tests: add execution tests
all but data processing Signed-off-by: Amneesh Singh <natto@weirdnatto.in>
This commit is contained in:
		@@ -5,4 +5,5 @@ Checks: '
 | 
				
			|||||||
  , -cppcoreguidelines-pro-bounds-constant-array-index
 | 
					  , -cppcoreguidelines-pro-bounds-constant-array-index
 | 
				
			||||||
  , -cppcoreguidelines-macro-usage
 | 
					  , -cppcoreguidelines-macro-usage
 | 
				
			||||||
  , -cppcoreguidelines-avoid-const-or-ref-data-members
 | 
					  , -cppcoreguidelines-avoid-const-or-ref-data-members
 | 
				
			||||||
 | 
					  , -cppcoreguidelines-non-private-member-variables-in-classes
 | 
				
			||||||
'
 | 
					'
 | 
				
			||||||
@@ -82,9 +82,9 @@ main(int argc, const char* argv[]) {
 | 
				
			|||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    std::flush(std::cout);
 | 
					    std::flush(std::cout);
 | 
				
			||||||
    std::flush(std::cerr);
 | 
					    std::flush(std::cout);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    {
 | 
					    try {
 | 
				
			||||||
        Memory memory(std::move(bios), std::move(rom));
 | 
					        Memory memory(std::move(bios), std::move(rom));
 | 
				
			||||||
        Bus bus(memory);
 | 
					        Bus bus(memory);
 | 
				
			||||||
        Cpu cpu(bus);
 | 
					        Cpu cpu(bus);
 | 
				
			||||||
@@ -92,7 +92,11 @@ main(int argc, const char* argv[]) {
 | 
				
			|||||||
            cpu.step();
 | 
					            cpu.step();
 | 
				
			||||||
            sleep(1);
 | 
					            sleep(1);
 | 
				
			||||||
        }
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    } catch (const std::exception& e) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
 | 
				
			||||||
 | 
					        return 1;
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    return 0;
 | 
					    return 0;
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -5,7 +5,7 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
class Bus {
 | 
					class Bus {
 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					  public:
 | 
				
			||||||
    Bus(Memory& memory);
 | 
					    Bus(const Memory& memory);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    uint8_t read_byte(size_t address);
 | 
					    uint8_t read_byte(size_t address);
 | 
				
			||||||
    void write_byte(size_t address, uint8_t byte);
 | 
					    void write_byte(size_t address, uint8_t byte);
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,58 +1,19 @@
 | 
				
			|||||||
#pragma once
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "bus.hh"
 | 
					#include "bus.hh"
 | 
				
			||||||
#include "instruction.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "psr.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#include <cstdint>
 | 
					class CpuImpl;
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
using std::size_t;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
class Cpu {
 | 
					class Cpu {
 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					  public:
 | 
				
			||||||
    Cpu(Bus& bus);
 | 
					    Cpu(const Bus& bus) noexcept;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Cpu(const Cpu&)            = delete;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Cpu(Cpu&&)                 = delete;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Cpu& operator=(const Cpu&) = delete;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Cpu& operator=(Cpu&&)      = delete;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    ~Cpu();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    void step();
 | 
					    void step();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
  private:
 | 
					  private:
 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t GPR_COUNT = 16;
 | 
					    std::unique_ptr<CpuImpl> impl;
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t GPR_FIQ_FIRST     = 8;
 | 
					 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t GPR_SVC_FIRST     = 13;
 | 
					 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t GPR_ABT_FIRST     = 13;
 | 
					 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t GPR_IRQ_FIRST     = 13;
 | 
					 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t GPR_UND_FIRST     = 13;
 | 
					 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t GPR_SYS_USR_FIRST = 8;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::shared_ptr<Bus> bus;
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::array<uint32_t, GPR_COUNT> gpr; // general purpose registers
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    Psr cpsr; // current program status register
 | 
					 | 
				
			||||||
    Psr spsr; // status program status register
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t PC_INDEX = 15;
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t& pc                      = gpr[PC_INDEX];
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    bool is_flushed;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    void chg_mode(const Mode to);
 | 
					 | 
				
			||||||
    void exec_arm(const arm::Instruction instruction);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    struct {
 | 
					 | 
				
			||||||
        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_FIQ_FIRST - 1> fiq;
 | 
					 | 
				
			||||||
        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_SVC_FIRST - 1> svc;
 | 
					 | 
				
			||||||
        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_ABT_FIRST - 1> abt;
 | 
					 | 
				
			||||||
        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_IRQ_FIRST - 1> irq;
 | 
					 | 
				
			||||||
        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_UND_FIRST - 1> und;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        // visible registers before the mode switch
 | 
					 | 
				
			||||||
        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_SYS_USR_FIRST> old;
 | 
					 | 
				
			||||||
    } gpr_banked; // banked general purpose registers
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    struct {
 | 
					 | 
				
			||||||
        Psr fiq;
 | 
					 | 
				
			||||||
        Psr svc;
 | 
					 | 
				
			||||||
        Psr abt;
 | 
					 | 
				
			||||||
        Psr irq;
 | 
					 | 
				
			||||||
        Psr und;
 | 
					 | 
				
			||||||
    } spsr_banked; // banked saved program status registers
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					};
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,6 +1,3 @@
 | 
				
			|||||||
headers += files(
 | 
					headers += files(
 | 
				
			||||||
  'cpu.hh',
 | 
					  'cpu.hh',
 | 
				
			||||||
  'instruction.hh',
 | 
					 | 
				
			||||||
  'psr.hh',
 | 
					 | 
				
			||||||
  'utility.hh'
 | 
					 | 
				
			||||||
)
 | 
					)
 | 
				
			||||||
@@ -4,6 +4,8 @@
 | 
				
			|||||||
#include <string>
 | 
					#include <string>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
struct Header {
 | 
					struct Header {
 | 
				
			||||||
 | 
					    static constexpr uint8_t HEADER_SIZE = 192;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    enum class UniqueCode {
 | 
					    enum class UniqueCode {
 | 
				
			||||||
        Old,        // old games
 | 
					        Old,        // old games
 | 
				
			||||||
        New,        // new games
 | 
					        New,        // new games
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -4,14 +4,14 @@
 | 
				
			|||||||
#include <array>
 | 
					#include <array>
 | 
				
			||||||
#include <cstddef>
 | 
					#include <cstddef>
 | 
				
			||||||
#include <cstdint>
 | 
					#include <cstdint>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <unordered_map>
 | 
				
			||||||
#include <vector>
 | 
					#include <vector>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
class Memory {
 | 
					class Memory {
 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					  public:
 | 
				
			||||||
    static constexpr size_t BIOS_SIZE = 1024 * 16;
 | 
					    static constexpr size_t BIOS_SIZE = 1024 * 16;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    Memory(std::array<uint8_t, BIOS_SIZE>&& bios,
 | 
					    Memory(std::array<uint8_t, BIOS_SIZE>&& bios, std::vector<uint8_t>&& rom);
 | 
				
			||||||
           std::vector<uint8_t>&& rom) noexcept;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    uint8_t read(size_t address) const;
 | 
					    uint8_t read(size_t address) const;
 | 
				
			||||||
    void write(size_t address, uint8_t byte);
 | 
					    void write(size_t address, uint8_t byte);
 | 
				
			||||||
@@ -58,6 +58,7 @@ class Memory {
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#undef MEMORY_REGION
 | 
					#undef MEMORY_REGION
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::unordered_map<size_t, uint8_t> invalid_mem;
 | 
				
			||||||
    std::vector<uint8_t> rom;
 | 
					    std::vector<uint8_t> rom;
 | 
				
			||||||
    Header header;
 | 
					    Header header;
 | 
				
			||||||
    void parse_header();
 | 
					    void parse_header();
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -4,6 +4,8 @@ headers = files(
 | 
				
			|||||||
  'header.hh',
 | 
					  'header.hh',
 | 
				
			||||||
)
 | 
					)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					inc = include_directories('.')
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
subdir('cpu')
 | 
					subdir('cpu')
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
install_headers(headers, subdir: meson.project_name(), preserve_path: true)
 | 
					install_headers(headers, subdir: meson.project_name(), preserve_path: true)
 | 
				
			||||||
@@ -30,8 +30,6 @@ else
 | 
				
			|||||||
endif
 | 
					endif
 | 
				
			||||||
'''
 | 
					'''
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
inc = include_directories('include')
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
subdir('include')
 | 
					subdir('include')
 | 
				
			||||||
subdir('src')
 | 
					subdir('src')
 | 
				
			||||||
subdir('apps')
 | 
					subdir('apps')
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										1
									
								
								result-dev
									
									
									
									
									
										Symbolic link
									
								
							
							
						
						
									
										1
									
								
								result-dev
									
									
									
									
									
										Symbolic link
									
								
							@@ -0,0 +1 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/nix/store/6p64j7f5xl7rzf1i1avdn18nq9j0yisw-matar-dev
 | 
				
			||||||
@@ -1,7 +1,7 @@
 | 
				
			|||||||
#include "bus.hh"
 | 
					#include "bus.hh"
 | 
				
			||||||
#include <memory>
 | 
					#include <memory>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
Bus::Bus(Memory& memory)
 | 
					Bus::Bus(const Memory& memory)
 | 
				
			||||||
  : memory(std::make_shared<Memory>(memory)) {}
 | 
					  : memory(std::make_shared<Memory>(memory)) {}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
uint8_t
 | 
					uint8_t
 | 
				
			||||||
@@ -31,5 +31,5 @@ Bus::read_word(size_t address) {
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void
 | 
					void
 | 
				
			||||||
Bus::write_word(size_t address, uint32_t word) {
 | 
					Bus::write_word(size_t address, uint32_t word) {
 | 
				
			||||||
    memory->write_halfword(address, word);
 | 
					    memory->write_word(address, word);
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										590
									
								
								src/cpu/arm/exec.cc
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										590
									
								
								src/cpu/arm/exec.cc
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,590 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					#include "cpu/cpu-impl.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "util/bits.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "util/log.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					using namespace logger;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void
 | 
				
			||||||
 | 
					CpuImpl::exec_arm(const arm::Instruction instruction) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    auto cond = instruction.condition;
 | 
				
			||||||
 | 
					    auto data = instruction.data;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (!cpsr.condition(cond)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        return;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    auto pc_error = [](uint8_t r) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (r == PC_INDEX)
 | 
				
			||||||
 | 
					            log_error("Using PC (R15) as operand register");
 | 
				
			||||||
 | 
					    };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    auto pc_warn = [](uint8_t r) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (r == PC_INDEX)
 | 
				
			||||||
 | 
					            log_warn("Using PC (R15) as operand register");
 | 
				
			||||||
 | 
					    };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    using namespace arm;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::visit(
 | 
				
			||||||
 | 
					      overloaded{
 | 
				
			||||||
 | 
					        [this, pc_warn](BranchAndExchange& data) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            State state = static_cast<State>(data.rn & 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc_warn(data.rn);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // set state
 | 
				
			||||||
 | 
					            cpsr.set_state(state);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // copy to PC
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc = gpr[data.rn];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // ignore [1:0] bits for arm and 0 bit for thumb
 | 
				
			||||||
 | 
					            rst_bit(pc, 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (state == State::Arm)
 | 
				
			||||||
 | 
					                rst_bit(pc, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // pc is affected so flush the pipeline
 | 
				
			||||||
 | 
					            is_flushed = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
 | 
					        [this](Branch& data) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.link)
 | 
				
			||||||
 | 
					                gpr[14] = pc - INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // data.offset accounts for two instructions ahead when
 | 
				
			||||||
 | 
					            // disassembling, so need to adjust
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc = static_cast<int32_t>(pc) - 2 * INSTRUCTION_SIZE + data.offset;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // pc is affected so flush the pipeline
 | 
				
			||||||
 | 
					            is_flushed = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
 | 
					        [this, pc_error](Multiply& data) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.rd == data.rm)
 | 
				
			||||||
 | 
					                log_error("rd and rm are not distinct in {}",
 | 
				
			||||||
 | 
					                          typeid(data).name());
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc_error(data.rd);
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc_error(data.rd);
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc_error(data.rd);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            gpr[data.rd] =
 | 
				
			||||||
 | 
					              gpr[data.rm] * gpr[data.rs] + (data.acc ? gpr[data.rn] : 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.set) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                cpsr.set_z(gpr[data.rd] == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					                cpsr.set_n(get_bit(gpr[data.rd], 31));
 | 
				
			||||||
 | 
					                cpsr.set_c(0);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
 | 
					        [this, pc_error](MultiplyLong& data) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.rdhi == data.rdlo || data.rdhi == data.rm ||
 | 
				
			||||||
 | 
					                data.rdlo == data.rm)
 | 
				
			||||||
 | 
					                log_error("rdhi, rdlo and rm are not distinct in {}",
 | 
				
			||||||
 | 
					                          typeid(data).name());
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc_error(data.rdhi);
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc_error(data.rdlo);
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc_error(data.rm);
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc_error(data.rs);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.uns) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                auto cast = [](uint32_t x) -> uint64_t {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    return static_cast<uint64_t>(x);
 | 
				
			||||||
 | 
					                };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                uint64_t eval = cast(gpr[data.rm]) * cast(gpr[data.rs]) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                                (data.acc ? (cast(gpr[data.rdhi]) << 32) |
 | 
				
			||||||
 | 
					                                              cast(gpr[data.rdlo])
 | 
				
			||||||
 | 
					                                          : 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                gpr[data.rdlo] = bit_range(eval, 0, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                gpr[data.rdhi] = bit_range(eval, 32, 63);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					                auto cast = [](uint32_t x) -> int64_t {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    return static_cast<int64_t>(static_cast<int32_t>(x));
 | 
				
			||||||
 | 
					                };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                int64_t eval = cast(gpr[data.rm]) * cast(gpr[data.rs]) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                               (data.acc ? (cast(gpr[data.rdhi]) << 32) |
 | 
				
			||||||
 | 
					                                             cast(gpr[data.rdlo])
 | 
				
			||||||
 | 
					                                         : 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                gpr[data.rdlo] = bit_range(eval, 0, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                gpr[data.rdhi] = bit_range(eval, 32, 63);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.set) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                cpsr.set_z(gpr[data.rdhi] == 0 && gpr[data.rdlo] == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					                cpsr.set_n(get_bit(gpr[data.rdhi], 31));
 | 
				
			||||||
 | 
					                cpsr.set_c(0);
 | 
				
			||||||
 | 
					                cpsr.set_v(0);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
 | 
					        [](Undefined) { log_warn("Undefined instruction"); },
 | 
				
			||||||
 | 
					        [this, pc_error](SingleDataSwap& data) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc_error(data.rm);
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc_error(data.rn);
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc_error(data.rd);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.byte) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                gpr[data.rd] = bus->read_byte(gpr[data.rn]);
 | 
				
			||||||
 | 
					                bus->write_byte(gpr[data.rn], gpr[data.rm] & 0xFF);
 | 
				
			||||||
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					                gpr[data.rd] = bus->read_word(gpr[data.rn]);
 | 
				
			||||||
 | 
					                bus->write_word(gpr[data.rn], gpr[data.rm]);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
 | 
					        [this, pc_warn, pc_error](SingleDataTransfer& data) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            uint32_t offset  = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            uint32_t address = gpr[data.rn];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (!data.pre && data.write)
 | 
				
			||||||
 | 
					                log_warn("Write-back enabled with post-indexing in {}",
 | 
				
			||||||
 | 
					                         typeid(data).name());
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.rn == PC_INDEX && data.write)
 | 
				
			||||||
 | 
					                log_warn("Write-back enabled with base register as PC {}",
 | 
				
			||||||
 | 
					                         typeid(data).name());
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.write)
 | 
				
			||||||
 | 
					                pc_warn(data.rn);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // evaluate the offset
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (const uint16_t* immediate =
 | 
				
			||||||
 | 
					                  std::get_if<uint16_t>(&data.offset)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                offset = *immediate;
 | 
				
			||||||
 | 
					            } else if (const Shift* shift = std::get_if<Shift>(&data.offset)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                uint8_t amount =
 | 
				
			||||||
 | 
					                  (shift->data.immediate ? shift->data.operand
 | 
				
			||||||
 | 
					                                         : gpr[shift->data.operand] & 0xFF);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                bool carry = cpsr.c();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (!shift->data.immediate)
 | 
				
			||||||
 | 
					                    pc_error(shift->data.operand);
 | 
				
			||||||
 | 
					                pc_error(shift->rm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                offset =
 | 
				
			||||||
 | 
					                  eval_shift(shift->data.type, gpr[shift->rm], amount, carry);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                cpsr.set_c(carry);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // PC is always two instructions ahead
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.rn == PC_INDEX)
 | 
				
			||||||
 | 
					                address -= 2 * INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.pre)
 | 
				
			||||||
 | 
					                address += (data.up ? offset : -offset);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // load
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.load) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                // byte
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (data.byte)
 | 
				
			||||||
 | 
					                    gpr[data.rd] = bus->read_byte(address);
 | 
				
			||||||
 | 
					                // word
 | 
				
			||||||
 | 
					                else
 | 
				
			||||||
 | 
					                    gpr[data.rd] = bus->read_word(address);
 | 
				
			||||||
 | 
					                // store
 | 
				
			||||||
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					                // take PC into consideration
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (data.rd == PC_INDEX)
 | 
				
			||||||
 | 
					                    address += INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                // byte
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (data.byte)
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bus->write_byte(address, gpr[data.rd] & 0xFF);
 | 
				
			||||||
 | 
					                // word
 | 
				
			||||||
 | 
					                else
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bus->write_word(address, gpr[data.rd]);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (!data.pre)
 | 
				
			||||||
 | 
					                address += (data.up ? offset : -offset);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (!data.pre || data.write)
 | 
				
			||||||
 | 
					                gpr[data.rn] = address;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.rd == PC_INDEX && data.load)
 | 
				
			||||||
 | 
					                is_flushed = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
 | 
					        [this, pc_warn, pc_error](HalfwordTransfer& data) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            uint32_t address = gpr[data.rn];
 | 
				
			||||||
 | 
					            uint32_t offset  = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (!data.pre && data.write)
 | 
				
			||||||
 | 
					                log_error("Write-back enabled with post-indexing in {}",
 | 
				
			||||||
 | 
					                          typeid(data).name());
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.sign && !data.load)
 | 
				
			||||||
 | 
					                log_error("Signed data found in {}", typeid(data).name());
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.write)
 | 
				
			||||||
 | 
					                pc_warn(data.rn);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // offset is register number (4 bits) when not an immediate
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (!data.imm) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                pc_error(data.offset);
 | 
				
			||||||
 | 
					                offset = gpr[data.offset];
 | 
				
			||||||
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					                offset = data.offset;
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // PC is always two instructions ahead
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.rn == PC_INDEX)
 | 
				
			||||||
 | 
					                address -= 2 * INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.pre)
 | 
				
			||||||
 | 
					                address += (data.up ? offset : -offset);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // load
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.load) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                // signed
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (data.sign) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    // halfword
 | 
				
			||||||
 | 
					                    if (data.half) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                        gpr[data.rd] = bus->read_halfword(address);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                        // sign extend the halfword
 | 
				
			||||||
 | 
					                        gpr[data.rd] =
 | 
				
			||||||
 | 
					                          (static_cast<int32_t>(gpr[data.rd]) << 16) >> 16;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                        // byte
 | 
				
			||||||
 | 
					                    } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					                        gpr[data.rd] = bus->read_byte(address);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                        // sign extend the byte
 | 
				
			||||||
 | 
					                        gpr[data.rd] =
 | 
				
			||||||
 | 
					                          (static_cast<int32_t>(gpr[data.rd]) << 24) >> 24;
 | 
				
			||||||
 | 
					                    }
 | 
				
			||||||
 | 
					                    // unsigned halfword
 | 
				
			||||||
 | 
					                } else if (data.half) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    gpr[data.rd] = bus->read_halfword(address);
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					                // store
 | 
				
			||||||
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					                // take PC into consideration
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (data.rd == PC_INDEX)
 | 
				
			||||||
 | 
					                    address += INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                // halfword
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (data.half)
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bus->write_halfword(address, gpr[data.rd]);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (!data.pre)
 | 
				
			||||||
 | 
					                address += (data.up ? offset : -offset);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (!data.pre || data.write)
 | 
				
			||||||
 | 
					                gpr[data.rn] = address;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.rd == PC_INDEX && data.load)
 | 
				
			||||||
 | 
					                is_flushed = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
 | 
					        [this, pc_error](BlockDataTransfer& data) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            uint32_t address  = gpr[data.rn];
 | 
				
			||||||
 | 
					            Mode mode         = cpsr.mode();
 | 
				
			||||||
 | 
					            uint8_t alignment = 4; // word
 | 
				
			||||||
 | 
					            uint8_t i         = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            uint8_t n_regs    = std::popcount(data.regs);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc_error(data.rn);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (cpsr.mode() == Mode::User && data.s) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                log_error("Bit S is set outside priviliged modes in {}",
 | 
				
			||||||
 | 
					                          typeid(data).name());
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // we just change modes to load user registers
 | 
				
			||||||
 | 
					            if ((!get_bit(data.regs, PC_INDEX) && data.s) ||
 | 
				
			||||||
 | 
					                (!data.load && data.s)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                chg_mode(Mode::User);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (data.write) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    log_error("Write-back enable for user bank registers in {}",
 | 
				
			||||||
 | 
					                              typeid(data).name());
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // account for decrement
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (!data.up)
 | 
				
			||||||
 | 
					                address -= (n_regs - 1) * alignment;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.pre)
 | 
				
			||||||
 | 
					                address += (data.up ? alignment : -alignment);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.load) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (get_bit(data.regs, PC_INDEX) && data.s && data.load) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    // current mode's spsr is already loaded when it was
 | 
				
			||||||
 | 
					                    // switched
 | 
				
			||||||
 | 
					                    spsr = cpsr;
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                for (i = 0; i < GPR_COUNT; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    if (get_bit(data.regs, i)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                        gpr[i] = bus->read_word(address);
 | 
				
			||||||
 | 
					                        address += alignment;
 | 
				
			||||||
 | 
					                    }
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					                for (i = 0; i < GPR_COUNT; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    if (get_bit(data.regs, i)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                        bus->write_word(address, gpr[i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					                        address += alignment;
 | 
				
			||||||
 | 
					                    }
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (!data.pre)
 | 
				
			||||||
 | 
					                address += (data.up ? alignment : -alignment);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // reset back to original address + offset if incremented earlier
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.up)
 | 
				
			||||||
 | 
					                address -= n_regs * alignment;
 | 
				
			||||||
 | 
					            else
 | 
				
			||||||
 | 
					                address -= alignment;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (!data.pre || data.write)
 | 
				
			||||||
 | 
					                gpr[data.rn] = address;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.load && get_bit(data.regs, PC_INDEX))
 | 
				
			||||||
 | 
					                is_flushed = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // load back the original mode registers
 | 
				
			||||||
 | 
					            chg_mode(mode);
 | 
				
			||||||
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
 | 
					        [this, pc_error](PsrTransfer& data) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.spsr && cpsr.mode() == Mode::User) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                log_error("Accessing SPSR in User mode in {}",
 | 
				
			||||||
 | 
					                          typeid(data).name());
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            Psr& psr = data.spsr ? spsr : cpsr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            switch (data.type) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                case PsrTransfer::Type::Mrs:
 | 
				
			||||||
 | 
					                    pc_error(data.operand);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    gpr[data.operand] = psr.raw();
 | 
				
			||||||
 | 
					                    break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case PsrTransfer::Type::Msr:
 | 
				
			||||||
 | 
					                    pc_error(data.operand);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    if (cpsr.mode() != Mode::User) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                        psr.set_all(gpr[data.operand]);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    }
 | 
				
			||||||
 | 
					                    break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case PsrTransfer::Type::Msr_flg:
 | 
				
			||||||
 | 
					                    uint32_t operand =
 | 
				
			||||||
 | 
					                      (data.imm ? data.operand : gpr[data.operand]);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    psr.set_n(get_bit(operand, 31));
 | 
				
			||||||
 | 
					                    psr.set_z(get_bit(operand, 30));
 | 
				
			||||||
 | 
					                    psr.set_c(get_bit(operand, 29));
 | 
				
			||||||
 | 
					                    psr.set_v(get_bit(operand, 28));
 | 
				
			||||||
 | 
					                    break;
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
 | 
					        [this, pc_error](DataProcessing& data) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            uint32_t op_1 = gpr[data.rn];
 | 
				
			||||||
 | 
					            uint32_t op_2 = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            uint32_t result = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            bool overflow = cpsr.v();
 | 
				
			||||||
 | 
					            bool carry    = cpsr.c();
 | 
				
			||||||
 | 
					            bool negative = cpsr.n();
 | 
				
			||||||
 | 
					            bool zero     = cpsr.z();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (const uint32_t* immediate =
 | 
				
			||||||
 | 
					                  std::get_if<uint32_t>(&data.operand)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                op_2 = *immediate;
 | 
				
			||||||
 | 
					            } else if (const Shift* shift = std::get_if<Shift>(&data.operand)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                uint8_t amount =
 | 
				
			||||||
 | 
					                  (shift->data.immediate ? shift->data.operand
 | 
				
			||||||
 | 
					                                         : gpr[shift->data.operand] & 0xFF);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                bool carry = cpsr.c();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (!shift->data.immediate)
 | 
				
			||||||
 | 
					                    pc_error(shift->data.operand);
 | 
				
			||||||
 | 
					                pc_error(shift->rm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                op_2 =
 | 
				
			||||||
 | 
					                  eval_shift(shift->data.type, gpr[shift->rm], amount, carry);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                cpsr.set_c(carry);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                // PC is 12 bytes ahead when shifting
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (data.rn == PC_INDEX)
 | 
				
			||||||
 | 
					                    op_1 += INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            switch (data.opcode) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::AND: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result = op_1 & op_2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::EOR: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result = op_1 ^ op_2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::SUB: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s1  = get_bit(op_1, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s2  = get_bit(op_2, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result   = op_1 - op_2;
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    carry    = op_1 < op_2;
 | 
				
			||||||
 | 
					                    overflow = s1 != s2 && s2 == negative;
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::RSB: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s1 = get_bit(op_1, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s2 = get_bit(op_2, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result  = op_2 - op_1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    carry    = op_2 < op_1;
 | 
				
			||||||
 | 
					                    overflow = s1 != s2 && s1 == negative;
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::ADD: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s1 = get_bit(op_1, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s2 = get_bit(op_2, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    // result_ is 33 bits
 | 
				
			||||||
 | 
					                    uint64_t result_ = op_2 + op_1;
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result           = result_ & 0xFFFFFFFF;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    carry    = get_bit(result_, 32);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    overflow = s1 == s2 && s1 != negative;
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::ADC: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s1 = get_bit(op_1, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s2 = get_bit(op_2, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    uint64_t result_ = op_2 + op_1 + carry;
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result           = result_ & 0xFFFFFFFF;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    carry    = get_bit(result_, 32);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    overflow = s1 == s2 && s1 != negative;
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::SBC: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s1 = get_bit(op_1, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s2 = get_bit(op_2, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    uint64_t result_ = op_1 - op_2 + carry - 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result           = result_ & 0xFFFFFFFF;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    carry    = get_bit(result_, 32);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    overflow = s1 != s2 && s2 == negative;
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::RSC: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s1 = get_bit(op_1, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s2 = get_bit(op_2, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    uint64_t result_ = op_1 - op_2 + carry - 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result           = result_ & 0xFFFFFFFF;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    carry    = get_bit(result_, 32);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    overflow = s1 != s2 && s1 == negative;
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::TST: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result = op_1 & op_2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::TEQ: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result = op_1 ^ op_2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::CMP: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s1 = get_bit(op_1, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s2 = get_bit(op_2, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result = op_1 - op_2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    carry    = op_1 < op_2;
 | 
				
			||||||
 | 
					                    overflow = s1 != s2 && s2 == negative;
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::CMN: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s1 = get_bit(op_1, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    bool s2 = get_bit(op_2, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    uint64_t result_ = op_2 + op_1;
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result           = result_ & 0xFFFFFFFF;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    carry    = get_bit(result_, 32);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    overflow = s1 == s2 && s1 != negative;
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::ORR: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result = op_1 | op_2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::MOV: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result = op_2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::BIC: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result = op_1 & ~op_2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case OpCode::MVN: {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    result = ~op_2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					                } break;
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            zero = result == 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            debug(carry);
 | 
				
			||||||
 | 
					            debug(overflow);
 | 
				
			||||||
 | 
					            debug(zero);
 | 
				
			||||||
 | 
					            debug(negative);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            auto set_conditions = [this, carry, overflow, negative, zero]() {
 | 
				
			||||||
 | 
					                cpsr.set_c(carry);
 | 
				
			||||||
 | 
					                cpsr.set_v(overflow);
 | 
				
			||||||
 | 
					                cpsr.set_n(negative);
 | 
				
			||||||
 | 
					                cpsr.set_z(zero);
 | 
				
			||||||
 | 
					            };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.set) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (data.rd == PC_INDEX) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    if (cpsr.mode() == Mode::User)
 | 
				
			||||||
 | 
					                        log_error("Running {} in User mode",
 | 
				
			||||||
 | 
					                                  typeid(data).name());
 | 
				
			||||||
 | 
					                } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    set_conditions();
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.opcode == OpCode::TST || data.opcode == OpCode::TEQ ||
 | 
				
			||||||
 | 
					                data.opcode == OpCode::CMP || data.opcode == OpCode::CMN) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                set_conditions();
 | 
				
			||||||
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					                gpr[data.rd] = result;
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (data.rd == PC_INDEX || data.opcode == OpCode::MVN)
 | 
				
			||||||
 | 
					                    is_flushed = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
 | 
					        [this](SoftwareInterrupt) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            chg_mode(Mode::Supervisor);
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc   = 0x08;
 | 
				
			||||||
 | 
					            spsr = cpsr;
 | 
				
			||||||
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
 | 
					        [](auto& data) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            log_error("Unimplemented {} instruction", typeid(data).name());
 | 
				
			||||||
 | 
					        } },
 | 
				
			||||||
 | 
					      data);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
@@ -1,4 +1,4 @@
 | 
				
			|||||||
#include "cpu/instruction.hh"
 | 
					#include "instruction.hh"
 | 
				
			||||||
#include "cpu/utility.hh"
 | 
					#include "cpu/utility.hh"
 | 
				
			||||||
#include "util/bits.hh"
 | 
					#include "util/bits.hh"
 | 
				
			||||||
#include <iterator>
 | 
					#include <iterator>
 | 
				
			||||||
@@ -21,7 +21,7 @@ Instruction::Instruction(uint32_t insn)
 | 
				
			|||||||
        // lsh 2 and sign extend the 26 bit offset to 32 bits
 | 
					        // lsh 2 and sign extend the 26 bit offset to 32 bits
 | 
				
			||||||
        offset = (static_cast<int32_t>(offset) << 8) >> 6;
 | 
					        offset = (static_cast<int32_t>(offset) << 8) >> 6;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        offset += 2 * ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					        offset += 2 * INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        data = Branch{ .link = link, .offset = offset };
 | 
					        data = Branch{ .link = link, .offset = offset };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
@@ -46,7 +46,7 @@ Instruction::Instruction(uint32_t insn)
 | 
				
			|||||||
        uint8_t rdhi = bit_range(insn, 16, 19);
 | 
					        uint8_t rdhi = bit_range(insn, 16, 19);
 | 
				
			||||||
        bool set     = get_bit(insn, 20);
 | 
					        bool set     = get_bit(insn, 20);
 | 
				
			||||||
        bool acc     = get_bit(insn, 21);
 | 
					        bool acc     = get_bit(insn, 21);
 | 
				
			||||||
        bool uns     = get_bit(insn, 22);
 | 
					        bool uns     = !get_bit(insn, 22);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        data = MultiplyLong{ .rm   = rm,
 | 
					        data = MultiplyLong{ .rm   = rm,
 | 
				
			||||||
                             .rs   = rs,
 | 
					                             .rs   = rs,
 | 
				
			||||||
@@ -166,13 +166,13 @@ Instruction::Instruction(uint32_t insn)
 | 
				
			|||||||
        } else if ((opcode == OpCode::TEQ || opcode == OpCode::CMN) && !set) {
 | 
					        } else if ((opcode == OpCode::TEQ || opcode == OpCode::CMN) && !set) {
 | 
				
			||||||
            uint32_t operand = 0;
 | 
					            uint32_t operand = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            if (!imm) {
 | 
					            if (imm) {
 | 
				
			||||||
                operand = bit_range(insn, 0, 3);
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                uint32_t immediate = bit_range(insn, 0, 7);
 | 
					                uint32_t immediate = bit_range(insn, 0, 7);
 | 
				
			||||||
                uint8_t rotate     = bit_range(insn, 8, 11);
 | 
					                uint8_t rotate     = bit_range(insn, 8, 11);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
                operand = std::rotr(immediate, rotate * 2);
 | 
					                operand = std::rotr(immediate, rotate * 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					                operand = bit_range(insn, 0, 3);
 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            data = PsrTransfer{ .operand = operand,
 | 
					            data = PsrTransfer{ .operand = operand,
 | 
				
			||||||
@@ -184,7 +184,7 @@ Instruction::Instruction(uint32_t insn)
 | 
				
			|||||||
        } else {
 | 
					        } else {
 | 
				
			||||||
            std::variant<Shift, uint32_t> operand;
 | 
					            std::variant<Shift, uint32_t> operand;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            if (!imm) {
 | 
					            if (imm) {
 | 
				
			||||||
                uint32_t immediate = bit_range(insn, 0, 7);
 | 
					                uint32_t immediate = bit_range(insn, 0, 7);
 | 
				
			||||||
                uint8_t rotate     = bit_range(insn, 8, 11);
 | 
					                uint8_t rotate     = bit_range(insn, 8, 11);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
@@ -10,6 +10,8 @@ template<class... Ts>
 | 
				
			|||||||
overloaded(Ts...) -> overloaded<Ts...>;
 | 
					overloaded(Ts...) -> overloaded<Ts...>;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
namespace arm {
 | 
					namespace arm {
 | 
				
			||||||
 | 
					static constexpr size_t INSTRUCTION_SIZE = 4;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
struct BranchAndExchange {
 | 
					struct BranchAndExchange {
 | 
				
			||||||
    uint8_t rn;
 | 
					    uint8_t rn;
 | 
				
			||||||
};
 | 
					};
 | 
				
			||||||
@@ -156,6 +158,10 @@ struct Instruction {
 | 
				
			|||||||
    InstructionData data;
 | 
					    InstructionData data;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    Instruction(uint32_t insn);
 | 
					    Instruction(uint32_t insn);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction(Condition condition, InstructionData data) noexcept
 | 
				
			||||||
 | 
					      : condition(condition)
 | 
				
			||||||
 | 
					      , data(data){};
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    std::string disassemble();
 | 
					    std::string disassemble();
 | 
				
			||||||
};
 | 
					};
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										4
									
								
								src/cpu/arm/meson.build
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										4
									
								
								src/cpu/arm/meson.build
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,4 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					lib_sources += files(
 | 
				
			||||||
 | 
					  'instruction.cc',
 | 
				
			||||||
 | 
					  'exec.cc'
 | 
				
			||||||
 | 
					)
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										144
									
								
								src/cpu/cpu-impl.cc
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										144
									
								
								src/cpu/cpu-impl.cc
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,144 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					#include "cpu-impl.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "util/bits.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "util/log.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "utility.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <algorithm>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <cstdio>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					using namespace logger;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					CpuImpl::CpuImpl(const Bus& bus) noexcept
 | 
				
			||||||
 | 
					  : bus(std::make_shared<Bus>(bus))
 | 
				
			||||||
 | 
					  , gpr({ 0 })
 | 
				
			||||||
 | 
					  , cpsr(0)
 | 
				
			||||||
 | 
					  , spsr(0)
 | 
				
			||||||
 | 
					  , is_flushed(false)
 | 
				
			||||||
 | 
					  , gpr_banked({ { 0 }, { 0 }, { 0 }, { 0 }, { 0 }, { 0 } })
 | 
				
			||||||
 | 
					  , spsr_banked({ 0, 0, 0, 0, 0 }) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpsr.set_mode(Mode::Supervisor);
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpsr.set_irq_disabled(true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpsr.set_fiq_disabled(true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpsr.set_state(State::Arm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    log_info("CPU successfully initialised");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // PC always points to two instructions ahead
 | 
				
			||||||
 | 
					    // PC - 2 is the instruction being executed
 | 
				
			||||||
 | 
					    pc += 2 * arm::INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/* change modes */
 | 
				
			||||||
 | 
					void
 | 
				
			||||||
 | 
					CpuImpl::chg_mode(const Mode to) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    Mode from = cpsr.mode();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (from == to)
 | 
				
			||||||
 | 
					        return;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					/* TODO: replace visible registers with view once I understand how to
 | 
				
			||||||
 | 
					 * concatenate views */
 | 
				
			||||||
 | 
					#define STORE_BANKED(mode, MODE)                                               \
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::copy(gpr.begin() + GPR_##MODE##_FIRST,                                \
 | 
				
			||||||
 | 
					              gpr.begin() + gpr.size() - 1,                                    \
 | 
				
			||||||
 | 
					              gpr_banked.mode.begin())
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    switch (from) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        case Mode::Fiq:
 | 
				
			||||||
 | 
					            STORE_BANKED(fiq, FIQ);
 | 
				
			||||||
 | 
					            spsr_banked.fiq = spsr;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        case Mode::Supervisor:
 | 
				
			||||||
 | 
					            STORE_BANKED(svc, SVC);
 | 
				
			||||||
 | 
					            spsr_banked.svc = spsr;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        case Mode::Abort:
 | 
				
			||||||
 | 
					            STORE_BANKED(abt, ABT);
 | 
				
			||||||
 | 
					            spsr_banked.abt = spsr;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        case Mode::Irq:
 | 
				
			||||||
 | 
					            STORE_BANKED(irq, IRQ);
 | 
				
			||||||
 | 
					            spsr_banked.irq = spsr;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        case Mode::Undefined:
 | 
				
			||||||
 | 
					            STORE_BANKED(und, UND);
 | 
				
			||||||
 | 
					            spsr_banked.und = spsr;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        case Mode::User:
 | 
				
			||||||
 | 
					        case Mode::System:
 | 
				
			||||||
 | 
					            STORE_BANKED(old, SYS_USR);
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define RESTORE_BANKED(mode, MODE)                                             \
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::copy(gpr_banked.mode.begin(),                                         \
 | 
				
			||||||
 | 
					              gpr_banked.mode.end(),                                           \
 | 
				
			||||||
 | 
					              gpr.begin() + GPR_##MODE##_FIRST)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    switch (to) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        case Mode::Fiq:
 | 
				
			||||||
 | 
					            RESTORE_BANKED(fiq, FIQ);
 | 
				
			||||||
 | 
					            spsr = spsr_banked.fiq;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        case Mode::Supervisor:
 | 
				
			||||||
 | 
					            RESTORE_BANKED(svc, SVC);
 | 
				
			||||||
 | 
					            spsr = spsr_banked.svc;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        case Mode::Abort:
 | 
				
			||||||
 | 
					            RESTORE_BANKED(abt, ABT);
 | 
				
			||||||
 | 
					            spsr = spsr_banked.abt;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        case Mode::Irq:
 | 
				
			||||||
 | 
					            RESTORE_BANKED(irq, IRQ);
 | 
				
			||||||
 | 
					            spsr = spsr_banked.irq;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        case Mode::Undefined:
 | 
				
			||||||
 | 
					            RESTORE_BANKED(und, UND);
 | 
				
			||||||
 | 
					            spsr = spsr_banked.und;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        case Mode::User:
 | 
				
			||||||
 | 
					        case Mode::System:
 | 
				
			||||||
 | 
					            STORE_BANKED(old, SYS_USR);
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#undef RESTORE_BANKED
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpsr.set_mode(to);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void
 | 
				
			||||||
 | 
					CpuImpl::step() {
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Current instruction is two instructions behind PC
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t cur_pc = pc - 2 * arm::INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (cpsr.state() == State::Arm) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        debug(cur_pc);
 | 
				
			||||||
 | 
					        uint32_t x = bus->read_word(cur_pc);
 | 
				
			||||||
 | 
					        arm::Instruction instruction(x);
 | 
				
			||||||
 | 
					        log_info("{:#034b}", x);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec_arm(instruction);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        log_info("0x{:08X} : {}", cur_pc, instruction.disassemble());
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (is_flushed) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            // if flushed, do not increment the PC, instead set it to two
 | 
				
			||||||
 | 
					            // instructions ahead to account for flushed "fetch" and "decode"
 | 
				
			||||||
 | 
					            // instructions
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc += 2 * arm::INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					            is_flushed = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					            // if not flushed continue like normal
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc += arm::INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										57
									
								
								src/cpu/cpu-impl.hh
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										57
									
								
								src/cpu/cpu-impl.hh
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,57 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					#pragma once
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "bus.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "cpu/arm/instruction.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "cpu/psr.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <cstdint>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					class CpuImpl {
 | 
				
			||||||
 | 
					  public:
 | 
				
			||||||
 | 
					    CpuImpl(const Bus& bus) noexcept;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    void step();
 | 
				
			||||||
 | 
					    void chg_mode(const Mode to);
 | 
				
			||||||
 | 
					    void exec_arm(const arm::Instruction instruction);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    static constexpr uint8_t GPR_COUNT = 16;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    static constexpr uint8_t GPR_FIQ_FIRST     = 8;
 | 
				
			||||||
 | 
					    static constexpr uint8_t GPR_SVC_FIRST     = 13;
 | 
				
			||||||
 | 
					    static constexpr uint8_t GPR_ABT_FIRST     = 13;
 | 
				
			||||||
 | 
					    static constexpr uint8_t GPR_IRQ_FIRST     = 13;
 | 
				
			||||||
 | 
					    static constexpr uint8_t GPR_UND_FIRST     = 13;
 | 
				
			||||||
 | 
					    static constexpr uint8_t GPR_SYS_USR_FIRST = 8;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::shared_ptr<Bus> bus;
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::array<uint32_t, GPR_COUNT> gpr; // general purpose registers
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Psr cpsr; // current program status register
 | 
				
			||||||
 | 
					    Psr spsr; // status program status register
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    static constexpr uint8_t PC_INDEX = 15;
 | 
				
			||||||
 | 
					    static_assert(PC_INDEX < GPR_COUNT);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t& pc = gpr[PC_INDEX];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    bool is_flushed;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    struct {
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_FIQ_FIRST - 1> fiq;
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_SVC_FIRST - 1> svc;
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_ABT_FIRST - 1> abt;
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_IRQ_FIRST - 1> irq;
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_UND_FIRST - 1> und;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // visible registers before the mode switch
 | 
				
			||||||
 | 
					        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_SYS_USR_FIRST> old;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } gpr_banked; // banked general purpose registers
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    struct {
 | 
				
			||||||
 | 
					        Psr fiq;
 | 
				
			||||||
 | 
					        Psr svc;
 | 
				
			||||||
 | 
					        Psr abt;
 | 
				
			||||||
 | 
					        Psr irq;
 | 
				
			||||||
 | 
					        Psr und;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } spsr_banked; // banked saved program status registers
 | 
				
			||||||
 | 
					};
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										714
									
								
								src/cpu/cpu.cc
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										714
									
								
								src/cpu/cpu.cc
									
									
									
									
									
								
							@@ -1,714 +1,12 @@
 | 
				
			|||||||
#include "cpu/cpu.hh"
 | 
					#include "cpu/cpu.hh"
 | 
				
			||||||
#include "cpu/utility.hh"
 | 
					#include "cpu-impl.hh"
 | 
				
			||||||
#include "util/bits.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "util/log.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <algorithm>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <cstdio>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
using namespace logger;
 | 
					Cpu::Cpu(const Bus& bus) noexcept
 | 
				
			||||||
 | 
					  : impl(std::make_unique<CpuImpl>(bus)){};
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
Cpu::Cpu(Bus& bus)
 | 
					Cpu::~Cpu() = default;
 | 
				
			||||||
  : bus(std::make_shared<Bus>(bus))
 | 
					 | 
				
			||||||
  , gpr({ 0 })
 | 
					 | 
				
			||||||
  , cpsr(0)
 | 
					 | 
				
			||||||
  , spsr(0)
 | 
					 | 
				
			||||||
  , is_flushed(false)
 | 
					 | 
				
			||||||
  , gpr_banked({ { 0 }, { 0 }, { 0 }, { 0 }, { 0 }, { 0 } })
 | 
					 | 
				
			||||||
  , spsr_banked({ 0, 0, 0, 0, 0 }) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    cpsr.set_mode(Mode::Supervisor);
 | 
					 | 
				
			||||||
    cpsr.set_irq_disabled(true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    cpsr.set_fiq_disabled(true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    cpsr.set_state(State::Arm);
 | 
					 | 
				
			||||||
    log_info("CPU successfully initialised");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // PC always points to two instructions ahead
 | 
					 | 
				
			||||||
    // PC - 2 is the instruction being executed
 | 
					 | 
				
			||||||
    pc += 2 * ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
/* change modes */
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
Cpu::chg_mode(const Mode to) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    Mode from = cpsr.mode();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (from == to)
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
/* TODO: replace visible registers with view once I understand how to
 | 
					 | 
				
			||||||
 * concatenate views */
 | 
					 | 
				
			||||||
#define STORE_BANKED(mode, MODE)                                               \
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::copy(gpr.begin() + GPR_##MODE##_FIRST,                                \
 | 
					 | 
				
			||||||
              gpr.begin() + gpr.size() - 1,                                    \
 | 
					 | 
				
			||||||
              gpr_banked.mode.begin())
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    switch (from) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        case Mode::Fiq:
 | 
					 | 
				
			||||||
            STORE_BANKED(fiq, FIQ);
 | 
					 | 
				
			||||||
            spsr_banked.fiq = spsr;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        case Mode::Supervisor:
 | 
					 | 
				
			||||||
            STORE_BANKED(svc, SVC);
 | 
					 | 
				
			||||||
            spsr_banked.svc = spsr;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        case Mode::Abort:
 | 
					 | 
				
			||||||
            STORE_BANKED(abt, ABT);
 | 
					 | 
				
			||||||
            spsr_banked.abt = spsr;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        case Mode::Irq:
 | 
					 | 
				
			||||||
            STORE_BANKED(irq, IRQ);
 | 
					 | 
				
			||||||
            spsr_banked.irq = spsr;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        case Mode::Undefined:
 | 
					 | 
				
			||||||
            STORE_BANKED(und, UND);
 | 
					 | 
				
			||||||
            spsr_banked.und = spsr;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        case Mode::User:
 | 
					 | 
				
			||||||
        case Mode::System:
 | 
					 | 
				
			||||||
            STORE_BANKED(old, SYS_USR);
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#define RESTORE_BANKED(mode, MODE)                                             \
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::copy(gpr_banked.mode.begin(),                                         \
 | 
					 | 
				
			||||||
              gpr_banked.mode.end(),                                           \
 | 
					 | 
				
			||||||
              gpr.begin() + GPR_##MODE##_FIRST)
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    switch (to) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        case Mode::Fiq:
 | 
					 | 
				
			||||||
            RESTORE_BANKED(fiq, FIQ);
 | 
					 | 
				
			||||||
            spsr = spsr_banked.fiq;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        case Mode::Supervisor:
 | 
					 | 
				
			||||||
            RESTORE_BANKED(svc, SVC);
 | 
					 | 
				
			||||||
            spsr = spsr_banked.svc;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        case Mode::Abort:
 | 
					 | 
				
			||||||
            RESTORE_BANKED(abt, ABT);
 | 
					 | 
				
			||||||
            spsr = spsr_banked.abt;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        case Mode::Irq:
 | 
					 | 
				
			||||||
            RESTORE_BANKED(irq, IRQ);
 | 
					 | 
				
			||||||
            spsr = spsr_banked.irq;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        case Mode::Undefined:
 | 
					 | 
				
			||||||
            RESTORE_BANKED(und, UND);
 | 
					 | 
				
			||||||
            spsr = spsr_banked.und;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        case Mode::User:
 | 
					 | 
				
			||||||
        case Mode::System:
 | 
					 | 
				
			||||||
            STORE_BANKED(old, SYS_USR);
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#undef RESTORE_BANKED
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    cpsr.set_mode(to);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
Cpu::exec_arm(const arm::Instruction instruction) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    auto cond = instruction.condition;
 | 
					 | 
				
			||||||
    auto data = instruction.data;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (!cpsr.condition(cond)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    auto pc_error = [](uint8_t r) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (r == PC_INDEX)
 | 
					 | 
				
			||||||
            log_error("Using PC (R15) as operand register");
 | 
					 | 
				
			||||||
    };
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    auto pc_warn = [](uint8_t r) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (r == PC_INDEX)
 | 
					 | 
				
			||||||
            log_warn("Using PC (R15) as operand register");
 | 
					 | 
				
			||||||
    };
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    using namespace arm;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::visit(
 | 
					 | 
				
			||||||
      overloaded{
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, pc_warn](BranchAndExchange& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            State state = static_cast<State>(data.rn & 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc_warn(data.rn);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // set state
 | 
					 | 
				
			||||||
            cpsr.set_state(state);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // copy to PC
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc = gpr[data.rn];
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // ignore [1:0] bits for arm and 0 bit for thumb
 | 
					 | 
				
			||||||
            rst_bit(pc, 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (state == State::Arm)
 | 
					 | 
				
			||||||
                rst_bit(pc, 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // pc is affected so flush the pipeline
 | 
					 | 
				
			||||||
            is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this](Branch& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.link)
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[14] = pc - ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // data.offset accounts for two instructions ahead when
 | 
					 | 
				
			||||||
            // disassembling, so need to adjust
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc =
 | 
					 | 
				
			||||||
              static_cast<int32_t>(pc) - 2 * ARM_INSTRUCTION_SIZE + data.offset;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // pc is affected so flush the pipeline
 | 
					 | 
				
			||||||
            is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, pc_error](Multiply& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.rd == data.rm)
 | 
					 | 
				
			||||||
                log_error("rd and rm are not distinct in {}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                          typeid(data).name());
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc_error(data.rd);
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc_error(data.rd);
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc_error(data.rd);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            gpr[data.rd] =
 | 
					 | 
				
			||||||
              gpr[data.rm] * gpr[data.rs] + (data.acc ? gpr[data.rn] : 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.set) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                cpsr.set_z(gpr[data.rd] == 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
                cpsr.set_n(get_bit(gpr[data.rd], 31));
 | 
					 | 
				
			||||||
                cpsr.set_c(0);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, pc_error](MultiplyLong& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.rdhi == data.rdlo || data.rdhi == data.rm ||
 | 
					 | 
				
			||||||
                data.rdlo == data.rm)
 | 
					 | 
				
			||||||
                log_error("rdhi, rdlo and rm are not distinct in {}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                          typeid(data).name());
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc_error(data.rdhi);
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc_error(data.rdlo);
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc_error(data.rm);
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc_error(data.rs);
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.uns) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                uint64_t eval =
 | 
					 | 
				
			||||||
                  static_cast<uint64_t>(gpr[data.rm]) *
 | 
					 | 
				
			||||||
                    static_cast<uint64_t>(gpr[data.rs]) +
 | 
					 | 
				
			||||||
                  (data.acc ? static_cast<uint64_t>(gpr[data.rdhi]) << 32 |
 | 
					 | 
				
			||||||
                                static_cast<uint64_t>(gpr[data.rdlo])
 | 
					 | 
				
			||||||
                            : 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rdlo] = bit_range(eval, 0, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rdhi] = bit_range(eval, 32, 63);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                int64_t eval =
 | 
					 | 
				
			||||||
                  static_cast<int64_t>(gpr[data.rm]) *
 | 
					 | 
				
			||||||
                    static_cast<int64_t>(gpr[data.rs]) +
 | 
					 | 
				
			||||||
                  (data.acc ? static_cast<int64_t>(gpr[data.rdhi]) << 32 |
 | 
					 | 
				
			||||||
                                static_cast<int64_t>(gpr[data.rdlo])
 | 
					 | 
				
			||||||
                            : 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rdlo] = bit_range(eval, 0, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rdhi] = bit_range(eval, 32, 63);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.set) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                cpsr.set_z(gpr[data.rdhi] == 0 && gpr[data.rdlo] == 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
                cpsr.set_n(get_bit(gpr[data.rdhi], 31));
 | 
					 | 
				
			||||||
                cpsr.set_c(0);
 | 
					 | 
				
			||||||
                cpsr.set_v(0);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](Undefined) { log_warn("Undefined instruction"); },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, pc_error](SingleDataSwap& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc_error(data.rm);
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc_error(data.rn);
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc_error(data.rd);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.byte) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rd] = bus->read_byte(gpr[data.rn]);
 | 
					 | 
				
			||||||
                bus->write_byte(gpr[data.rn], gpr[data.rm] & 0xFF);
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rd] = bus->read_word(gpr[data.rn]);
 | 
					 | 
				
			||||||
                bus->write_word(gpr[data.rn], gpr[data.rm]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, pc_warn, pc_error](SingleDataTransfer& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t offset  = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t address = gpr[data.rn];
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (!data.pre && data.write)
 | 
					 | 
				
			||||||
                log_warn("Write-back enabled with post-indexing in {}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                         typeid(data).name());
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.rn == PC_INDEX && data.write)
 | 
					 | 
				
			||||||
                log_warn("Write-back enabled with base register as PC {}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                         typeid(data).name());
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.write)
 | 
					 | 
				
			||||||
                pc_warn(data.rn);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // evaluate the offset
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (const uint16_t* immediate =
 | 
					 | 
				
			||||||
                  std::get_if<uint16_t>(&data.offset)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                offset = *immediate;
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else if (const Shift* shift = std::get_if<Shift>(&data.offset)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                uint8_t amount =
 | 
					 | 
				
			||||||
                  (shift->data.immediate ? shift->data.operand
 | 
					 | 
				
			||||||
                                         : gpr[shift->data.operand] & 0xFF);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                bool carry = cpsr.c();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (!shift->data.immediate)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    pc_error(shift->data.operand);
 | 
					 | 
				
			||||||
                pc_error(shift->rm);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                offset =
 | 
					 | 
				
			||||||
                  eval_shift(shift->data.type, gpr[shift->rm], amount, carry);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                cpsr.set_c(carry);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // PC is always two instructions ahead
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.rn == PC_INDEX)
 | 
					 | 
				
			||||||
                address -= 2 * ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.pre)
 | 
					 | 
				
			||||||
                address += (data.up ? offset : -offset);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            debug(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // load
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.load) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                // byte
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.byte)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    gpr[data.rd] = bus->read_byte(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
                // word
 | 
					 | 
				
			||||||
                else
 | 
					 | 
				
			||||||
                    gpr[data.rd] = bus->read_word(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
                // store
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                // take PC into consideration
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.rd == PC_INDEX)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    address += ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                // byte
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.byte)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bus->write_byte(address, gpr[data.rd] & 0xFF);
 | 
					 | 
				
			||||||
                // word
 | 
					 | 
				
			||||||
                else
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bus->write_word(address, gpr[data.rd]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (!data.pre)
 | 
					 | 
				
			||||||
                address += (data.up ? offset : -offset);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (!data.pre || data.write)
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rn] = address;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.rd == PC_INDEX && data.load)
 | 
					 | 
				
			||||||
                is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, pc_warn, pc_error](HalfwordTransfer& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t address = gpr[data.rn];
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (!data.pre && data.write)
 | 
					 | 
				
			||||||
                log_error("Write-back enabled with post-indexing in {}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                          typeid(data).name());
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.sign && !data.load)
 | 
					 | 
				
			||||||
                log_error("Signed data found in {}", typeid(data).name());
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.write)
 | 
					 | 
				
			||||||
                pc_warn(data.rn);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // offset is register number (4 bits) when not an immediate
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (!data.imm)
 | 
					 | 
				
			||||||
                pc_error(data.offset);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.pre)
 | 
					 | 
				
			||||||
                address += (data.up ? data.offset : -data.offset);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // load
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.load) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                // signed
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.sign) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    // halfword
 | 
					 | 
				
			||||||
                    if (data.half) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                        gpr[data.rd] = bus->read_halfword(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                        // sign extend the halfword
 | 
					 | 
				
			||||||
                        gpr[data.rd] =
 | 
					 | 
				
			||||||
                          (static_cast<int32_t>(gpr[data.rd]) << 16) >> 16;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                        // byte
 | 
					 | 
				
			||||||
                    } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                        gpr[data.rd] = bus->read_byte(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                        // sign extend the byte
 | 
					 | 
				
			||||||
                        gpr[data.rd] =
 | 
					 | 
				
			||||||
                          (static_cast<int32_t>(gpr[data.rd]) << 24) >> 24;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    }
 | 
					 | 
				
			||||||
                    // unsigned halfword
 | 
					 | 
				
			||||||
                } else if (data.half) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    gpr[data.rd] = bus->read_halfword(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
                // store
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                // take PC into consideration
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.rd == PC_INDEX)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    address += ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                // halfword
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.half)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bus->write_halfword(address, gpr[data.rd]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (!data.pre)
 | 
					 | 
				
			||||||
                address += (data.up ? data.offset : -data.offset);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (!data.pre || data.write)
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rn] = address;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.rd == PC_INDEX && data.load)
 | 
					 | 
				
			||||||
                is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, pc_error](BlockDataTransfer& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t address  = gpr[data.rn];
 | 
					 | 
				
			||||||
            Mode mode         = cpsr.mode();
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint8_t alignment = 4; // word
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint8_t i         = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint8_t n_regs    = std::popcount(data.regs);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc_error(data.rn);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (cpsr.mode() == Mode::User && data.s) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                log_error("Bit S is set outside priviliged modes in {}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                          typeid(data).name());
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // we just change modes to load user registers
 | 
					 | 
				
			||||||
            if ((!get_bit(data.regs, PC_INDEX) && data.s) ||
 | 
					 | 
				
			||||||
                (!data.load && data.s)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                chg_mode(Mode::User);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.write) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    log_error("Write-back enable for user bank registers in {}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                              typeid(data).name());
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // account for decrement
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (!data.up)
 | 
					 | 
				
			||||||
                address -= (n_regs - 1) * alignment;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.pre)
 | 
					 | 
				
			||||||
                address += (data.up ? alignment : -alignment);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.load) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (get_bit(data.regs, PC_INDEX) && data.s && data.load) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    // current mode's spsr is already loaded when it was
 | 
					 | 
				
			||||||
                    // switched
 | 
					 | 
				
			||||||
                    spsr = cpsr;
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                for (i = 0; i < GPR_COUNT; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    if (get_bit(data.regs, i)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                        gpr[i] = bus->read_word(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
                        address += alignment;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    }
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                for (i = 0; i < GPR_COUNT; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    if (get_bit(data.regs, i)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                        bus->write_word(address, gpr[i]);
 | 
					 | 
				
			||||||
                        address += alignment;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    }
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (!data.pre)
 | 
					 | 
				
			||||||
                address += (data.up ? alignment : -alignment);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // reset back to original address + offset if incremented earlier
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.up)
 | 
					 | 
				
			||||||
                address -= n_regs * alignment;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (!data.pre || data.write)
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rn] = address;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.load && get_bit(data.regs, PC_INDEX))
 | 
					 | 
				
			||||||
                is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // load back the original mode registers
 | 
					 | 
				
			||||||
            chg_mode(mode);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, pc_error](PsrTransfer& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.spsr && cpsr.mode() == Mode::User) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                log_error("Accessing SPSR in User mode in {}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                          typeid(data).name());
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            Psr& psr = data.spsr ? spsr : cpsr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            switch (data.type) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                case PsrTransfer::Type::Mrs:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    pc_error(data.operand);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    gpr[data.operand] = psr.raw();
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case PsrTransfer::Type::Msr:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    pc_error(data.operand);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    if (cpsr.mode() != Mode::User) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                        psr.set_all(gpr[data.operand]);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    }
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case PsrTransfer::Type::Msr_flg:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    psr.set_n(get_bit(data.operand, 31));
 | 
					 | 
				
			||||||
                    psr.set_z(get_bit(data.operand, 30));
 | 
					 | 
				
			||||||
                    psr.set_c(get_bit(data.operand, 29));
 | 
					 | 
				
			||||||
                    psr.set_v(get_bit(data.operand, 28));
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, pc_error](DataProcessing& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t op_1 = gpr[data.rn];
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t op_2 = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t result = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            bool overflow = cpsr.v();
 | 
					 | 
				
			||||||
            bool carry    = cpsr.c();
 | 
					 | 
				
			||||||
            bool negative = cpsr.n();
 | 
					 | 
				
			||||||
            bool zero     = cpsr.z();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (const uint32_t* immediate =
 | 
					 | 
				
			||||||
                  std::get_if<uint32_t>(&data.operand)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                op_2 = *immediate;
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else if (const Shift* shift = std::get_if<Shift>(&data.operand)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                uint8_t amount =
 | 
					 | 
				
			||||||
                  (shift->data.immediate ? shift->data.operand
 | 
					 | 
				
			||||||
                                         : gpr[shift->data.operand] & 0xFF);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                bool carry = cpsr.c();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (!shift->data.immediate)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    pc_error(shift->data.operand);
 | 
					 | 
				
			||||||
                pc_error(shift->rm);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                op_2 =
 | 
					 | 
				
			||||||
                  eval_shift(shift->data.type, gpr[shift->rm], amount, carry);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                cpsr.set_c(carry);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                // PC is 12 bytes ahead when shifting
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.rn == PC_INDEX)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    op_1 += ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            switch (data.opcode) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::AND: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = op_1 & op_2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::EOR: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = op_1 ^ op_2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::SUB: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s1  = get_bit(op_1, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s2  = get_bit(op_2, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result   = op_1 - op_2;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    carry    = op_1 < op_2;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    overflow = s1 != s2 && s2 == negative;
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::RSB: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s1 = get_bit(op_1, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s2 = get_bit(op_2, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result  = op_2 - op_1;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    carry    = op_2 < op_1;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    overflow = s1 != s2 && s1 == negative;
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::ADD: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s1 = get_bit(op_1, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s2 = get_bit(op_2, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    // result_ is 33 bits
 | 
					 | 
				
			||||||
                    uint64_t result_ = op_2 + op_1;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result           = result_ & 0xFFFFFFFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    carry    = get_bit(result_, 32);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    overflow = s1 == s2 && s1 != negative;
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::ADC: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s1 = get_bit(op_1, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s2 = get_bit(op_2, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    uint64_t result_ = op_2 + op_1 + carry;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result           = result_ & 0xFFFFFFFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    carry    = get_bit(result_, 32);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    overflow = s1 == s2 && s1 != negative;
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::SBC: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s1 = get_bit(op_1, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s2 = get_bit(op_2, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    uint64_t result_ = op_1 - op_2 + carry - 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result           = result_ & 0xFFFFFFFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    carry    = get_bit(result_, 32);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    overflow = s1 != s2 && s2 == negative;
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::RSC: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s1 = get_bit(op_1, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s2 = get_bit(op_2, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    uint64_t result_ = op_1 - op_2 + carry - 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result           = result_ & 0xFFFFFFFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    carry    = get_bit(result_, 32);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    overflow = s1 != s2 && s1 == negative;
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::TST: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = op_1 & op_2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::TEQ: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = op_1 ^ op_2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::CMP: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s1 = get_bit(op_1, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s2 = get_bit(op_2, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = op_1 - op_2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    carry    = op_1 < op_2;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    overflow = s1 != s2 && s2 == negative;
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::CMN: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s1 = get_bit(op_1, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bool s2 = get_bit(op_2, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    uint64_t result_ = op_2 + op_1;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result           = result_ & 0xFFFFFFFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    carry    = get_bit(result_, 32);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    overflow = s1 == s2 && s1 != negative;
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::ORR: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = op_1 | op_2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::MOV: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = op_2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::BIC: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = op_1 & ~op_2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case OpCode::MVN: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = ~op_2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    negative = get_bit(result, 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            zero = result == 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            debug(carry);
 | 
					 | 
				
			||||||
            debug(overflow);
 | 
					 | 
				
			||||||
            debug(zero);
 | 
					 | 
				
			||||||
            debug(negative);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            auto set_conditions = [this, carry, overflow, negative, zero]() {
 | 
					 | 
				
			||||||
                cpsr.set_c(carry);
 | 
					 | 
				
			||||||
                cpsr.set_v(overflow);
 | 
					 | 
				
			||||||
                cpsr.set_n(negative);
 | 
					 | 
				
			||||||
                cpsr.set_z(zero);
 | 
					 | 
				
			||||||
            };
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.set) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.rd == 15) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    if (cpsr.mode() == Mode::User)
 | 
					 | 
				
			||||||
                        log_error("Running {} in User mode",
 | 
					 | 
				
			||||||
                                  typeid(data).name());
 | 
					 | 
				
			||||||
                } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    set_conditions();
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.opcode == OpCode::TST || data.opcode == OpCode::TEQ ||
 | 
					 | 
				
			||||||
                data.opcode == OpCode::CMP || data.opcode == OpCode::CMN) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                set_conditions();
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rd] = result;
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.rd == 15 || data.opcode == OpCode::MVN)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this](SoftwareInterrupt) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            chg_mode(Mode::Supervisor);
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc   = 0x08;
 | 
					 | 
				
			||||||
            spsr = cpsr;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](auto& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            log_error("Unimplemented {} instruction", typeid(data).name());
 | 
					 | 
				
			||||||
        } },
 | 
					 | 
				
			||||||
      data);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void
 | 
					void
 | 
				
			||||||
Cpu::step() {
 | 
					Cpu::step() {
 | 
				
			||||||
    // Current instruction is two instructions behind PC
 | 
					    impl->step();
 | 
				
			||||||
    uint32_t cur_pc = pc - 2 * ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					};
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (cpsr.state() == State::Arm) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        debug(cur_pc);
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t x = bus->read_word(cur_pc);
 | 
					 | 
				
			||||||
        arm::Instruction instruction(x);
 | 
					 | 
				
			||||||
        log_info("{:#034b}", x);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        exec_arm(instruction);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        log_info("0x{:08X} : {}", cur_pc, instruction.disassemble());
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (is_flushed) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            // if flushed, do not increment the PC, instead set it to two
 | 
					 | 
				
			||||||
            // instructions ahead to account for flushed "fetch" and "decode"
 | 
					 | 
				
			||||||
            // instructions
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc += 2 * ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					 | 
				
			||||||
            is_flushed = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
        } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
            // if not flushed continue like normal
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc += ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,6 +1,8 @@
 | 
				
			|||||||
lib_sources += files(
 | 
					lib_sources += files(
 | 
				
			||||||
 | 
					  'cpu-impl.cc',
 | 
				
			||||||
  'cpu.cc',
 | 
					  'cpu.cc',
 | 
				
			||||||
  'instruction.cc',
 | 
					 | 
				
			||||||
  'psr.cc',
 | 
					  'psr.cc',
 | 
				
			||||||
  'utility.cc'
 | 
					  'utility.cc'
 | 
				
			||||||
)
 | 
					)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					subdir('arm')
 | 
				
			||||||
@@ -1,4 +1,4 @@
 | 
				
			|||||||
#include "cpu/psr.hh"
 | 
					#include "psr.hh"
 | 
				
			||||||
#include "util/bits.hh"
 | 
					#include "util/bits.hh"
 | 
				
			||||||
#include "util/log.hh"
 | 
					#include "util/log.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,4 +1,4 @@
 | 
				
			|||||||
#include "cpu/utility.hh"
 | 
					#include "utility.hh"
 | 
				
			||||||
#include "util/bits.hh"
 | 
					#include "util/bits.hh"
 | 
				
			||||||
#include <bit>
 | 
					#include <bit>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
@@ -102,13 +102,11 @@ eval_shift(ShiftType shift_type, uint32_t value, uint8_t amount, bool& carry) {
 | 
				
			|||||||
            break;
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
        case ShiftType::ROR:
 | 
					        case ShiftType::ROR:
 | 
				
			||||||
            if (amount == 0) {
 | 
					            if (amount == 0) {
 | 
				
			||||||
                bool old_carry = carry;
 | 
					                eval  = (value >> 1) | (carry << 31);
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                carry = get_bit(value, 0);
 | 
					                carry = get_bit(value, 0);
 | 
				
			||||||
                eval  = (value >> 1) | (old_carry << 31);
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
                carry = get_bit(value, (amount % 32 + 31) % 32);
 | 
					 | 
				
			||||||
                eval  = std::rotr(value, amount);
 | 
					                eval  = std::rotr(value, amount);
 | 
				
			||||||
 | 
					                carry = get_bit(value, (amount % 32 + 31) % 32);
 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -3,7 +3,6 @@
 | 
				
			|||||||
#include <fmt/ostream.h>
 | 
					#include <fmt/ostream.h>
 | 
				
			||||||
#include <ostream>
 | 
					#include <ostream>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
static constexpr size_t ARM_INSTRUCTION_SIZE   = 4;
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr size_t THUMB_INSTRUCTION_SIZE = 2;
 | 
					static constexpr size_t THUMB_INSTRUCTION_SIZE = 2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
enum class Mode {
 | 
					enum class Mode {
 | 
				
			||||||
@@ -4,11 +4,12 @@
 | 
				
			|||||||
#include "util/log.hh"
 | 
					#include "util/log.hh"
 | 
				
			||||||
#include "util/utils.hh"
 | 
					#include "util/utils.hh"
 | 
				
			||||||
#include <bitset>
 | 
					#include <bitset>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdexcept>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
using namespace logger;
 | 
					using namespace logger;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
Memory::Memory(std::array<uint8_t, BIOS_SIZE>&& bios,
 | 
					Memory::Memory(std::array<uint8_t, BIOS_SIZE>&& bios,
 | 
				
			||||||
               std::vector<uint8_t>&& rom) noexcept
 | 
					               std::vector<uint8_t>&& rom)
 | 
				
			||||||
  : bios(std::move(bios))
 | 
					  : bios(std::move(bios))
 | 
				
			||||||
  , board_wram({ 0 })
 | 
					  , board_wram({ 0 })
 | 
				
			||||||
  , chip_wram({ 0 })
 | 
					  , chip_wram({ 0 })
 | 
				
			||||||
@@ -116,18 +117,24 @@ Memory::read_word(size_t address) const {
 | 
				
			|||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void
 | 
					void
 | 
				
			||||||
Memory::write_word(size_t address, uint32_t halfword) {
 | 
					Memory::write_word(size_t address, uint32_t word) {
 | 
				
			||||||
    if (address & 0b11)
 | 
					    if (address & 0b11)
 | 
				
			||||||
        log_warn("Writing to a non aligned word address");
 | 
					        log_warn("Writing to a non aligned word address");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    write(address, halfword & 0xFF);
 | 
					    write(address, word & 0xFF);
 | 
				
			||||||
    write(address + 1, halfword >> 8 & 0xFF);
 | 
					    write(address + 1, word >> 8 & 0xFF);
 | 
				
			||||||
    write(address + 2, halfword >> 16 & 0xFF);
 | 
					    write(address + 2, word >> 16 & 0xFF);
 | 
				
			||||||
    write(address + 3, halfword >> 24 & 0xFF);
 | 
					    write(address + 3, word >> 24 & 0xFF);
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void
 | 
					void
 | 
				
			||||||
Memory::parse_header() {
 | 
					Memory::parse_header() {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (rom.size() < header.HEADER_SIZE) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        throw std::out_of_range(
 | 
				
			||||||
 | 
					          "ROM is not large enough to even have a header");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    // entrypoint
 | 
					    // entrypoint
 | 
				
			||||||
    header.entrypoint =
 | 
					    header.entrypoint =
 | 
				
			||||||
      rom[0x00] | rom[0x01] << 8 | rom[0x02] << 16 | rom[0x03] << 24;
 | 
					      rom[0x00] | rom[0x01] << 8 | rom[0x02] << 16 | rom[0x03] << 24;
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -3,8 +3,6 @@
 | 
				
			|||||||
#include <array>
 | 
					#include <array>
 | 
				
			||||||
#include <bit>
 | 
					#include <bit>
 | 
				
			||||||
#include <fmt/core.h>
 | 
					#include <fmt/core.h>
 | 
				
			||||||
#include <iomanip>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <sstream>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <string>
 | 
					#include <string>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
// Why I wrote this myself? I do not know
 | 
					// Why I wrote this myself? I do not know
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										736
									
								
								tests/cpu/arm/exec.cc
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										736
									
								
								tests/cpu/arm/exec.cc
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,736 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					#include "cpu/cpu-impl.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "cpu/utility.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "util/bits.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <catch2/catch_test_macros.hpp>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <variant>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					class CpuFixture {
 | 
				
			||||||
 | 
					  public:
 | 
				
			||||||
 | 
					    CpuFixture()
 | 
				
			||||||
 | 
					      : cpu(Bus(Memory(std::array<uint8_t, Memory::BIOS_SIZE>(),
 | 
				
			||||||
 | 
					                       std::vector<uint8_t>(Header::HEADER_SIZE)))) {}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					  protected:
 | 
				
			||||||
 | 
					    void exec(arm::InstructionData data, Condition condition = Condition::AL) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        arm::Instruction instruction(condition, data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.exec_arm(instruction);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    void reset(uint32_t value = 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.pc = value + arm::INSTRUCTION_SIZE * 2;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CpuImpl cpu;
 | 
				
			||||||
 | 
					};
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define TAG "arm execution"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					using namespace arm;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Branch and Exchange", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    InstructionData data = BranchAndExchange{ .rn = 3 };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[3] = 342890;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(cpu.pc == 342890);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Branch", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    InstructionData data = Branch{ .link = false, .offset = 3489748 };
 | 
				
			||||||
 | 
					    Branch* branch       = std::get_if<Branch>(&data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(cpu.pc == 3489748);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(cpu.gpr[14] == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // with link
 | 
				
			||||||
 | 
					    reset();
 | 
				
			||||||
 | 
					    branch->link = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					    exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(cpu.pc == 3489748);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(cpu.gpr[14] == 0 + INSTRUCTION_SIZE);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Multiply", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    InstructionData data = Multiply{
 | 
				
			||||||
 | 
					        .rm = 10, .rs = 11, .rn = 3, .rd = 5, .set = false, .acc = false
 | 
				
			||||||
 | 
					    };
 | 
				
			||||||
 | 
					    Multiply* multiply = std::get_if<Multiply>(&data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[10] = 234912349;
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[11] = 124897;
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[3]  = 99999;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        uint32_t result = 234912349ull * 124897ull & 0xFFFFFFFF;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[5] == result);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // with accumulate
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        uint32_t result = 234912349ull * 124897ull + 99999ull & 0xFFFFFFFF;
 | 
				
			||||||
 | 
					        multiply->acc   = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[5] == result);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // with set
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        uint32_t result = 234912349ull * 124897ull + 99999ull & 0xFFFFFFFF;
 | 
				
			||||||
 | 
					        multiply->set   = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[5] == result);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.n() == get_bit(result, 31));
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // with set and zero
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[10] = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[3]  = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[5] == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.n() == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.z() == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Multiply Long", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    InstructionData data = MultiplyLong{ .rm   = 10,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                         .rs   = 11,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                         .rdlo = 3,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                         .rdhi = 5,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                         .set  = false,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                         .acc  = false,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                         .uns  = true };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MultiplyLong* multiply_long = std::get_if<MultiplyLong>(&data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[10] = 234912349;
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[11] = 124897;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // unsigned
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        uint64_t result = 234912349ull * 124897ull;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[3] == bit_range(result, 0, 31));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[5] == bit_range(result, 32, 63));
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // signed
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        int64_t result = 234912349ll * -124897ll;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[11] *= -1;
 | 
				
			||||||
 | 
					        multiply_long->uns = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[3] == static_cast<uint32_t>(bit_range(result, 0, 31)));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[5] == static_cast<uint32_t>(bit_range(result, 32, 63)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // accumulate
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[3] = 99999;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[5] = -444333391;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        int64_t result =
 | 
				
			||||||
 | 
					          234912349ll * -124897ll + (99999ll | -444333391ll << 32);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        multiply_long->acc = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[3] == static_cast<uint32_t>(bit_range(result, 0, 31)));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[5] == static_cast<uint32_t>(bit_range(result, 32, 63)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // set
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[3] = 99999;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[5] = -444333391;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        int64_t result =
 | 
				
			||||||
 | 
					          234912349ll * -124897ll + (99999ll | -444333391ll << 32);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        multiply_long->set = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[3] == static_cast<uint32_t>(bit_range(result, 0, 31)));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[5] == static_cast<uint32_t>(bit_range(result, 32, 63)));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.n() == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.z() == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // zero
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[10] = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[5]  = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[3]  = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[3] == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[5] == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.n() == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.z() == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Single Data Swap", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    InstructionData data =
 | 
				
			||||||
 | 
					      SingleDataSwap{ .rm = 3, .rd = 4, .rn = 9, .byte = false };
 | 
				
			||||||
 | 
					    SingleDataSwap* swap = std::get_if<SingleDataSwap>(&data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[9] = 0x3FED;
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[3] = 94235087;
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[3] = -259039045;
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.bus->write_word(cpu.gpr[9], 3241011111);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    SECTION("word") {
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[4] == 3241011111);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.bus->read_word(cpu.gpr[9]) ==
 | 
				
			||||||
 | 
					              static_cast<uint32_t>(-259039045));
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    SECTION("byte") {
 | 
				
			||||||
 | 
					        swap->byte = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[4] == (3241011111 & 0xFF));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.bus->read_byte(cpu.gpr[9]) ==
 | 
				
			||||||
 | 
					              static_cast<uint8_t>(-259039045 & 0xFF));
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Single Data Transfer", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    InstructionData data =
 | 
				
			||||||
 | 
					      SingleDataTransfer{ .offset = Shift{ .rm = 3,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                           .data =
 | 
				
			||||||
 | 
					                                             ShiftData{
 | 
				
			||||||
 | 
					                                               .type      = ShiftType::ROR,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                               .immediate = true,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                               .operand   = 29,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                             } },
 | 
				
			||||||
 | 
					                          .rd     = 5,
 | 
				
			||||||
 | 
					                          .rn     = 7,
 | 
				
			||||||
 | 
					                          .load   = true,
 | 
				
			||||||
 | 
					                          .write  = false,
 | 
				
			||||||
 | 
					                          .byte   = false,
 | 
				
			||||||
 | 
					                          .up     = true,
 | 
				
			||||||
 | 
					                          .pre    = true };
 | 
				
			||||||
 | 
					    SingleDataTransfer* data_transfer = std::get_if<SingleDataTransfer>(&data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[3]  = 1596;
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[12] = 3;
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[7]  = 6;
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[5]  = -911111;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // shifted register (immediate)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(12774, 95995);
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[5] == 95995);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // shifted register (register)
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        data_transfer->offset = Shift{ .rm   = 3,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                       .data = ShiftData{
 | 
				
			||||||
 | 
					                                         .type      = ShiftType::LSL,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                         .immediate = false,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                         .operand   = 12,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                       } };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(12774, 3948123487);
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[5] == 3948123487);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // immediate
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        data_transfer->offset = static_cast<uint16_t>(3489);
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 6 + 3489
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(3495, 68795467);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[5] == 68795467);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // down
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[7]        = 18044;
 | 
				
			||||||
 | 
					        data_transfer->up = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 18044 - 3489
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(14555, 5949595);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[5] == 5949595);
 | 
				
			||||||
 | 
					        // no write back
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[7] == 18044);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // write
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        data_transfer->write = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(14555, 967844);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[5] == 967844);
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 18044 - 3489
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[7] == 14555);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // post
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        data_transfer->write = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        data_transfer->pre   = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(14555, 61119);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[5] == 61119);
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 14555 - 3489
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[7] == 11066);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // store
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        data_transfer->load = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.bus->read_word(11066) == 61119);
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 11066 - 3489
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[7] == 7577);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // r15 as rn
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        data_transfer->rn = 15;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[15]       = 7577;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.bus->read_word(7577 - 2 * INSTRUCTION_SIZE) == 61119);
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 7577 - 3489
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[15] == 4088 - 2 * INSTRUCTION_SIZE);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // cleanup
 | 
				
			||||||
 | 
					        data_transfer->rn = 7;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // r15 as rd
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 4088
 | 
				
			||||||
 | 
					        data_transfer->rd = 15;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[15]       = 444444;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.bus->read_word(7577 + INSTRUCTION_SIZE) == 444444);
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 7577 - 3489
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[7] == 4088 + INSTRUCTION_SIZE);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // cleanup
 | 
				
			||||||
 | 
					        data_transfer->rd = 5;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[7] -= INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // byte
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        data_transfer->byte = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[5] = 458267584;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.bus->read_word(4088) == (458267584 & 0xFF));
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 4088 - 3489
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[7] == 599);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Halfword Transfer", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    InstructionData data          = HalfwordTransfer{ .offset = 12,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                      .half   = true,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                      .sign   = false,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                      .rd     = 11,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                      .rn     = 10,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                      .load   = true,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                      .write  = false,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                      .imm    = false,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                      .up     = true,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                      .pre    = true };
 | 
				
			||||||
 | 
					    HalfwordTransfer* hw_transfer = std::get_if<HalfwordTransfer>(&data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[12] = 8404;
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[11] = 459058287;
 | 
				
			||||||
 | 
					    cpu.gpr[10] = 900;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // register offset
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 900 + 8404
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(9304, 3948123487);
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[11] == (3948123487 & 0xFFFF));
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // immediate offset
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        hw_transfer->imm    = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        hw_transfer->offset = 167;
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 900 + 167
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(1067, 594633302);
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[11] == (594633302 & 0xFFFF));
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // down
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        hw_transfer->up = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 900 - 167
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(733, 222221);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[11] == (222221 & 0xFFFF));
 | 
				
			||||||
 | 
					        // no write back
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[10] == 900);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // write
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        hw_transfer->write = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 900 - 167
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(733, 100000005);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[11] == (100000005 & 0xFFFF));
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 900 - 167
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[10] == 733);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // post
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        hw_transfer->pre   = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        hw_transfer->write = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(733, 6111909);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[11] == (6111909 & 0xFFFF));
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 733 - 167
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[10] == 566);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // store
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        hw_transfer->load = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.bus->read_halfword(566) == (6111909 & 0xFFFF));
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 566 - 167
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[10] == 399);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // r15 as rn
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        hw_transfer->rn = 15;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[15]     = 399;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.bus->read_halfword(399 - 2 * INSTRUCTION_SIZE) ==
 | 
				
			||||||
 | 
					              (6111909 & 0xFFFF));
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 399 - 167
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[15] == 232 - 2 * INSTRUCTION_SIZE);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // cleanup
 | 
				
			||||||
 | 
					        hw_transfer->rn = 10;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // r15 as rd
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        hw_transfer->rd = 15;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[15]     = 224;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.bus->read_halfword(399 + INSTRUCTION_SIZE) == 224);
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 399 - 167
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[10] == 232 + INSTRUCTION_SIZE);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // cleanup
 | 
				
			||||||
 | 
					        hw_transfer->rd = 11;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[10]     = 399;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // signed halfword
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        hw_transfer->load = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        hw_transfer->sign = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_halfword(399, -12345);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[11] == static_cast<uint32_t>(-12345));
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 399 - 167
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[10] == 232);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // signed byte
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        hw_transfer->half = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_byte(232, -56);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[11] == static_cast<uint32_t>(-56));
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 232 - 167
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.gpr[10] == 65);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Block Data Transfer", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    InstructionData data = BlockDataTransfer{ .regs  = 0b1010100111000001,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                              .rn    = 10,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                              .load  = true,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                              .write = false,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                              .s     = false,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                              .up    = true,
 | 
				
			||||||
 | 
					                                              .pre   = true };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    BlockDataTransfer* block_transfer = std::get_if<BlockDataTransfer>(&data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // load
 | 
				
			||||||
 | 
					    SECTION("load") {
 | 
				
			||||||
 | 
					        // populate memory
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(3448, 38947234);
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(3452, 237164);
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(3456, 679785111);
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(3460, 905895898);
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(3464, 131313333);
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(3468, 131);
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(3472, 989231);
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.bus->write_word(3476, 6);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        auto checker = [](decltype(cpu.gpr)& gpr, uint32_t rnval = 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[0] == 237164);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[1] == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[2] == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[3] == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[4] == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[5] == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[6] == 679785111);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[7] == 905895898);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[8] == 131313333);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[9] == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[10] == rnval);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[11] == 131);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[12] == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[13] == 989231);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[14] == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(gpr[15] == 6);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (uint8_t i = 0; i < 16; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                gpr[i] = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[10] = 3448;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        checker(cpu.gpr, 3448);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // with write
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[10]           = 3448;
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->write = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        checker(cpu.gpr, 3448 + INSTRUCTION_SIZE);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // decrement
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->write = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->up    = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        // adjust rn
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[10] = 3480;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        checker(cpu.gpr, 3480);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // with write
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[10]           = 3480;
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->write = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        checker(cpu.gpr, 3480 - INSTRUCTION_SIZE);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // post increment
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->write = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->up    = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->pre   = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        // adjust rn
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[10] = 3452;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        checker(cpu.gpr, 3452 + INSTRUCTION_SIZE);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // post decrement
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->up = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        // adjust rn
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[10] = 3476;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        checker(cpu.gpr, 3476 - INSTRUCTION_SIZE);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // with s bit
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.chg_mode(Mode::Fiq);
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->s = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.raw() != cpu.spsr.raw());
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.raw() == cpu.spsr.raw());
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // store
 | 
				
			||||||
 | 
					    SECTION("store") {
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->load = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // populate registers
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[0]  = 237164;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[6]  = 679785111;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[7]  = 905895898;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[8]  = 131313333;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[11] = 131;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[13] = 989231;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[15] = 6;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        auto checker = [this]() {
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(cpu.bus->read_word(5548) == 237164);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(cpu.bus->read_word(5552) == 679785111);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(cpu.bus->read_word(5556) == 905895898);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(cpu.bus->read_word(5560) == 131313333);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(cpu.bus->read_word(5564) == 131);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(cpu.bus->read_word(5568) == 989231);
 | 
				
			||||||
 | 
					            CHECK(cpu.bus->read_word(5572) == 6);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (uint8_t i = 0; i < 8; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
					                cpu.bus->write_word(5548 + i * 4, 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					        };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[10] = 5544; // base
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        checker();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // decrement
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->write = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->up    = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        // adjust rn
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[10] = 5576;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        checker();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // post increment
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->up  = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->pre = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        // adjust rn
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[10] = 5548;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        checker();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // post decrement
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->up = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        // adjust rn
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[10] = 5572;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        checker();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // with s bit
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.chg_mode(Mode::Fiq);
 | 
				
			||||||
 | 
					        block_transfer->s = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.chg_mode(Mode::Supervisor);
 | 
				
			||||||
 | 
					        // User's R13 is different (unset at this point)
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.bus->read_word(5568) == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "PSR Transfer", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    InstructionData data = PsrTransfer{
 | 
				
			||||||
 | 
					        .operand = 12,
 | 
				
			||||||
 | 
					        .spsr    = false,
 | 
				
			||||||
 | 
					        .type    = PsrTransfer::Type::Mrs,
 | 
				
			||||||
 | 
					        .imm     = false,
 | 
				
			||||||
 | 
					    };
 | 
				
			||||||
 | 
					    PsrTransfer* psr_transfer = std::get_if<PsrTransfer>(&data);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    SECTION("MRS") {
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[12] = 12389398;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.raw() != cpu.gpr[12]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.raw() == cpu.gpr[12]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        psr_transfer->spsr = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        // with SPSR
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.spsr.raw() != cpu.gpr[12]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.spsr.raw() == cpu.gpr[12]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // MSR
 | 
				
			||||||
 | 
					    SECTION("MSR") {
 | 
				
			||||||
 | 
					        psr_transfer->type = PsrTransfer::Type::Msr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[12] = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        // go to the reserved bits
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[12] |= 16556 << 8;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.raw() != cpu.gpr[12]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.raw() == cpu.gpr[12]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        psr_transfer->spsr = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        // with SPSR
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.spsr.raw() != cpu.gpr[12]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.spsr.raw() == cpu.gpr[12]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // MSR_flg
 | 
				
			||||||
 | 
					    SECTION("MSR_flg") {
 | 
				
			||||||
 | 
					        psr_transfer->type = PsrTransfer::Type::Msr_flg;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        cpu.gpr[12] = 1490352945;
 | 
				
			||||||
 | 
					        // go to the reserved bits
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.n() == get_bit(1490352945, 31));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.z() == get_bit(1490352945, 30));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.c() == get_bit(1490352945, 29));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.cpsr.v() == get_bit(1490352945, 28));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // with SPSR and immediate operand
 | 
				
			||||||
 | 
					        psr_transfer->operand = 99333394;
 | 
				
			||||||
 | 
					        psr_transfer->imm     = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        psr_transfer->spsr    = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					        exec(data);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.spsr.n() == get_bit(9933394, 31));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.spsr.z() == get_bit(9933394, 30));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.spsr.c() == get_bit(9933394, 29));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(cpu.spsr.v() == get_bit(9933394, 28));
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#undef TAG
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										469
									
								
								tests/cpu/arm/instruction.cc
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										469
									
								
								tests/cpu/arm/instruction.cc
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,469 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					#include "cpu/arm/instruction.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "cpu/utility.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <catch2/catch_test_macros.hpp>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define TAG "disassembler"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					using namespace arm;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE("Branch and Exchange", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t raw = 0b11000001001011111111111100011010;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					    BranchAndExchange* bx = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    REQUIRE((bx = std::get_if<BranchAndExchange>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.condition == Condition::GT);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(bx->rn == 10);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "BXGT R10");
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE("Branch", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t raw = 0b11101011100001010111111111000011;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Branch* b = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    REQUIRE((b = std::get_if<Branch>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // last 24 bits = 8748995
 | 
				
			||||||
 | 
					    // (8748995 << 8) >> 6 sign extended = 0xFE15FF0C
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Also +8 since PC is two instructions ahead
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(b->offset == 0xFE15FF14);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(b->link == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "BL 0xFE15FF14");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    b->link = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "B 0xFE15FF14");
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE("Multiply", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t raw = 0b00000000001110101110111110010000;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Multiply* mul = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    REQUIRE((mul = std::get_if<Multiply>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.condition == Condition::EQ);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mul->rm == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mul->rs == 15);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mul->rn == 14);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mul->rd == 10);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mul->acc == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mul->set == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "MLAEQS R10,R0,R15,R14");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    mul->acc = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    mul->set = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "MULEQ R10,R0,R15");
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE("Multiply Long", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t raw = 0b00010000100111100111011010010010;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MultiplyLong* mull = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    REQUIRE((mull = std::get_if<MultiplyLong>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.condition == Condition::NE);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mull->rm == 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mull->rs == 6);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mull->rdlo == 7);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mull->rdhi == 14);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mull->acc == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mull->set == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mull->uns == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "UMULLNES R7,R14,R2,R6");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    mull->acc = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "UMLALNES R7,R14,R2,R6");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    mull->uns = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    mull->set = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "SMLALNE R7,R14,R2,R6");
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE("Undefined", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    // notice how this is the same as single data transfer except the shift
 | 
				
			||||||
 | 
					    // is now a register based shift
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t raw = 0b11100111101000101010111100010110;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "UND");
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE("Single Data Swap", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t raw = 0b10100001000010010101000010010110;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					    SingleDataSwap* swp = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    REQUIRE((swp = std::get_if<SingleDataSwap>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.condition == Condition::GE);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(swp->rm == 6);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(swp->rd == 5);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(swp->rn == 9);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(swp->byte == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "SWPGE R5,R6,[R9]");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    swp->byte = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "SWPGEB R5,R6,[R9]");
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE("Single Data Transfer", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t raw = 0b11100111101000101010111100000110;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					    SingleDataTransfer* ldr = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Shift* shift            = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    REQUIRE((ldr = std::get_if<SingleDataTransfer>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    REQUIRE((shift = std::get_if<Shift>(&ldr->offset)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(shift->rm == 6);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(shift->data.immediate == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(shift->data.type == ShiftType::LSL);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(shift->data.operand == 30);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->rd == 10);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->rn == 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->load == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->write == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->byte == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->up == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->pre == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldr->load        = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldr->byte        = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldr->write       = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    shift->data.type = ShiftType::ROR;
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2,+R6,ROR #30]");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldr->up  = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldr->pre = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2],-R6,ROR #30");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldr->offset = static_cast<uint16_t>(9023);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2],-#9023");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldr->pre = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2,-#9023]");
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE("Halfword Transfer", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t raw = 0b00110001101011110010000010110110;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					    HalfwordTransfer* ldr = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    REQUIRE((ldr = std::get_if<HalfwordTransfer>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.condition == Condition::CC);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // offset is not immediate
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->imm == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					    // hence this offset is a register number (rm)
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->offset == 6);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->half == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->sign == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->rd == 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->rn == 15);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->load == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->write == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->up == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldr->pre == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "STRCCH R2,[R15,+R6]!");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldr->pre  = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldr->load = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldr->sign = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldr->up   = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "LDRCCSH R2,[R15],-R6");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldr->half = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "LDRCCSB R2,[R15],-R6");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldr->load = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    // not a register anymore
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldr->imm    = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldr->offset = 90;
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "STRCCSB R2,[R15],-#90");
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE("Block Data Transfer", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t raw = 0b10011001010101110100000101101101;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					    BlockDataTransfer* ldm = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    REQUIRE((ldm = std::get_if<BlockDataTransfer>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.condition == Condition::LS);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        uint16_t regs = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        regs |= 1 << 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        regs |= 1 << 2;
 | 
				
			||||||
 | 
					        regs |= 1 << 3;
 | 
				
			||||||
 | 
					        regs |= 1 << 5;
 | 
				
			||||||
 | 
					        regs |= 1 << 6;
 | 
				
			||||||
 | 
					        regs |= 1 << 8;
 | 
				
			||||||
 | 
					        regs |= 1 << 14;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(ldm->regs == regs);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldm->rn == 7);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldm->load == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldm->write == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldm->s == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldm->up == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldm->pre == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "LDMLSDB R7,{R0,R2,R3,R5,R6,R8,R14}^");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldm->write = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldm->s     = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldm->up    = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "LDMLSIB R7!,{R0,R2,R3,R5,R6,R8,R14}");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldm->regs &= ~(1 << 6);
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldm->regs &= ~(1 << 3);
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldm->regs &= ~(1 << 8);
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldm->load = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldm->pre  = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "STMLSIA R7!,{R0,R2,R5,R14}");
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE("PSR Transfer", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    PsrTransfer* msr = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    SECTION("MRS") {
 | 
				
			||||||
 | 
					        uint32_t raw = 0b01000001010011111010000000000000;
 | 
				
			||||||
 | 
					        Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					        PsrTransfer* mrs = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        REQUIRE((mrs = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.condition == Condition::MI);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(mrs->type == PsrTransfer::Type::Mrs);
 | 
				
			||||||
 | 
					        // Operand is a register in the case of MRS (PSR -> Register)
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(mrs->operand == 10);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(mrs->spsr == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "MRSMI R10,SPSR_all");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    SECTION("MSR") {
 | 
				
			||||||
 | 
					        uint32_t raw = 0b11100001001010011111000000001000;
 | 
				
			||||||
 | 
					        Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					        PsrTransfer* msr = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        REQUIRE((msr = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(msr->type == PsrTransfer::Type::Msr);
 | 
				
			||||||
 | 
					        // Operand is a register in the case of MSR (Register -> PSR)
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(msr->operand == 8);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(msr->spsr == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "MSR CPSR_all,R8");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    SECTION("MSR_flg with register operand") {
 | 
				
			||||||
 | 
					        uint32_t raw = 0b01100001001010001111000000001000;
 | 
				
			||||||
 | 
					        Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        REQUIRE((msr = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.condition == Condition::VS);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(msr->type == PsrTransfer::Type::Msr_flg);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(msr->imm == 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(msr->operand == 8);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(msr->spsr == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "MSRVS CPSR_flg,R8");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    SECTION("MSR_flg with immediate operand") {
 | 
				
			||||||
 | 
					        uint32_t raw = 0b11100011011010001111011101101000;
 | 
				
			||||||
 | 
					        Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        REQUIRE((msr = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(msr->type == PsrTransfer::Type::Msr_flg);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(msr->imm == 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // 104 (32 bits) rotated by 2 * 7
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(msr->operand == 27262976);
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(msr->spsr == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "MSR SPSR_flg,#27262976");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE("Data Processing", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t raw = 0b11100000000111100111101101100001;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					    DataProcessing* alu = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Shift* shift        = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    REQUIRE((alu = std::get_if<DataProcessing>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // operand 2 is a shifted register
 | 
				
			||||||
 | 
					    REQUIRE((shift = std::get_if<Shift>(&alu->operand)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(shift->rm == 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(shift->data.immediate == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(shift->data.type == ShiftType::ROR);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(shift->data.operand == 22);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(alu->rd == 7);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(alu->rn == 14);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(alu->set == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(alu->opcode == OpCode::AND);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "ANDS R7,R14,R1,ROR #22");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    shift->data.immediate = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    shift->data.operand   = 2;
 | 
				
			||||||
 | 
					    alu->set              = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "AND R7,R14,R1,ROR R2");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    alu->operand = static_cast<uint32_t>(3300012);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "AND R7,R14,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    SECTION("set-only operations") {
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->set = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->opcode = OpCode::TST;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "TST R14,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->opcode = OpCode::TEQ;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "TEQ R14,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->opcode = OpCode::CMP;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "CMP R14,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->opcode = OpCode::CMN;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "CMN R14,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    SECTION("destination operations") {
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->opcode = OpCode::EOR;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "EOR R7,R14,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->opcode = OpCode::SUB;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "SUB R7,R14,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->opcode = OpCode::RSB;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "RSB R7,R14,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->opcode = OpCode::SUB;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "SUB R7,R14,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->opcode = OpCode::ADC;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "ADC R7,R14,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->opcode = OpCode::SBC;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "SBC R7,R14,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->opcode = OpCode::RSC;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "RSC R7,R14,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->opcode = OpCode::ORR;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "ORR R7,R14,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->opcode = OpCode::MOV;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "MOV R7,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->opcode = OpCode::BIC;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "BIC R7,R14,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        alu->opcode = OpCode::MVN;
 | 
				
			||||||
 | 
					        CHECK(instruction.disassemble() == "MVN R7,#3300012");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE("Coprocessor Data Transfer", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t raw = 0b10101101101001011111000101000110;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CoprocessorDataTransfer* ldc = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    REQUIRE((ldc = std::get_if<CoprocessorDataTransfer>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.condition == Condition::GE);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldc->offset == 70);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldc->cpn == 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldc->crd == 15);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldc->rn == 5);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldc->load == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldc->write == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldc->len == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldc->up == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(ldc->pre == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "STCGE p1,c15,[R5,#70]!");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldc->load  = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldc->pre   = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldc->write = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    ldc->len   = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "LDCGEL p1,c15,[R5],#70");
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE("Coprocessor Operand Operation", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t raw = 0b11101110101001011111000101000110;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CoprocessorDataOperation* cdp = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    REQUIRE((cdp = std::get_if<CoprocessorDataOperation>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(cdp->crm == 6);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(cdp->cp == 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(cdp->cpn == 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(cdp->crd == 15);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(cdp->crn == 5);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(cdp->cp_opc == 10);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "CDP p1,10,c15,c5,c6,2");
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE("Coprocessor Register Transfer", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t raw = 0b11101110101001011111000101010110;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CoprocessorRegisterTransfer* mrc = nullptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    REQUIRE(
 | 
				
			||||||
 | 
					      (mrc = std::get_if<CoprocessorRegisterTransfer>(&instruction.data)));
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mrc->crm == 6);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mrc->cp == 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mrc->cpn == 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mrc->rd == 15);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mrc->crn == 5);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mrc->load == false);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(mrc->cp_opc == 5);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "MCR p1,5,R15,c5,c6,2");
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					TEST_CASE("Software Interrupt", TAG) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    uint32_t raw = 0b00001111101010101010101010101010;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction instruction(raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.condition == Condition::EQ);
 | 
				
			||||||
 | 
					    CHECK(instruction.disassemble() == "SWIEQ");
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#undef TAG
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										4
									
								
								tests/cpu/arm/meson.build
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										4
									
								
								tests/cpu/arm/meson.build
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,4 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					tests_sources += files(
 | 
				
			||||||
 | 
					  'instruction.cc',
 | 
				
			||||||
 | 
					  'exec.cc'
 | 
				
			||||||
 | 
					)
 | 
				
			||||||
@@ -1,468 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "cpu/instruction.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "cpu/utility.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <catch2/catch_test_macros.hpp>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <cstdint>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
[[maybe_unused]] static constexpr auto TAG = "disassembler";
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
using namespace arm;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Branch and Exchange", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t raw = 0b11000001001011111111111100011010;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
    BranchAndExchange* bx = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE((bx = std::get_if<BranchAndExchange>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.condition == Condition::GT);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(bx->rn == 10);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "BXGT R10");
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Branch", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t raw = 0b11101011100001010111111111000011;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
    Branch* b = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE((b = std::get_if<Branch>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // last 24 bits = 8748995
 | 
					 | 
				
			||||||
    // (8748995 << 8) >> 6 sign extended = 0xFE15FF0C
 | 
					 | 
				
			||||||
    // Also +8 since PC is two instructions ahead
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(b->offset == 0xFE15FF14);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(b->link == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "BL 0xFE15FF14");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    b->link = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "B 0xFE15FF14");
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Multiply", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t raw = 0b00000000001110101110111110010000;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
    Multiply* mul = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE((mul = std::get_if<Multiply>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.condition == Condition::EQ);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mul->rm == 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mul->rs == 15);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mul->rn == 14);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mul->rd == 10);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mul->acc == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mul->set == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "MLAEQS R10,R0,R15,R14");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    mul->acc = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    mul->set = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "MULEQ R10,R0,R15");
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Multiply Long", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t raw = 0b00010000100111100111011010010010;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
    MultiplyLong* mull = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE((mull = std::get_if<MultiplyLong>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.condition == Condition::NE);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mull->rm == 2);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mull->rs == 6);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mull->rdlo == 7);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mull->rdhi == 14);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mull->acc == false);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mull->set == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mull->uns == false);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "SMULLNES R7,R14,R2,R6");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    mull->acc = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "SMLALNES R7,R14,R2,R6");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    mull->uns = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
    mull->set = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "UMLALNE R7,R14,R2,R6");
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Undefined", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    // notice how this is the same as single data transfer except the shift
 | 
					 | 
				
			||||||
    // is now a register based shift
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t raw = 0b11100111101000101010111100010110;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "UND");
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Single Data Swap", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t raw = 0b10100001000010010101000010010110;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
    SingleDataSwap* swp = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE((swp = std::get_if<SingleDataSwap>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.condition == Condition::GE);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(swp->rm == 6);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(swp->rd == 5);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(swp->rn == 9);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(swp->byte == false);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "SWPGE R5,R6,[R9]");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    swp->byte = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "SWPGEB R5,R6,[R9]");
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Single Data Transfer", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t raw = 0b11100111101000101010111100000110;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
    SingleDataTransfer* ldr = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Shift* shift            = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE((ldr = std::get_if<SingleDataTransfer>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE((shift = std::get_if<Shift>(&ldr->offset)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(shift->rm == 6);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(shift->data.immediate == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(shift->data.type == ShiftType::LSL);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(shift->data.operand == 30);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->rd == 10);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->rn == 2);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->load == false);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->write == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->byte == false);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->up == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->pre == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldr->load        = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldr->byte        = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldr->write       = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    shift->data.type = ShiftType::ROR;
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2,+R6,ROR #30]");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldr->up  = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldr->pre = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2],-R6,ROR #30");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldr->offset = static_cast<uint16_t>(9023);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2],-#9023");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldr->pre = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2,-#9023]");
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Halfword Transfer", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t raw = 0b00110001101011110010000010110110;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
    HalfwordTransfer* ldr = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE((ldr = std::get_if<HalfwordTransfer>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.condition == Condition::CC);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // offset is not immediate
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->imm == 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
    // hence this offset is a register number (rm)
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->offset == 6);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->half == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->sign == false);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->rd == 2);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->rn == 15);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->load == false);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->write == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->up == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldr->pre == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "STRCCH R2,[R15,+R6]!");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldr->pre  = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldr->load = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldr->sign = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldr->up   = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDRCCSH R2,[R15],-R6");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldr->half = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDRCCSB R2,[R15],-R6");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldr->load = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    // not a register anymore
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldr->imm    = 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldr->offset = 90;
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "STRCCSB R2,[R15],-#90");
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Block Data Transfer", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t raw = 0b10011001010101110100000101101101;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
    BlockDataTransfer* ldm = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE((ldm = std::get_if<BlockDataTransfer>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.condition == Condition::LS);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint16_t regs = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
        regs |= 1 << 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
        regs |= 1 << 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
        regs |= 1 << 3;
 | 
					 | 
				
			||||||
        regs |= 1 << 5;
 | 
					 | 
				
			||||||
        regs |= 1 << 6;
 | 
					 | 
				
			||||||
        regs |= 1 << 8;
 | 
					 | 
				
			||||||
        regs |= 1 << 14;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(ldm->regs == regs);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldm->rn == 7);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldm->load == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldm->write == false);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldm->s == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldm->up == false);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldm->pre == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDMLSDB R7,{R0,R2,R3,R5,R6,R8,R14}^");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldm->write = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldm->s     = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldm->up    = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDMLSIB R7!,{R0,R2,R3,R5,R6,R8,R14}");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldm->regs &= ~(1 << 6);
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldm->regs &= ~(1 << 3);
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldm->regs &= ~(1 << 8);
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldm->load = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldm->pre  = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "STMLSIA R7!,{R0,R2,R5,R14}");
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("PSR Transfer", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    PsrTransfer* msr = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    SECTION("MRS") {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t raw = 0b01000001010011111010000000000000;
 | 
					 | 
				
			||||||
        Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
        PsrTransfer* mrs = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE((mrs = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.condition == Condition::MI);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(mrs->type == PsrTransfer::Type::Mrs);
 | 
					 | 
				
			||||||
        // Operand is a register in the case of MRS (PSR -> Register)
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(mrs->operand == 10);
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(mrs->spsr == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "MRSMI R10,SPSR_all");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    SECTION("MSR") {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t raw = 0b11100001001010011111000000001000;
 | 
					 | 
				
			||||||
        Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
        PsrTransfer* msr = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE((msr = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(msr->type == PsrTransfer::Type::Msr);
 | 
					 | 
				
			||||||
        // Operand is a register in the case of MSR (Register -> PSR)
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(msr->operand == 8);
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(msr->spsr == false);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "MSR CPSR_all,R8");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    SECTION("MSR_flg with register operand") {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t raw = 0b01100001001010001111000000001000;
 | 
					 | 
				
			||||||
        Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE((msr = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.condition == Condition::VS);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(msr->type == PsrTransfer::Type::Msr_flg);
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(msr->imm == 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(msr->operand == 8);
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(msr->spsr == false);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "MSRVS CPSR_flg,R8");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    SECTION("MSR_flg with immediate operand") {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t raw = 0b11100011011010001111011101101000;
 | 
					 | 
				
			||||||
        Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE((msr = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(msr->type == PsrTransfer::Type::Msr_flg);
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(msr->imm == 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        // 104 (32 bits) rotated by 2 * 7
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(msr->operand == 27262976);
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(msr->spsr == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "MSR SPSR_flg,#27262976");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Data Processing", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t raw = 0b11100010000111100111101101100001;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
    DataProcessing* alu = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Shift* shift        = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE((alu = std::get_if<DataProcessing>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // operand 2 is a shifted register
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE((shift = std::get_if<Shift>(&alu->operand)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(shift->rm == 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(shift->data.immediate == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(shift->data.type == ShiftType::ROR);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(shift->data.operand == 22);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(alu->rd == 7);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(alu->rn == 14);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(alu->set == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(alu->opcode == OpCode::AND);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "ANDS R7,R14,R1,ROR #22");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    shift->data.immediate = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    shift->data.operand   = 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
    alu->set              = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "AND R7,R14,R1,ROR R2");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    alu->operand = static_cast<uint32_t>(3300012);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "AND R7,R14,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    SECTION("set-only operations") {
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->set = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->opcode = OpCode::TST;
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "TST R14,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->opcode = OpCode::TEQ;
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "TEQ R14,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->opcode = OpCode::CMP;
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "CMP R14,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->opcode = OpCode::CMN;
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "CMN R14,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    SECTION("destination operations") {
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->opcode = OpCode::EOR;
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "EOR R7,R14,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->opcode = OpCode::SUB;
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "SUB R7,R14,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->opcode = OpCode::RSB;
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "RSB R7,R14,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->opcode = OpCode::SUB;
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "SUB R7,R14,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->opcode = OpCode::ADC;
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "ADC R7,R14,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->opcode = OpCode::SBC;
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "SBC R7,R14,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->opcode = OpCode::RSC;
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "RSC R7,R14,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->opcode = OpCode::ORR;
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "ORR R7,R14,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->opcode = OpCode::MOV;
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "MOV R7,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->opcode = OpCode::BIC;
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "BIC R7,R14,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        alu->opcode = OpCode::MVN;
 | 
					 | 
				
			||||||
        REQUIRE(instruction.disassemble() == "MVN R7,#3300012");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Coprocessor Data Transfer", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t raw = 0b10101101101001011111000101000110;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CoprocessorDataTransfer* ldc = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE((ldc = std::get_if<CoprocessorDataTransfer>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.condition == Condition::GE);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldc->offset == 70);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldc->cpn == 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldc->crd == 15);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldc->rn == 5);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldc->load == false);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldc->write == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldc->len == false);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldc->up == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(ldc->pre == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "STCGE p1,c15,[R5,#70]!");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldc->load  = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldc->pre   = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldc->write = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    ldc->len   = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDCGEL p1,c15,[R5],#70");
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Coprocessor Operand Operation", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t raw = 0b11101110101001011111000101000110;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CoprocessorDataOperation* cdp = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE((cdp = std::get_if<CoprocessorDataOperation>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(cdp->crm == 6);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(cdp->cp == 2);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(cdp->cpn == 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(cdp->crd == 15);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(cdp->crn == 5);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(cdp->cp_opc == 10);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "CDP p1,10,c15,c5,c6,2");
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Coprocessor Register Transfer", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t raw = 0b11101110101001011111000101010110;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CoprocessorRegisterTransfer* mrc = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(
 | 
					 | 
				
			||||||
      (mrc = std::get_if<CoprocessorRegisterTransfer>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mrc->crm == 6);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mrc->cp == 2);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mrc->cpn == 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mrc->rd == 15);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mrc->crn == 5);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mrc->load == false);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(mrc->cp_opc == 5);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "MCR p1,5,R15,c5,c6,2");
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Software Interrupt", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t raw = 0b00001111101010101010101010101010;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.condition == Condition::EQ);
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE(instruction.disassemble() == "SWIEQ");
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,3 +1 @@
 | 
				
			|||||||
tests_sources += files(
 | 
					subdir('arm')
 | 
				
			||||||
  'instruction.cc'
 | 
					 | 
				
			||||||
)
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -2,6 +2,8 @@ tests_deps = [
 | 
				
			|||||||
  lib
 | 
					  lib
 | 
				
			||||||
]
 | 
					]
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					src = include_directories('../src')
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
tests_sources = files()
 | 
					tests_sources = files()
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
subdir('cpu')
 | 
					subdir('cpu')
 | 
				
			||||||
@@ -12,7 +14,7 @@ catch2_tests = executable(
 | 
				
			|||||||
  tests_sources,
 | 
					  tests_sources,
 | 
				
			||||||
  dependencies: catch2,
 | 
					  dependencies: catch2,
 | 
				
			||||||
  link_with: tests_deps,
 | 
					  link_with: tests_deps,
 | 
				
			||||||
  include_directories: inc,
 | 
					  include_directories: [inc, src],
 | 
				
			||||||
  build_by_default: false
 | 
					  build_by_default: false
 | 
				
			||||||
)
 | 
					)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
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