
612                set_program_counter ? s a
613            | _ ⇒ λother: False. ⊥
614            ] (subaddressing_modein … addr)
615        | SJMP addr ⇒
616          match addr return λx. bool_to_Prop (is_in … [[ relative ]] x) → ? with
617            [ RELATIVE r ⇒ λrelative: True.
618                let 〈carry, new_pc〉 ≝ half_add ? (program_counter ? s) (sign_extension r) in
619                  set_program_counter ? s new_pc
620            | _ ⇒ λother: False. ⊥
621            ] (subaddressing_modein … addr)
622        | AJMP addr ⇒
623          match addr return λx. bool_to_Prop (is_in … [[ addr11 ]] x) → ? with
624            [ ADDR11 a ⇒ λaddr11: True.
625              let 〈pc_bu, pc_bl〉 ≝ split ? 8 8 (program_counter ? s) in
626              let 〈nu, nl〉 ≝ split ? 4 4 pc_bu in
627              let bit ≝ get_index' ? O ? nl in
628              let 〈relevant1, relevant2〉 ≝ split ? 3 8 a in
629              let new_addr ≝ (nu @@ (bit ::: relevant1)) @@ relevant2 in
630              let 〈carry, new_pc〉 ≝ half_add ? (program_counter ? s) new_addr in
631                set_program_counter ? s new_pc
632            | _ ⇒ λother: False. ⊥
633            ] (subaddressing_modein … addr)
634      ]
635    in
636      s.
637    try assumption
638    try (
639      normalize
640      repeat (@ (le_S_S))
641      @ (le_O_n)
642    )
643    try (
644      @ (execute_1_technical … (subaddressing_modein …))
645      @ I
646    )
647    try (
648      normalize
649      @ I
650    )     
651qed.
652
653axiom fetch_pseudo_instruction:
654  ∀ps: PseudoStatus.
655  ∀pc: Word.
656    (pseudo_instruction × Word) × nat.
657
658axiom address_of_labels: Identifier → Byte.
659axiom address_of_word_labels: Identifier → Word.
660
661definition execute_1_pseudo_instruction: PseudoStatus → PseudoStatus ≝
662  λs.
663  let 〈instr_pc, ticks〉 ≝ fetch_pseudo_instruction s (program_counter ? s) in
664  let 〈instr, pc〉 ≝ 〈fst … instr_pc, snd … instr_pc〉 in
665  let s ≝ set_clock ? s (clock ? s + ticks) in
666  let s ≝ set_program_counter ? s pc in
667  let s ≝
668    match instr with
669    [ Instruction instr ⇒ execute_1_preinstruction … address_of_labels instr s
670    | Comment cmt ⇒ s
671    | Cost cst ⇒ s
672    | Jmp jmp ⇒ set_program_counter ? s (address_of_word_labels jmp)
673    | Call call ⇒
674      let a ≝ address_of_word_labels call in
675      let 〈carry, new_sp〉 ≝ half_add ? (get_8051_sfr ? s SFR_SP) (bitvector_of_nat 8 1) in
676      let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_SP new_sp in
677      let 〈pc_bu, pc_bl〉 ≝ split ? 8 8 (program_counter ? s) in
678      let s ≝ write_at_stack_pointer ? s pc_bl in
679      let 〈carry, new_sp〉 ≝ half_add ? (get_8051_sfr ? s SFR_SP) (bitvector_of_nat 8 1) in
680      let s ≝ set_8051_sfr ? s SFR_SP new_sp in
681      let s ≝ write_at_stack_pointer ? s pc_bu in
682        set_program_counter ? s a
683    | Mov dptr ident ⇒ set_arg_16 ? s (get_arg_16 ? s (DATA16 (address_of_word_labels ident))) dptr
684    ]
685  in
686    s.
687  normalize
688  @ I
689qed.
690
691let rec execute (n: nat) (s: Status) on n: Status ≝
692  match n with
693    [ O ⇒ s
694    | S o ⇒ execute o (execute_1 s)
695    ].
696
697let rec execute_pseudo_instruction (n: nat) (s: PseudoStatus) on n: PseudoStatus ≝
698  match n with
699    [ O ⇒ s
700    | S o ⇒ execute_pseudo_instruction o (execute_1_pseudo_instruction s)
701    ].
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.