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1 Commits
36d71a4ee2
...
test-publi
| Author | SHA1 | Date | |
|---|---|---|---|
|
b918b75f27
|
@@ -6,5 +6,4 @@ Checks: '
|
|||||||
, -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
|
, -cppcoreguidelines-non-private-member-variables-in-classes
|
||||||
, -cppcoreguidelines-avoid-non-const-global-variables
|
|
||||||
'
|
'
|
||||||
36
.github/workflows/clang.yml
vendored
36
.github/workflows/clang.yml
vendored
@@ -1,36 +0,0 @@
|
|||||||
name: matar-clang
|
|
||||||
on: [push, pull_request, workflow_dispatch]
|
|
||||||
|
|
||||||
env:
|
|
||||||
BUILDDIR: build
|
|
||||||
|
|
||||||
jobs:
|
|
||||||
build:
|
|
||||||
runs-on: ubuntu-latest
|
|
||||||
steps:
|
|
||||||
- uses: actions/checkout@v3
|
|
||||||
- uses: cachix/install-nix-action@v20
|
|
||||||
with:
|
|
||||||
extra_nix_config: |
|
|
||||||
auto-optimise-store = true
|
|
||||||
experimental-features = nix-command flakes
|
|
||||||
- uses: cachix/cachix-action@v12
|
|
||||||
with:
|
|
||||||
name: pain
|
|
||||||
authToken: '${{ secrets.CACHIX_AUTH_TOKEN }}'
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
- name: setup
|
|
||||||
run: nix develop .#matar-clang -c meson setup $BUILDDIR
|
|
||||||
|
|
||||||
- name: fmt
|
|
||||||
run: nix develop .#matar-clang -c ninja clang-format-check -C $BUILDDIR
|
|
||||||
|
|
||||||
- name: lint
|
|
||||||
run: nix develop .#matar-clang -c ninja clang-tidy -C $BUILDDIR
|
|
||||||
|
|
||||||
- name: tests
|
|
||||||
run: nix develop .#matar-clang -c ninja test -C $BUILDDIR
|
|
||||||
|
|
||||||
- name: build
|
|
||||||
run: nix develop .#matar-clang -c ninja -C $BUILDDIR
|
|
||||||
@@ -1,4 +1,4 @@
|
|||||||
name: matar-gcc
|
name: matar
|
||||||
on: [push, pull_request, workflow_dispatch]
|
on: [push, pull_request, workflow_dispatch]
|
||||||
|
|
||||||
env:
|
env:
|
||||||
@@ -14,17 +14,18 @@ jobs:
|
|||||||
extra_nix_config: |
|
extra_nix_config: |
|
||||||
auto-optimise-store = true
|
auto-optimise-store = true
|
||||||
experimental-features = nix-command flakes
|
experimental-features = nix-command flakes
|
||||||
- uses: cachix/cachix-action@v12
|
|
||||||
with:
|
|
||||||
name: pain
|
|
||||||
authToken: '${{ secrets.CACHIX_AUTH_TOKEN }}'
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
- name: setup
|
- name: setup
|
||||||
run: nix develop .#matar -c meson setup $BUILDDIR
|
run: nix develop -c meson setup $BUILDDIR
|
||||||
|
|
||||||
|
- name: fmt
|
||||||
|
run: nix develop -c ninja clang-format-check -C $BUILDDIR
|
||||||
|
|
||||||
|
- name: lint
|
||||||
|
run: nix develop -c ninja clang-tidy -C $BUILDDIR
|
||||||
|
|
||||||
- name: tests
|
- name: tests
|
||||||
run: nix develop .#matar -c ninja test -C $BUILDDIR
|
run: nix develop -c ninja test -C $BUILDDIR
|
||||||
|
|
||||||
- name: build
|
- name: build
|
||||||
run: nix develop .#matar -c ninja -C $BUILDDIR
|
run: nix develop -c ninja -C $BUILDDIR
|
||||||
@@ -1,7 +1,6 @@
|
|||||||
#include "bus.hh"
|
#include "bus.hh"
|
||||||
#include "cpu/cpu.hh"
|
#include "cpu/cpu.hh"
|
||||||
#include "memory.hh"
|
#include "memory.hh"
|
||||||
#include "util/loglevel.hh"
|
|
||||||
#include <array>
|
#include <array>
|
||||||
#include <cstdlib>
|
#include <cstdlib>
|
||||||
#include <fstream>
|
#include <fstream>
|
||||||
@@ -16,7 +15,7 @@
|
|||||||
int
|
int
|
||||||
main(int argc, const char* argv[]) {
|
main(int argc, const char* argv[]) {
|
||||||
std::vector<uint8_t> rom;
|
std::vector<uint8_t> rom;
|
||||||
std::array<uint8_t, matar::Memory::BIOS_SIZE> bios = { 0 };
|
std::array<uint8_t, Memory::BIOS_SIZE> bios = { 0 };
|
||||||
|
|
||||||
auto usage = [argv]() {
|
auto usage = [argv]() {
|
||||||
std::cerr << "Usage: " << argv[0] << " <file> [-b <bios>]" << std::endl;
|
std::cerr << "Usage: " << argv[0] << " <file> [-b <bios>]" << std::endl;
|
||||||
@@ -66,7 +65,7 @@ main(int argc, const char* argv[]) {
|
|||||||
ifile.seekg(0, std::ios::end);
|
ifile.seekg(0, std::ios::end);
|
||||||
bios_size = ifile.tellg();
|
bios_size = ifile.tellg();
|
||||||
|
|
||||||
if (bios_size != matar::Memory::BIOS_SIZE) {
|
if (bios_size != Memory::BIOS_SIZE) {
|
||||||
throw std::ios::failure("BIOS file has invalid size",
|
throw std::ios::failure("BIOS file has invalid size",
|
||||||
std::error_code());
|
std::error_code());
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@@ -85,15 +84,13 @@ main(int argc, const char* argv[]) {
|
|||||||
std::flush(std::cout);
|
std::flush(std::cout);
|
||||||
std::flush(std::cout);
|
std::flush(std::cout);
|
||||||
|
|
||||||
matar::set_log_level(matar::LogLevel::Debug);
|
|
||||||
|
|
||||||
try {
|
try {
|
||||||
matar::Memory memory(std::move(bios), std::move(rom));
|
Memory memory(std::move(bios), std::move(rom));
|
||||||
matar::Bus bus(memory);
|
Bus bus(memory);
|
||||||
matar::Cpu cpu(bus);
|
Cpu cpu(bus);
|
||||||
while (true) {
|
while (true) {
|
||||||
cpu.step();
|
cpu.step();
|
||||||
sleep(2);
|
sleep(1);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
} catch (const std::exception& e) {
|
} catch (const std::exception& e) {
|
||||||
std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
|
std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
|
||||||
|
|||||||
@@ -7,7 +7,7 @@ target_sources = files(
|
|||||||
)
|
)
|
||||||
|
|
||||||
executable(
|
executable(
|
||||||
'matar',
|
meson.project_name(),
|
||||||
target_sources,
|
target_sources,
|
||||||
link_with: target_deps,
|
link_with: target_deps,
|
||||||
include_directories: inc,
|
include_directories: inc,
|
||||||
|
|||||||
45
flake.lock
generated
45
flake.lock
generated
@@ -1,60 +1,23 @@
|
|||||||
{
|
{
|
||||||
"nodes": {
|
"nodes": {
|
||||||
"flake-parts": {
|
|
||||||
"inputs": {
|
|
||||||
"nixpkgs-lib": "nixpkgs-lib"
|
|
||||||
},
|
|
||||||
"locked": {
|
|
||||||
"lastModified": 1693611461,
|
|
||||||
"narHash": "sha256-aPODl8vAgGQ0ZYFIRisxYG5MOGSkIczvu2Cd8Gb9+1Y=",
|
|
||||||
"owner": "hercules-ci",
|
|
||||||
"repo": "flake-parts",
|
|
||||||
"rev": "7f53fdb7bdc5bb237da7fefef12d099e4fd611ca",
|
|
||||||
"type": "github"
|
|
||||||
},
|
|
||||||
"original": {
|
|
||||||
"owner": "hercules-ci",
|
|
||||||
"repo": "flake-parts",
|
|
||||||
"type": "github"
|
|
||||||
}
|
|
||||||
},
|
|
||||||
"nixpkgs": {
|
"nixpkgs": {
|
||||||
"locked": {
|
"locked": {
|
||||||
"lastModified": 1695806987,
|
"lastModified": 1694911158,
|
||||||
"narHash": "sha256-fX5kGs66NZIxCMcpAGIpxuftajHL8Hil1vjHmjjl118=",
|
"narHash": "sha256-5WENkcO8O5SuA5pozpVppLGByWfHVv/1wOWgB2+TfV4=",
|
||||||
"owner": "nixos",
|
"owner": "nixos",
|
||||||
"repo": "nixpkgs",
|
"repo": "nixpkgs",
|
||||||
"rev": "f3dab3509afca932f3f4fd0908957709bb1c1f57",
|
"rev": "46423a1a750594236673c1d741def4e93cf5a8f7",
|
||||||
"type": "github"
|
"type": "github"
|
||||||
},
|
},
|
||||||
"original": {
|
"original": {
|
||||||
"owner": "nixos",
|
"owner": "nixos",
|
||||||
"ref": "nixpkgs-unstable",
|
"ref": "master",
|
||||||
"repo": "nixpkgs",
|
|
||||||
"type": "github"
|
|
||||||
}
|
|
||||||
},
|
|
||||||
"nixpkgs-lib": {
|
|
||||||
"locked": {
|
|
||||||
"dir": "lib",
|
|
||||||
"lastModified": 1693471703,
|
|
||||||
"narHash": "sha256-0l03ZBL8P1P6z8MaSDS/MvuU8E75rVxe5eE1N6gxeTo=",
|
|
||||||
"owner": "NixOS",
|
|
||||||
"repo": "nixpkgs",
|
|
||||||
"rev": "3e52e76b70d5508f3cec70b882a29199f4d1ee85",
|
|
||||||
"type": "github"
|
|
||||||
},
|
|
||||||
"original": {
|
|
||||||
"dir": "lib",
|
|
||||||
"owner": "NixOS",
|
|
||||||
"ref": "nixos-unstable",
|
|
||||||
"repo": "nixpkgs",
|
"repo": "nixpkgs",
|
||||||
"type": "github"
|
"type": "github"
|
||||||
}
|
}
|
||||||
},
|
},
|
||||||
"root": {
|
"root": {
|
||||||
"inputs": {
|
"inputs": {
|
||||||
"flake-parts": "flake-parts",
|
|
||||||
"nixpkgs": "nixpkgs"
|
"nixpkgs": "nixpkgs"
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|||||||
87
flake.nix
87
flake.nix
@@ -2,39 +2,80 @@
|
|||||||
description = "matar";
|
description = "matar";
|
||||||
|
|
||||||
inputs = {
|
inputs = {
|
||||||
nixpkgs.url = github:nixos/nixpkgs/nixpkgs-unstable;
|
nixpkgs.url = github:nixos/nixpkgs/master;
|
||||||
flake-parts.url = github:hercules-ci/flake-parts;
|
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
outputs = inputs@{ self, nixpkgs, flake-parts }:
|
outputs = { self, nixpkgs }:
|
||||||
flake-parts.lib.mkFlake { inherit inputs; } {
|
let
|
||||||
|
|
||||||
systems = [
|
systems = [
|
||||||
"x86_64-linux"
|
"x86_64-linux"
|
||||||
"aarch64-linux"
|
"aarch64-linux"
|
||||||
];
|
];
|
||||||
|
|
||||||
imports = [
|
eachSystem = with nixpkgs.lib; f: foldAttrs mergeAttrs { }
|
||||||
./nix
|
(map (s: mapAttrs (_: v: { ${s} = v; }) (f s)) systems);
|
||||||
];
|
in
|
||||||
|
eachSystem (system:
|
||||||
|
let
|
||||||
|
pkgs = import nixpkgs { inherit system; };
|
||||||
|
|
||||||
perSystem = { self', system, ... }:
|
# aliases
|
||||||
let
|
llvm = pkgs.llvmPackages_16;
|
||||||
pkgs = import nixpkgs { inherit system; };
|
stdenv = llvm.libcxxStdenv;
|
||||||
|
|
||||||
src = pkgs.lib.sourceFilesBySuffices ./. [
|
|
||||||
".hh"
|
# TODO: this is ugly
|
||||||
".cc"
|
#dependencies
|
||||||
".build"
|
nativeBuildInputs = with pkgs;
|
||||||
".options"
|
[
|
||||||
|
meson
|
||||||
|
ninja
|
||||||
|
|
||||||
|
# libraries
|
||||||
|
pkg-config
|
||||||
|
cmake
|
||||||
|
|
||||||
|
((pkgs.fmt.override {
|
||||||
|
inherit stdenv;
|
||||||
|
enableShared = false;
|
||||||
|
}).overrideAttrs (oa: {
|
||||||
|
cmakeFlags = oa.cmakeFlags ++ [ "-DFMT_TEST=off" ];
|
||||||
|
})).dev
|
||||||
|
(catch2_3.override { inherit stdenv; }).out
|
||||||
];
|
];
|
||||||
in
|
in
|
||||||
rec {
|
rec {
|
||||||
_module.args = {
|
packages = rec {
|
||||||
inherit src pkgs;
|
inherit (llvm) libcxxabi;
|
||||||
};
|
matar = stdenv.mkDerivation rec {
|
||||||
|
name = "matar";
|
||||||
|
version = "0.1";
|
||||||
|
src = pkgs.lib.sourceFilesBySuffices ./. [
|
||||||
|
".hh"
|
||||||
|
".cc"
|
||||||
|
".build"
|
||||||
|
"meson_options.txt"
|
||||||
|
];
|
||||||
|
outputs = [ "out" "dev" ];
|
||||||
|
|
||||||
formatter = pkgs.nixpkgs-fmt;
|
inherit nativeBuildInputs;
|
||||||
|
|
||||||
|
enableParallelBuilding = true;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
default = matar;
|
||||||
};
|
};
|
||||||
};
|
|
||||||
|
devShells = rec {
|
||||||
|
matar = pkgs.mkShell.override { inherit stdenv; } {
|
||||||
|
name = "matar";
|
||||||
|
packages = nativeBuildInputs ++ (with pkgs; [
|
||||||
|
# lsp
|
||||||
|
clang-tools_16
|
||||||
|
]);
|
||||||
|
};
|
||||||
|
default = matar;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
formatter = pkgs.nixpkgs-fmt;
|
||||||
|
});
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|||||||
@@ -3,7 +3,6 @@
|
|||||||
#include "memory.hh"
|
#include "memory.hh"
|
||||||
#include <memory>
|
#include <memory>
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
|
||||||
class Bus {
|
class Bus {
|
||||||
public:
|
public:
|
||||||
Bus(const Memory& memory);
|
Bus(const Memory& memory);
|
||||||
@@ -20,4 +19,3 @@ class Bus {
|
|||||||
private:
|
private:
|
||||||
std::shared_ptr<Memory> memory;
|
std::shared_ptr<Memory> memory;
|
||||||
};
|
};
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,16 +1,7 @@
|
|||||||
#pragma once
|
#include "cpu/utility.hh"
|
||||||
#include "cpu/alu.hh"
|
|
||||||
#include "cpu/psr.hh"
|
|
||||||
#include <cstdint>
|
#include <cstdint>
|
||||||
#include <fmt/ostream.h>
|
|
||||||
#include <variant>
|
#include <variant>
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
|
||||||
class CpuImpl;
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace arm {
|
|
||||||
|
|
||||||
// https://en.cppreference.com/w/cpp/utility/variant/visit
|
|
||||||
template<class... Ts>
|
template<class... Ts>
|
||||||
struct overloaded : Ts... {
|
struct overloaded : Ts... {
|
||||||
using Ts::operator()...;
|
using Ts::operator()...;
|
||||||
@@ -18,8 +9,7 @@ struct overloaded : Ts... {
|
|||||||
template<class... Ts>
|
template<class... Ts>
|
||||||
overloaded(Ts...) -> overloaded<Ts...>;
|
overloaded(Ts...) -> overloaded<Ts...>;
|
||||||
|
|
||||||
static constexpr size_t INSTRUCTION_SIZE = 4;
|
namespace arm {
|
||||||
|
|
||||||
struct BranchAndExchange {
|
struct BranchAndExchange {
|
||||||
uint8_t rn;
|
uint8_t rn;
|
||||||
};
|
};
|
||||||
@@ -90,25 +80,6 @@ struct BlockDataTransfer {
|
|||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
struct DataProcessing {
|
struct DataProcessing {
|
||||||
enum class OpCode {
|
|
||||||
AND = 0b0000,
|
|
||||||
EOR = 0b0001,
|
|
||||||
SUB = 0b0010,
|
|
||||||
RSB = 0b0011,
|
|
||||||
ADD = 0b0100,
|
|
||||||
ADC = 0b0101,
|
|
||||||
SBC = 0b0110,
|
|
||||||
RSC = 0b0111,
|
|
||||||
TST = 0b1000,
|
|
||||||
TEQ = 0b1001,
|
|
||||||
CMP = 0b1010,
|
|
||||||
CMN = 0b1011,
|
|
||||||
ORR = 0b1100,
|
|
||||||
MOV = 0b1101,
|
|
||||||
BIC = 0b1110,
|
|
||||||
MVN = 0b1111
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
std::variant<Shift, uint32_t> operand;
|
std::variant<Shift, uint32_t> operand;
|
||||||
uint8_t rd;
|
uint8_t rd;
|
||||||
uint8_t rn;
|
uint8_t rn;
|
||||||
@@ -116,37 +87,6 @@ struct DataProcessing {
|
|||||||
OpCode opcode;
|
OpCode opcode;
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
constexpr auto
|
|
||||||
stringify(DataProcessing::OpCode opcode) {
|
|
||||||
|
|
||||||
#define CASE(opcode) \
|
|
||||||
case DataProcessing::OpCode::opcode: \
|
|
||||||
return #opcode;
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (opcode) {
|
|
||||||
CASE(AND)
|
|
||||||
CASE(EOR)
|
|
||||||
CASE(SUB)
|
|
||||||
CASE(RSB)
|
|
||||||
CASE(ADD)
|
|
||||||
CASE(ADC)
|
|
||||||
CASE(SBC)
|
|
||||||
CASE(RSC)
|
|
||||||
CASE(TST)
|
|
||||||
CASE(TEQ)
|
|
||||||
CASE(CMP)
|
|
||||||
CASE(CMN)
|
|
||||||
CASE(ORR)
|
|
||||||
CASE(MOV)
|
|
||||||
CASE(BIC)
|
|
||||||
CASE(MVN)
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
#undef CASE
|
|
||||||
|
|
||||||
return "";
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
struct PsrTransfer {
|
struct PsrTransfer {
|
||||||
enum class Type {
|
enum class Type {
|
||||||
Mrs,
|
Mrs,
|
||||||
@@ -212,19 +152,14 @@ using InstructionData = std::variant<BranchAndExchange,
|
|||||||
SoftwareInterrupt>;
|
SoftwareInterrupt>;
|
||||||
|
|
||||||
struct Instruction {
|
struct Instruction {
|
||||||
|
Condition condition;
|
||||||
|
InstructionData data;
|
||||||
|
|
||||||
Instruction(uint32_t insn);
|
Instruction(uint32_t insn);
|
||||||
Instruction(Condition condition, InstructionData data)
|
Instruction(Condition condition, InstructionData data) noexcept
|
||||||
: condition(condition)
|
: condition(condition)
|
||||||
, data(data){};
|
, data(data){};
|
||||||
|
|
||||||
void exec(CpuImpl& cpu);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
std::string disassemble();
|
std::string disassemble();
|
||||||
#endif
|
|
||||||
|
|
||||||
Condition condition;
|
|
||||||
InstructionData data;
|
|
||||||
};
|
};
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
|
||||||
3
include/cpu/arm/meson.build
Normal file
3
include/cpu/arm/meson.build
Normal file
@@ -0,0 +1,3 @@
|
|||||||
|
headers += files(
|
||||||
|
'instruction.hh',
|
||||||
|
)
|
||||||
@@ -1,21 +1,60 @@
|
|||||||
#include "bus.hh"
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
#include "arm/instruction.hh"
|
||||||
class CpuImpl;
|
#include "bus.hh"
|
||||||
|
#include "psr.hh"
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <cstdint>
|
||||||
|
|
||||||
|
using std::size_t;
|
||||||
|
|
||||||
class Cpu {
|
class Cpu {
|
||||||
public:
|
public:
|
||||||
Cpu(const Bus& bus) noexcept;
|
Cpu(const Bus& bus);
|
||||||
Cpu(const Cpu&) = delete;
|
|
||||||
Cpu(Cpu&&) = delete;
|
|
||||||
Cpu& operator=(const Cpu&) = delete;
|
|
||||||
Cpu& operator=(Cpu&&) = delete;
|
|
||||||
|
|
||||||
~Cpu();
|
|
||||||
|
|
||||||
void step();
|
void step();
|
||||||
|
|
||||||
private:
|
private:
|
||||||
std::unique_ptr<CpuImpl> impl;
|
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;
|
||||||
|
|
||||||
|
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
|
||||||
};
|
};
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,3 +1,7 @@
|
|||||||
headers += files(
|
headers += files(
|
||||||
'cpu.hh',
|
'cpu.hh',
|
||||||
)
|
'psr.hh',
|
||||||
|
'utility.hh'
|
||||||
|
)
|
||||||
|
|
||||||
|
subdir('arm')
|
||||||
55
include/cpu/psr.hh
Normal file
55
include/cpu/psr.hh
Normal file
@@ -0,0 +1,55 @@
|
|||||||
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "utility.hh"
|
||||||
|
#include <cstdint>
|
||||||
|
|
||||||
|
class Psr {
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
// clear the reserved bits i.e, [8:27]
|
||||||
|
Psr(uint32_t raw);
|
||||||
|
|
||||||
|
uint32_t raw() const;
|
||||||
|
void set_all(uint32_t raw);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Mode : [4:0]
|
||||||
|
Mode mode() const;
|
||||||
|
void set_mode(Mode mode);
|
||||||
|
|
||||||
|
// State : [5]
|
||||||
|
State state() const;
|
||||||
|
void set_state(State state);
|
||||||
|
|
||||||
|
#define GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS(name) \
|
||||||
|
bool name() const; \
|
||||||
|
void set_##name(bool val);
|
||||||
|
|
||||||
|
// FIQ disable : [6]
|
||||||
|
GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS(fiq_disabled)
|
||||||
|
|
||||||
|
// IRQ disable : [7]
|
||||||
|
GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS(irq_disabled)
|
||||||
|
|
||||||
|
// Reserved bits : [27:8]
|
||||||
|
|
||||||
|
// Overflow flag : [28]
|
||||||
|
GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS(v)
|
||||||
|
|
||||||
|
// Carry flag : [29]
|
||||||
|
GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS(c)
|
||||||
|
|
||||||
|
// Zero flag : [30]
|
||||||
|
GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS(z)
|
||||||
|
|
||||||
|
// Negative flag : [30]
|
||||||
|
GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS(n)
|
||||||
|
|
||||||
|
#undef GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS
|
||||||
|
|
||||||
|
bool condition(Condition cond) const;
|
||||||
|
|
||||||
|
private:
|
||||||
|
static constexpr uint32_t PSR_CLEAR_RESERVED = 0xF00000FF;
|
||||||
|
static constexpr uint32_t PSR_CLEAR_MODE = 0xFFFFFFE0;
|
||||||
|
|
||||||
|
uint32_t psr;
|
||||||
|
};
|
||||||
99
include/cpu/utility.hh
Normal file
99
include/cpu/utility.hh
Normal file
@@ -0,0 +1,99 @@
|
|||||||
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <fmt/ostream.h>
|
||||||
|
#include <ostream>
|
||||||
|
|
||||||
|
static constexpr size_t ARM_INSTRUCTION_SIZE = 4;
|
||||||
|
static constexpr size_t THUMB_INSTRUCTION_SIZE = 2;
|
||||||
|
|
||||||
|
enum class Mode {
|
||||||
|
/* M[4:0] in PSR */
|
||||||
|
User = 0b10000,
|
||||||
|
Fiq = 0b10001,
|
||||||
|
Irq = 0b10010,
|
||||||
|
Supervisor = 0b10011,
|
||||||
|
Abort = 0b10111,
|
||||||
|
Undefined = 0b11011,
|
||||||
|
System = 0b11111,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
enum class State {
|
||||||
|
Arm = 0,
|
||||||
|
Thumb = 1
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
enum class Condition {
|
||||||
|
EQ = 0b0000,
|
||||||
|
NE = 0b0001,
|
||||||
|
CS = 0b0010,
|
||||||
|
CC = 0b0011,
|
||||||
|
MI = 0b0100,
|
||||||
|
PL = 0b0101,
|
||||||
|
VS = 0b0110,
|
||||||
|
VC = 0b0111,
|
||||||
|
HI = 0b1000,
|
||||||
|
LS = 0b1001,
|
||||||
|
GE = 0b1010,
|
||||||
|
LT = 0b1011,
|
||||||
|
GT = 0b1100,
|
||||||
|
LE = 0b1101,
|
||||||
|
AL = 0b1110
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
// https://fmt.dev/dev/api.html#std-ostream-support
|
||||||
|
std::ostream&
|
||||||
|
operator<<(std::ostream& os, const Condition cond);
|
||||||
|
template<>
|
||||||
|
struct fmt::formatter<Condition> : ostream_formatter {};
|
||||||
|
|
||||||
|
enum class OpCode {
|
||||||
|
AND = 0b0000,
|
||||||
|
EOR = 0b0001,
|
||||||
|
SUB = 0b0010,
|
||||||
|
RSB = 0b0011,
|
||||||
|
ADD = 0b0100,
|
||||||
|
ADC = 0b0101,
|
||||||
|
SBC = 0b0110,
|
||||||
|
RSC = 0b0111,
|
||||||
|
TST = 0b1000,
|
||||||
|
TEQ = 0b1001,
|
||||||
|
CMP = 0b1010,
|
||||||
|
CMN = 0b1011,
|
||||||
|
ORR = 0b1100,
|
||||||
|
MOV = 0b1101,
|
||||||
|
BIC = 0b1110,
|
||||||
|
MVN = 0b1111
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
// https://fmt.dev/dev/api.html#std-ostream-support
|
||||||
|
std::ostream&
|
||||||
|
operator<<(std::ostream& os, const OpCode cond);
|
||||||
|
template<>
|
||||||
|
struct fmt::formatter<OpCode> : ostream_formatter {};
|
||||||
|
|
||||||
|
enum class ShiftType {
|
||||||
|
LSL = 0b00,
|
||||||
|
LSR = 0b01,
|
||||||
|
ASR = 0b10,
|
||||||
|
ROR = 0b11
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
struct ShiftData {
|
||||||
|
ShiftType type;
|
||||||
|
bool immediate;
|
||||||
|
uint8_t operand;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
struct Shift {
|
||||||
|
uint8_t rm;
|
||||||
|
ShiftData data;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
uint32_t
|
||||||
|
eval_shift(ShiftType shift_type, uint32_t value, uint8_t amount, bool& carry);
|
||||||
|
|
||||||
|
// https://fmt.dev/dev/api.html#std-ostream-support
|
||||||
|
std::ostream&
|
||||||
|
operator<<(std::ostream& os, const ShiftType cond);
|
||||||
|
template<>
|
||||||
|
struct fmt::formatter<ShiftType> : ostream_formatter {};
|
||||||
@@ -3,10 +3,7 @@
|
|||||||
#include <cstdint>
|
#include <cstdint>
|
||||||
#include <string>
|
#include <string>
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
|
||||||
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
|
||||||
@@ -45,4 +42,3 @@ struct Header {
|
|||||||
uint32_t multiboot_entrypoint;
|
uint32_t multiboot_entrypoint;
|
||||||
uint8_t slave_id;
|
uint8_t slave_id;
|
||||||
};
|
};
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -4,10 +4,8 @@
|
|||||||
#include <array>
|
#include <array>
|
||||||
#include <cstddef>
|
#include <cstddef>
|
||||||
#include <cstdint>
|
#include <cstdint>
|
||||||
#include <unordered_map>
|
|
||||||
#include <vector>
|
#include <vector>
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
|
||||||
class Memory {
|
class Memory {
|
||||||
public:
|
public:
|
||||||
static constexpr size_t BIOS_SIZE = 1024 * 16;
|
static constexpr size_t BIOS_SIZE = 1024 * 16;
|
||||||
@@ -17,6 +15,12 @@ class Memory {
|
|||||||
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);
|
||||||
|
|
||||||
|
uint16_t read_halfword(size_t address) const;
|
||||||
|
void write_halfword(size_t address, uint16_t halfword);
|
||||||
|
|
||||||
|
uint32_t read_word(size_t address) const;
|
||||||
|
void write_word(size_t address, uint32_t word);
|
||||||
|
|
||||||
private:
|
private:
|
||||||
#define MEMORY_REGION(name, start, end) \
|
#define MEMORY_REGION(name, start, end) \
|
||||||
static constexpr size_t name##_START = start; \
|
static constexpr size_t name##_START = start; \
|
||||||
@@ -53,9 +57,7 @@ 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();
|
||||||
};
|
};
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -4,9 +4,6 @@ headers = files(
|
|||||||
'header.hh',
|
'header.hh',
|
||||||
)
|
)
|
||||||
|
|
||||||
inc = include_directories('.')
|
|
||||||
|
|
||||||
subdir('cpu')
|
subdir('cpu')
|
||||||
subdir('util')
|
|
||||||
|
|
||||||
install_headers(headers, subdir: meson.project_name(), preserve_path: true)
|
install_headers(headers, subdir: meson.project_name(), preserve_path: true)
|
||||||
@@ -1,14 +0,0 @@
|
|||||||
#pragma once
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
|
||||||
enum class LogLevel {
|
|
||||||
Off = 1 << 0,
|
|
||||||
Error = 1 << 1,
|
|
||||||
Warn = 1 << 2,
|
|
||||||
Info = 1 << 3,
|
|
||||||
Debug = 1 << 4
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
void
|
|
||||||
set_log_level(LogLevel level);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,3 +0,0 @@
|
|||||||
headers += files(
|
|
||||||
'loglevel.hh'
|
|
||||||
)
|
|
||||||
10
meson.build
10
meson.build
@@ -4,8 +4,7 @@ project('matar', 'cpp',
|
|||||||
default_options : ['warning_level=3',
|
default_options : ['warning_level=3',
|
||||||
'werror=true',
|
'werror=true',
|
||||||
'optimization=3',
|
'optimization=3',
|
||||||
'cpp_std=c++20',
|
'cpp_std=c++20'])
|
||||||
'default_library=static'])
|
|
||||||
|
|
||||||
compiler = meson.get_compiler('cpp')
|
compiler = meson.get_compiler('cpp')
|
||||||
|
|
||||||
@@ -24,8 +23,15 @@ else
|
|||||||
error(compiler.get_id() + ' ' + compiler.version() + 'does not meet the compiler requirements')
|
error(compiler.get_id() + ' ' + compiler.version() + 'does not meet the compiler requirements')
|
||||||
endif
|
endif
|
||||||
|
|
||||||
|
if compiler.has_argument('-fexperimental-library')
|
||||||
|
add_global_arguments('-fexperimental-library', language: 'cpp')
|
||||||
|
else
|
||||||
|
error(compiler.get_id() + ' ' + compiler.version() + 'does not support -fexperimental-library')
|
||||||
|
endif
|
||||||
'''
|
'''
|
||||||
|
|
||||||
|
inc = include_directories('include')
|
||||||
|
|
||||||
subdir('include')
|
subdir('include')
|
||||||
subdir('src')
|
subdir('src')
|
||||||
subdir('apps')
|
subdir('apps')
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,2 +0,0 @@
|
|||||||
option('tests', type : 'boolean', value : true, description: 'enable tests')
|
|
||||||
option('disassembler', type: 'boolean', value: true, description: 'enable disassembler')
|
|
||||||
1
meson_options.txt
Normal file
1
meson_options.txt
Normal file
@@ -0,0 +1 @@
|
|||||||
|
option('tests', type : 'boolean', value : true, description: 'enable tests')
|
||||||
@@ -1,23 +0,0 @@
|
|||||||
{ stdenv
|
|
||||||
, meson
|
|
||||||
, ninja
|
|
||||||
, pkg-config
|
|
||||||
, src ? "../."
|
|
||||||
, libraries ? [ ]
|
|
||||||
}:
|
|
||||||
|
|
||||||
stdenv.mkDerivation {
|
|
||||||
name = "matar";
|
|
||||||
version = "0.1";
|
|
||||||
inherit src;
|
|
||||||
|
|
||||||
outputs = [ "out" "dev" ];
|
|
||||||
|
|
||||||
nativeBuildInputs = [
|
|
||||||
meson
|
|
||||||
ninja
|
|
||||||
pkg-config
|
|
||||||
] ++ libraries;
|
|
||||||
|
|
||||||
enableParallelBuilding = true;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,11 +0,0 @@
|
|||||||
{ ... }: {
|
|
||||||
imports = [
|
|
||||||
./matar.nix
|
|
||||||
./matar-clang.nix
|
|
||||||
];
|
|
||||||
|
|
||||||
perSystem = { self', pkgs, ... }: {
|
|
||||||
packages.default = self'.packages.matar-clang;
|
|
||||||
devShells.default = self'.devShells.matar-clang;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,25 +0,0 @@
|
|||||||
{ ... }: {
|
|
||||||
perSystem = { pkgs, src, ... }:
|
|
||||||
let
|
|
||||||
llvm = pkgs.llvmPackages_16;
|
|
||||||
stdenv = llvm.libcxxStdenv;
|
|
||||||
|
|
||||||
libraries = with pkgs; [
|
|
||||||
((pkgs.fmt.override {
|
|
||||||
inherit stdenv;
|
|
||||||
enableShared = false;
|
|
||||||
}).overrideAttrs (oa: {
|
|
||||||
cmakeFlags = oa.cmakeFlags ++ [ "-DFMT_TEST=off" ];
|
|
||||||
})).dev
|
|
||||||
|
|
||||||
(catch2_3.override { inherit stdenv; }).out
|
|
||||||
];
|
|
||||||
in
|
|
||||||
{
|
|
||||||
packages.matar-clang = pkgs.callPackage ./build.nix { inherit src libraries stdenv; };
|
|
||||||
devShells.matar-clang = pkgs.callPackage ./shell.nix {
|
|
||||||
inherit libraries stdenv;
|
|
||||||
tools = with pkgs; [ (clang-tools_16.override { enableLibcxx = true; }) ];
|
|
||||||
};
|
|
||||||
};
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,13 +0,0 @@
|
|||||||
{ ... }: {
|
|
||||||
perSystem = { pkgs, src, ... }:
|
|
||||||
let
|
|
||||||
libraries = with pkgs; [
|
|
||||||
(pkgs.fmt.override { enableShared = false; }).dev
|
|
||||||
catch2_3.out
|
|
||||||
];
|
|
||||||
in
|
|
||||||
{
|
|
||||||
packages.matar = pkgs.callPackage ./build.nix { inherit src libraries; };
|
|
||||||
devShells.matar = pkgs.callPackage ./shell.nix { inherit libraries; };
|
|
||||||
};
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,20 +0,0 @@
|
|||||||
{ stdenv
|
|
||||||
, mkShell
|
|
||||||
, meson
|
|
||||||
, ninja
|
|
||||||
, pkg-config
|
|
||||||
, libraries ? [ ]
|
|
||||||
, tools ? [ ]
|
|
||||||
}:
|
|
||||||
|
|
||||||
mkShell.override { inherit stdenv; } {
|
|
||||||
name = "matar";
|
|
||||||
|
|
||||||
packages = [
|
|
||||||
meson
|
|
||||||
ninja
|
|
||||||
pkg-config
|
|
||||||
] ++ libraries ++ tools;
|
|
||||||
|
|
||||||
enableParallelBuilding = true;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
28
src/bus.cc
28
src/bus.cc
@@ -1,8 +1,6 @@
|
|||||||
#include "bus.hh"
|
#include "bus.hh"
|
||||||
#include "util/log.hh"
|
|
||||||
#include <memory>
|
#include <memory>
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
|
||||||
Bus::Bus(const Memory& memory)
|
Bus::Bus(const Memory& memory)
|
||||||
: memory(std::make_shared<Memory>(memory)) {}
|
: memory(std::make_shared<Memory>(memory)) {}
|
||||||
|
|
||||||
@@ -18,38 +16,20 @@ Bus::write_byte(size_t address, uint8_t byte) {
|
|||||||
|
|
||||||
uint16_t
|
uint16_t
|
||||||
Bus::read_halfword(size_t address) {
|
Bus::read_halfword(size_t address) {
|
||||||
if (address & 0b01)
|
return memory->read_halfword(address);
|
||||||
glogger.warn("Reading a non aligned halfword address");
|
|
||||||
|
|
||||||
return memory->read(address) | memory->read(address + 1) << 8;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void
|
void
|
||||||
Bus::write_halfword(size_t address, uint16_t halfword) {
|
Bus::write_halfword(size_t address, uint16_t halfword) {
|
||||||
if (address & 0b01)
|
memory->write_halfword(address, halfword);
|
||||||
glogger.warn("Writing to a non aligned halfword address");
|
|
||||||
|
|
||||||
memory->write(address, halfword & 0xFF);
|
|
||||||
memory->write(address + 1, halfword >> 8 & 0xFF);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t
|
uint32_t
|
||||||
Bus::read_word(size_t address) {
|
Bus::read_word(size_t address) {
|
||||||
if (address & 0b11)
|
return memory->read_word(address);
|
||||||
glogger.warn("Reading a non aligned word address");
|
|
||||||
|
|
||||||
return memory->read(address) | memory->read(address + 1) << 8 |
|
|
||||||
memory->read(address + 2) << 16 | memory->read(address + 3) << 24;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void
|
void
|
||||||
Bus::write_word(size_t address, uint32_t word) {
|
Bus::write_word(size_t address, uint32_t word) {
|
||||||
if (address & 0b11)
|
memory->write_word(address, word);
|
||||||
glogger.warn("Writing to a non aligned word address");
|
|
||||||
|
|
||||||
memory->write(address, word & 0xFF);
|
|
||||||
memory->write(address + 1, word >> 8 & 0xFF);
|
|
||||||
memory->write(address + 2, word >> 16 & 0xFF);
|
|
||||||
memory->write(address + 3, word >> 24 & 0xFF);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,90 +0,0 @@
|
|||||||
#include "alu.hh"
|
|
||||||
#include "util/bits.hh"
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
|
||||||
uint32_t
|
|
||||||
eval_shift(ShiftType shift_type, uint32_t value, uint32_t amount, bool& carry) {
|
|
||||||
uint32_t eval = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (shift_type) {
|
|
||||||
case ShiftType::LSL:
|
|
||||||
|
|
||||||
if (amount > 0 && amount <= 32)
|
|
||||||
carry = get_bit(value, 32 - amount);
|
|
||||||
else if (amount > 32)
|
|
||||||
carry = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
eval = value << amount;
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case ShiftType::LSR:
|
|
||||||
|
|
||||||
if (amount > 0 && amount <= 32)
|
|
||||||
carry = get_bit(value, amount - 1);
|
|
||||||
else if (amount > 32)
|
|
||||||
carry = 0;
|
|
||||||
else
|
|
||||||
carry = get_bit(value, 31);
|
|
||||||
|
|
||||||
eval = value >> amount;
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case ShiftType::ASR:
|
|
||||||
if (amount > 0 && amount <= 32)
|
|
||||||
carry = get_bit(value, amount - 1);
|
|
||||||
else
|
|
||||||
carry = get_bit(value, 31);
|
|
||||||
|
|
||||||
return static_cast<int32_t>(value) >> amount;
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case ShiftType::ROR:
|
|
||||||
if (amount == 0) {
|
|
||||||
eval = (value >> 1) | (carry << 31);
|
|
||||||
carry = get_bit(value, 0);
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
eval = std::rotr(value, amount);
|
|
||||||
carry = get_bit(value, (amount % 32 + 31) % 32);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return eval;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t
|
|
||||||
sub(uint32_t a, uint32_t b, bool& carry, bool& overflow) {
|
|
||||||
bool s1 = get_bit(a, 31);
|
|
||||||
bool s2 = get_bit(b, 31);
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t result = a - b;
|
|
||||||
|
|
||||||
carry = b <= a;
|
|
||||||
overflow = s1 != s2 && s2 == get_bit(result, 31);
|
|
||||||
|
|
||||||
return result;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t
|
|
||||||
add(uint32_t a, uint32_t b, bool& carry, bool& overflow, bool c) {
|
|
||||||
bool s1 = get_bit(a, 31);
|
|
||||||
bool s2 = get_bit(b, 31);
|
|
||||||
|
|
||||||
uint64_t result = a + b + c;
|
|
||||||
|
|
||||||
carry = get_bit(result, 32);
|
|
||||||
overflow = s1 == s2 && s2 != get_bit(result, 31);
|
|
||||||
|
|
||||||
return result & 0xFFFFFFFF;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t
|
|
||||||
sbc(uint32_t a, uint32_t b, bool& carry, bool& overflow, bool c) {
|
|
||||||
bool s1 = get_bit(a, 31);
|
|
||||||
bool s2 = get_bit(b, 31);
|
|
||||||
|
|
||||||
uint64_t result = a - b - !c;
|
|
||||||
|
|
||||||
carry = get_bit(result, 32);
|
|
||||||
overflow = s1 != s2 && s2 == get_bit(result, 31);
|
|
||||||
|
|
||||||
return result & 0xFFFFFFFF;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,53 +0,0 @@
|
|||||||
#pragma once
|
|
||||||
#include <cstdint>
|
|
||||||
#include <fmt/ostream.h>
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
|
||||||
enum class ShiftType {
|
|
||||||
LSL = 0b00,
|
|
||||||
LSR = 0b01,
|
|
||||||
ASR = 0b10,
|
|
||||||
ROR = 0b11
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
constexpr auto
|
|
||||||
stringify(ShiftType shift_type) {
|
|
||||||
#define CASE(type) \
|
|
||||||
case ShiftType::type: \
|
|
||||||
return #type;
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (shift_type) {
|
|
||||||
CASE(LSL)
|
|
||||||
CASE(LSR)
|
|
||||||
CASE(ASR)
|
|
||||||
CASE(ROR)
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
#undef CASE
|
|
||||||
|
|
||||||
return "";
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
struct ShiftData {
|
|
||||||
ShiftType type;
|
|
||||||
bool immediate;
|
|
||||||
uint8_t operand;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct Shift {
|
|
||||||
uint8_t rm;
|
|
||||||
ShiftData data;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t
|
|
||||||
eval_shift(ShiftType shift_type, uint32_t value, uint32_t amount, bool& carry);
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t
|
|
||||||
sub(uint32_t a, uint32_t b, bool& carry, bool& overflow);
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t
|
|
||||||
add(uint32_t a, uint32_t b, bool& carry, bool& overflow, bool c = 0);
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t
|
|
||||||
sbc(uint32_t a, uint32_t b, bool& carry, bool& overflow, bool c);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,233 +0,0 @@
|
|||||||
#include "instruction.hh"
|
|
||||||
#include "util/bits.hh"
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar::arm {
|
|
||||||
std::string
|
|
||||||
Instruction::disassemble() {
|
|
||||||
auto condition = stringify(this->condition);
|
|
||||||
|
|
||||||
return std::visit(
|
|
||||||
overloaded{
|
|
||||||
[condition](BranchAndExchange& data) {
|
|
||||||
return fmt::format("BX{} R{:d}", condition, data.rn);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[condition](Branch& data) {
|
|
||||||
return fmt::format(
|
|
||||||
"B{}{} 0x{:06X}", (data.link ? "L" : ""), condition, data.offset);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[condition](Multiply& data) {
|
|
||||||
if (data.acc) {
|
|
||||||
return fmt::format("MLA{}{} R{:d},R{:d},R{:d},R{:d}",
|
|
||||||
condition,
|
|
||||||
(data.set ? "S" : ""),
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
data.rm,
|
|
||||||
data.rs,
|
|
||||||
data.rn);
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
return fmt::format("MUL{}{} R{:d},R{:d},R{:d}",
|
|
||||||
condition,
|
|
||||||
(data.set ? "S" : ""),
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
data.rm,
|
|
||||||
data.rs);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[condition](MultiplyLong& data) {
|
|
||||||
return fmt::format("{}{}{}{} R{:d},R{:d},R{:d},R{:d}",
|
|
||||||
(data.uns ? 'U' : 'S'),
|
|
||||||
(data.acc ? "MLAL" : "MULL"),
|
|
||||||
condition,
|
|
||||||
(data.set ? "S" : ""),
|
|
||||||
data.rdlo,
|
|
||||||
data.rdhi,
|
|
||||||
data.rm,
|
|
||||||
data.rs);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](Undefined) { return std::string("UND"); },
|
|
||||||
[condition](SingleDataSwap& data) {
|
|
||||||
return fmt::format("SWP{}{} R{:d},R{:d},[R{:d}]",
|
|
||||||
condition,
|
|
||||||
(data.byte ? "B" : ""),
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
data.rm,
|
|
||||||
data.rn);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[condition](SingleDataTransfer& data) {
|
|
||||||
std::string expression;
|
|
||||||
std::string address;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (const uint16_t* offset = std::get_if<uint16_t>(&data.offset)) {
|
|
||||||
if (*offset == 0) {
|
|
||||||
expression = "";
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
expression =
|
|
||||||
fmt::format(",{}#{:d}", (data.up ? '+' : '-'), *offset);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
} else if (const Shift* shift = std::get_if<Shift>(&data.offset)) {
|
|
||||||
// Shifts are always immediate in single data transfer
|
|
||||||
expression = fmt::format(",{}R{:d},{} #{:d}",
|
|
||||||
(data.up ? '+' : '-'),
|
|
||||||
shift->rm,
|
|
||||||
stringify(shift->data.type),
|
|
||||||
shift->data.operand);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return fmt::format(
|
|
||||||
"{}{}{}{} R{:d},[R{:d}{}]{}",
|
|
||||||
(data.load ? "LDR" : "STR"),
|
|
||||||
condition,
|
|
||||||
(data.byte ? "B" : ""),
|
|
||||||
(!data.pre && data.write ? "T" : ""),
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
data.rn,
|
|
||||||
(data.pre ? expression : ""),
|
|
||||||
(data.pre ? (data.write ? "!" : "") : expression));
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[condition](HalfwordTransfer& data) {
|
|
||||||
std::string expression;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (data.imm) {
|
|
||||||
if (data.offset == 0) {
|
|
||||||
expression = "";
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
expression = fmt::format(
|
|
||||||
",{}#{:d}", (data.up ? '+' : '-'), data.offset);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
expression =
|
|
||||||
fmt::format(",{}R{:d}", (data.up ? '+' : '-'), data.offset);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return fmt::format(
|
|
||||||
"{}{}{}{} R{:d},[R{:d}{}]{}",
|
|
||||||
(data.load ? "LDR" : "STR"),
|
|
||||||
condition,
|
|
||||||
(data.sign ? "S" : ""),
|
|
||||||
(data.half ? 'H' : 'B'),
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
data.rn,
|
|
||||||
(data.pre ? expression : ""),
|
|
||||||
(data.pre ? (data.write ? "!" : "") : expression));
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[condition](BlockDataTransfer& data) {
|
|
||||||
std::string regs;
|
|
||||||
|
|
||||||
for (uint8_t i = 0; i < 16; i++) {
|
|
||||||
if (get_bit(data.regs, i))
|
|
||||||
fmt::format_to(std::back_inserter(regs), "R{:d},", i);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
regs.pop_back();
|
|
||||||
|
|
||||||
return fmt::format("{}{}{}{} R{:d}{},{{{}}}{}",
|
|
||||||
(data.load ? "LDM" : "STM"),
|
|
||||||
condition,
|
|
||||||
(data.up ? 'I' : 'D'),
|
|
||||||
(data.pre ? 'B' : 'A'),
|
|
||||||
data.rn,
|
|
||||||
(data.write ? "!" : ""),
|
|
||||||
regs,
|
|
||||||
(data.s ? "^" : ""));
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[condition](PsrTransfer& data) {
|
|
||||||
if (data.type == PsrTransfer::Type::Mrs) {
|
|
||||||
return fmt::format("MRS{} R{:d},{}",
|
|
||||||
condition,
|
|
||||||
data.operand,
|
|
||||||
(data.spsr ? "SPSR_all" : "CPSR_all"));
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
return fmt::format(
|
|
||||||
"MSR{} {}_{},{}{}",
|
|
||||||
condition,
|
|
||||||
(data.spsr ? "SPSR" : "CPSR"),
|
|
||||||
(data.type == PsrTransfer::Type::Msr_flg ? "flg" : "all"),
|
|
||||||
(data.imm ? '#' : 'R'),
|
|
||||||
data.operand);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[condition](DataProcessing& data) {
|
|
||||||
using OpCode = DataProcessing::OpCode;
|
|
||||||
|
|
||||||
std::string op_2;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (const uint32_t* operand =
|
|
||||||
std::get_if<uint32_t>(&data.operand)) {
|
|
||||||
op_2 = fmt::format("#{:d}", *operand);
|
|
||||||
} else if (const Shift* shift = std::get_if<Shift>(&data.operand)) {
|
|
||||||
op_2 = fmt::format("R{:d},{} {}{:d}",
|
|
||||||
shift->rm,
|
|
||||||
stringify(shift->data.type),
|
|
||||||
(shift->data.immediate ? '#' : 'R'),
|
|
||||||
shift->data.operand);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (data.opcode) {
|
|
||||||
case OpCode::MOV:
|
|
||||||
case OpCode::MVN:
|
|
||||||
return fmt::format("{}{}{} R{:d},{}",
|
|
||||||
stringify(data.opcode),
|
|
||||||
condition,
|
|
||||||
(data.set ? "S" : ""),
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
op_2);
|
|
||||||
case OpCode::TST:
|
|
||||||
case OpCode::TEQ:
|
|
||||||
case OpCode::CMP:
|
|
||||||
case OpCode::CMN:
|
|
||||||
return fmt::format("{}{} R{:d},{}",
|
|
||||||
stringify(data.opcode),
|
|
||||||
condition,
|
|
||||||
data.rn,
|
|
||||||
op_2);
|
|
||||||
default:
|
|
||||||
return fmt::format("{}{}{} R{:d},R{:d},{}",
|
|
||||||
stringify(data.opcode),
|
|
||||||
condition,
|
|
||||||
(data.set ? "S" : ""),
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
data.rn,
|
|
||||||
op_2);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[condition](SoftwareInterrupt) {
|
|
||||||
return fmt::format("SWI{}", condition);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[condition](CoprocessorDataTransfer& data) {
|
|
||||||
std::string expression = fmt::format(",#{:d}", data.offset);
|
|
||||||
return fmt::format(
|
|
||||||
"{}{}{} p{:d},c{:d},[R{:d}{}]{}",
|
|
||||||
(data.load ? "LDC" : "STC"),
|
|
||||||
condition,
|
|
||||||
(data.len ? "L" : ""),
|
|
||||||
data.cpn,
|
|
||||||
data.crd,
|
|
||||||
data.rn,
|
|
||||||
(data.pre ? expression : ""),
|
|
||||||
(data.pre ? (data.write ? "!" : "") : expression));
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[condition](CoprocessorDataOperation& data) {
|
|
||||||
return fmt::format("CDP{} p{},{},c{},c{},c{},{}",
|
|
||||||
condition,
|
|
||||||
data.cpn,
|
|
||||||
data.cp_opc,
|
|
||||||
data.crd,
|
|
||||||
data.crn,
|
|
||||||
data.crm,
|
|
||||||
data.cp);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[condition](CoprocessorRegisterTransfer& data) {
|
|
||||||
return fmt::format("{}{} p{},{},R{},c{},c{},{}",
|
|
||||||
(data.load ? "MRC" : "MCR"),
|
|
||||||
condition,
|
|
||||||
data.cpn,
|
|
||||||
data.cp_opc,
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
data.crn,
|
|
||||||
data.crm,
|
|
||||||
data.cp);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](auto) { return std::string("unknown instruction"); } },
|
|
||||||
data);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,83 +1,87 @@
|
|||||||
#include "cpu/cpu-impl.hh"
|
#include "cpu/cpu.hh"
|
||||||
#include "util/bits.hh"
|
#include "util/bits.hh"
|
||||||
#include "util/log.hh"
|
#include "util/log.hh"
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar::arm {
|
using namespace logger;
|
||||||
|
|
||||||
void
|
void
|
||||||
Instruction::exec(CpuImpl& cpu) {
|
Cpu::exec_arm(const arm::Instruction instruction) {
|
||||||
if (!cpu.cpsr.condition(condition)) {
|
auto cond = instruction.condition;
|
||||||
|
auto data = instruction.data;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!cpsr.condition(cond)) {
|
||||||
return;
|
return;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
auto pc_error = [cpu](uint8_t r) {
|
auto pc_error = [](uint8_t r) {
|
||||||
if (r == cpu.PC_INDEX)
|
if (r == PC_INDEX)
|
||||||
glogger.error("Using PC (R15) as operand register");
|
log_error("Using PC (R15) as operand register");
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
auto pc_warn = [cpu](uint8_t r) {
|
auto pc_warn = [](uint8_t r) {
|
||||||
if (r == cpu.PC_INDEX)
|
if (r == PC_INDEX)
|
||||||
glogger.warn("Using PC (R15) as operand register");
|
log_warn("Using PC (R15) as operand register");
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
using namespace arm;
|
using namespace arm;
|
||||||
|
|
||||||
std::visit(
|
std::visit(
|
||||||
overloaded{
|
overloaded{
|
||||||
[&cpu, pc_warn](BranchAndExchange& data) {
|
[this, pc_warn](BranchAndExchange& data) {
|
||||||
State state = static_cast<State>(data.rn & 1);
|
State state = static_cast<State>(data.rn & 1);
|
||||||
|
|
||||||
pc_warn(data.rn);
|
pc_warn(data.rn);
|
||||||
|
|
||||||
// set state
|
// set state
|
||||||
cpu.cpsr.set_state(state);
|
cpsr.set_state(state);
|
||||||
|
|
||||||
// copy to PC
|
// copy to PC
|
||||||
cpu.pc = cpu.gpr[data.rn];
|
pc = gpr[data.rn];
|
||||||
|
|
||||||
// ignore [1:0] bits for arm and 0 bit for thumb
|
// ignore [1:0] bits for arm and 0 bit for thumb
|
||||||
rst_bit(cpu.pc, 0);
|
rst_bit(pc, 0);
|
||||||
|
|
||||||
if (state == State::Arm)
|
if (state == State::Arm)
|
||||||
rst_bit(cpu.pc, 1);
|
rst_bit(pc, 1);
|
||||||
|
|
||||||
// pc is affected so flush the pipeline
|
// pc is affected so flush the pipeline
|
||||||
cpu.is_flushed = true;
|
is_flushed = true;
|
||||||
},
|
},
|
||||||
[&cpu](Branch& data) {
|
[this](Branch& data) {
|
||||||
if (data.link)
|
if (data.link)
|
||||||
cpu.gpr[14] = cpu.pc - INSTRUCTION_SIZE;
|
gpr[14] = pc - ARM_INSTRUCTION_SIZE;
|
||||||
|
|
||||||
// data.offset accounts for two instructions ahead when
|
// data.offset accounts for two instructions ahead when
|
||||||
// disassembling, so need to adjust
|
// disassembling, so need to adjust
|
||||||
cpu.pc =
|
pc =
|
||||||
static_cast<int32_t>(cpu.pc) - 2 * INSTRUCTION_SIZE + data.offset;
|
static_cast<int32_t>(pc) - 2 * ARM_INSTRUCTION_SIZE + data.offset;
|
||||||
|
|
||||||
// pc is affected so flush the pipeline
|
// pc is affected so flush the pipeline
|
||||||
cpu.is_flushed = true;
|
is_flushed = true;
|
||||||
},
|
},
|
||||||
[&cpu, pc_error](Multiply& data) {
|
[this, pc_error](Multiply& data) {
|
||||||
if (data.rd == data.rm)
|
if (data.rd == data.rm)
|
||||||
glogger.error("rd and rm are not distinct in {}",
|
log_error("rd and rm are not distinct in {}",
|
||||||
typeid(data).name());
|
typeid(data).name());
|
||||||
|
|
||||||
pc_error(data.rd);
|
pc_error(data.rd);
|
||||||
pc_error(data.rd);
|
pc_error(data.rd);
|
||||||
pc_error(data.rd);
|
pc_error(data.rd);
|
||||||
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.gpr[data.rm] * cpu.gpr[data.rs] +
|
gpr[data.rd] =
|
||||||
(data.acc ? cpu.gpr[data.rn] : 0);
|
gpr[data.rm] * gpr[data.rs] + (data.acc ? gpr[data.rn] : 0);
|
||||||
|
|
||||||
if (data.set) {
|
if (data.set) {
|
||||||
cpu.cpsr.set_z(cpu.gpr[data.rd] == 0);
|
cpsr.set_z(gpr[data.rd] == 0);
|
||||||
cpu.cpsr.set_n(get_bit(cpu.gpr[data.rd], 31));
|
cpsr.set_n(get_bit(gpr[data.rd], 31));
|
||||||
cpu.cpsr.set_c(0);
|
cpsr.set_c(0);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
},
|
},
|
||||||
[&cpu, pc_error](MultiplyLong& data) {
|
[this, pc_error](MultiplyLong& data) {
|
||||||
if (data.rdhi == data.rdlo || data.rdhi == data.rm ||
|
if (data.rdhi == data.rdlo || data.rdhi == data.rm ||
|
||||||
data.rdlo == data.rm)
|
data.rdlo == data.rm)
|
||||||
glogger.error("rdhi, rdlo and rm are not distinct in {}",
|
log_error("rdhi, rdlo and rm are not distinct in {}",
|
||||||
typeid(data).name());
|
typeid(data).name());
|
||||||
|
|
||||||
pc_error(data.rdhi);
|
pc_error(data.rdhi);
|
||||||
pc_error(data.rdlo);
|
pc_error(data.rdlo);
|
||||||
@@ -85,66 +89,60 @@ Instruction::exec(CpuImpl& cpu) {
|
|||||||
pc_error(data.rs);
|
pc_error(data.rs);
|
||||||
|
|
||||||
if (data.uns) {
|
if (data.uns) {
|
||||||
auto cast = [](uint32_t x) -> uint64_t {
|
|
||||||
return static_cast<uint64_t>(x);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
uint64_t eval =
|
uint64_t eval =
|
||||||
cast(cpu.gpr[data.rm]) * cast(cpu.gpr[data.rs]) +
|
static_cast<uint64_t>(gpr[data.rm]) *
|
||||||
(data.acc ? (cast(cpu.gpr[data.rdhi]) << 32) |
|
static_cast<uint64_t>(gpr[data.rs]) +
|
||||||
cast(cpu.gpr[data.rdlo])
|
(data.acc ? (static_cast<uint64_t>(gpr[data.rdhi]) << 32) |
|
||||||
|
static_cast<uint64_t>(gpr[data.rdlo])
|
||||||
: 0);
|
: 0);
|
||||||
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rdlo] = bit_range(eval, 0, 31);
|
gpr[data.rdlo] = bit_range(eval, 0, 31);
|
||||||
cpu.gpr[data.rdhi] = bit_range(eval, 32, 63);
|
gpr[data.rdhi] = bit_range(eval, 32, 63);
|
||||||
|
|
||||||
} else {
|
} else {
|
||||||
auto cast = [](uint32_t x) -> int64_t {
|
int64_t eval =
|
||||||
return static_cast<int64_t>(static_cast<int32_t>(x));
|
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);
|
||||||
|
|
||||||
int64_t eval = cast(cpu.gpr[data.rm]) * cast(cpu.gpr[data.rs]) +
|
gpr[data.rdlo] = bit_range(eval, 0, 31);
|
||||||
(data.acc ? (cast(cpu.gpr[data.rdhi]) << 32) |
|
gpr[data.rdhi] = bit_range(eval, 32, 63);
|
||||||
cast(cpu.gpr[data.rdlo])
|
|
||||||
: 0);
|
|
||||||
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rdlo] = bit_range(eval, 0, 31);
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rdhi] = bit_range(eval, 32, 63);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
if (data.set) {
|
if (data.set) {
|
||||||
cpu.cpsr.set_z(cpu.gpr[data.rdhi] == 0 &&
|
cpsr.set_z(gpr[data.rdhi] == 0 && gpr[data.rdlo] == 0);
|
||||||
cpu.gpr[data.rdlo] == 0);
|
cpsr.set_n(get_bit(gpr[data.rdhi], 31));
|
||||||
cpu.cpsr.set_n(get_bit(cpu.gpr[data.rdhi], 31));
|
cpsr.set_c(0);
|
||||||
cpu.cpsr.set_c(0);
|
cpsr.set_v(0);
|
||||||
cpu.cpsr.set_v(0);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
},
|
},
|
||||||
[](Undefined) { glogger.warn("Undefined instruction"); },
|
[](Undefined) { log_warn("Undefined instruction"); },
|
||||||
[&cpu, pc_error](SingleDataSwap& data) {
|
[this, pc_error](SingleDataSwap& data) {
|
||||||
pc_error(data.rm);
|
pc_error(data.rm);
|
||||||
pc_error(data.rn);
|
pc_error(data.rn);
|
||||||
pc_error(data.rd);
|
pc_error(data.rd);
|
||||||
|
|
||||||
if (data.byte) {
|
if (data.byte) {
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.bus->read_byte(cpu.gpr[data.rn]);
|
gpr[data.rd] = bus->read_byte(gpr[data.rn]);
|
||||||
cpu.bus->write_byte(cpu.gpr[data.rn], cpu.gpr[data.rm] & 0xFF);
|
bus->write_byte(gpr[data.rn], gpr[data.rm] & 0xFF);
|
||||||
} else {
|
} else {
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.bus->read_word(cpu.gpr[data.rn]);
|
gpr[data.rd] = bus->read_word(gpr[data.rn]);
|
||||||
cpu.bus->write_word(cpu.gpr[data.rn], cpu.gpr[data.rm]);
|
bus->write_word(gpr[data.rn], gpr[data.rm]);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
},
|
},
|
||||||
[&cpu, pc_warn, pc_error](SingleDataTransfer& data) {
|
[this, pc_warn, pc_error](SingleDataTransfer& data) {
|
||||||
uint32_t offset = 0;
|
uint32_t offset = 0;
|
||||||
uint32_t address = cpu.gpr[data.rn];
|
uint32_t address = gpr[data.rn];
|
||||||
|
|
||||||
if (!data.pre && data.write)
|
if (!data.pre && data.write)
|
||||||
glogger.warn("Write-back enabled with post-indexing in {}",
|
log_warn("Write-back enabled with post-indexing in {}",
|
||||||
typeid(data).name());
|
typeid(data).name());
|
||||||
|
|
||||||
if (data.rn == cpu.PC_INDEX && data.write)
|
if (data.rn == PC_INDEX && data.write)
|
||||||
glogger.warn("Write-back enabled with base register as PC {}",
|
log_warn("Write-back enabled with base register as PC {}",
|
||||||
typeid(data).name());
|
typeid(data).name());
|
||||||
|
|
||||||
if (data.write)
|
if (data.write)
|
||||||
pc_warn(data.rn);
|
pc_warn(data.rn);
|
||||||
@@ -156,86 +154,79 @@ Instruction::exec(CpuImpl& cpu) {
|
|||||||
} else if (const Shift* shift = std::get_if<Shift>(&data.offset)) {
|
} else if (const Shift* shift = std::get_if<Shift>(&data.offset)) {
|
||||||
uint8_t amount =
|
uint8_t amount =
|
||||||
(shift->data.immediate ? shift->data.operand
|
(shift->data.immediate ? shift->data.operand
|
||||||
: cpu.gpr[shift->data.operand] & 0xFF);
|
: gpr[shift->data.operand] & 0xFF);
|
||||||
|
|
||||||
bool carry = cpu.cpsr.c();
|
bool carry = cpsr.c();
|
||||||
|
|
||||||
if (!shift->data.immediate)
|
if (!shift->data.immediate)
|
||||||
pc_error(shift->data.operand);
|
pc_error(shift->data.operand);
|
||||||
pc_error(shift->rm);
|
pc_error(shift->rm);
|
||||||
|
|
||||||
offset = eval_shift(
|
offset =
|
||||||
shift->data.type, cpu.gpr[shift->rm], amount, carry);
|
eval_shift(shift->data.type, gpr[shift->rm], amount, carry);
|
||||||
|
|
||||||
cpu.cpsr.set_c(carry);
|
cpsr.set_c(carry);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// PC is always two instructions ahead
|
// PC is always two instructions ahead
|
||||||
if (data.rn == cpu.PC_INDEX)
|
if (data.rn == PC_INDEX)
|
||||||
address -= 2 * INSTRUCTION_SIZE;
|
address -= 2 * ARM_INSTRUCTION_SIZE;
|
||||||
|
|
||||||
if (data.pre)
|
if (data.pre)
|
||||||
address += (data.up ? offset : -offset);
|
address += (data.up ? offset : -offset);
|
||||||
|
|
||||||
|
debug(address);
|
||||||
|
|
||||||
// load
|
// load
|
||||||
if (data.load) {
|
if (data.load) {
|
||||||
// byte
|
// byte
|
||||||
if (data.byte)
|
if (data.byte)
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.bus->read_byte(address);
|
gpr[data.rd] = bus->read_byte(address);
|
||||||
// word
|
// word
|
||||||
else
|
else
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.bus->read_word(address);
|
gpr[data.rd] = bus->read_word(address);
|
||||||
// store
|
// store
|
||||||
} else {
|
} else {
|
||||||
// take PC into consideration
|
// take PC into consideration
|
||||||
if (data.rd == cpu.PC_INDEX)
|
if (data.rd == PC_INDEX)
|
||||||
address += INSTRUCTION_SIZE;
|
address += ARM_INSTRUCTION_SIZE;
|
||||||
|
|
||||||
// byte
|
// byte
|
||||||
if (data.byte)
|
if (data.byte)
|
||||||
cpu.bus->write_byte(address, cpu.gpr[data.rd] & 0xFF);
|
bus->write_byte(address, gpr[data.rd] & 0xFF);
|
||||||
// word
|
// word
|
||||||
else
|
else
|
||||||
cpu.bus->write_word(address, cpu.gpr[data.rd]);
|
bus->write_word(address, gpr[data.rd]);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
if (!data.pre)
|
if (!data.pre)
|
||||||
address += (data.up ? offset : -offset);
|
address += (data.up ? offset : -offset);
|
||||||
|
|
||||||
if (!data.pre || data.write)
|
if (!data.pre || data.write)
|
||||||
cpu.gpr[data.rn] = address;
|
gpr[data.rn] = address;
|
||||||
|
|
||||||
if (data.rd == cpu.PC_INDEX && data.load)
|
if (data.rd == PC_INDEX && data.load)
|
||||||
cpu.is_flushed = true;
|
is_flushed = true;
|
||||||
},
|
},
|
||||||
[&cpu, pc_warn, pc_error](HalfwordTransfer& data) {
|
[this, pc_warn, pc_error](HalfwordTransfer& data) {
|
||||||
uint32_t address = cpu.gpr[data.rn];
|
uint32_t address = gpr[data.rn];
|
||||||
uint32_t offset = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (!data.pre && data.write)
|
if (!data.pre && data.write)
|
||||||
glogger.error("Write-back enabled with post-indexing in {}",
|
log_error("Write-back enabled with post-indexing in {}",
|
||||||
typeid(data).name());
|
typeid(data).name());
|
||||||
|
|
||||||
if (data.sign && !data.load)
|
if (data.sign && !data.load)
|
||||||
glogger.error("Signed data found in {}", typeid(data).name());
|
log_error("Signed data found in {}", typeid(data).name());
|
||||||
|
|
||||||
if (data.write)
|
if (data.write)
|
||||||
pc_warn(data.rn);
|
pc_warn(data.rn);
|
||||||
|
|
||||||
// offset is register number (4 bits) when not an immediate
|
// offset is register number (4 bits) when not an immediate
|
||||||
if (!data.imm) {
|
if (!data.imm)
|
||||||
pc_error(data.offset);
|
pc_error(data.offset);
|
||||||
offset = cpu.gpr[data.offset];
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
offset = data.offset;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// PC is always two instructions ahead
|
|
||||||
if (data.rn == cpu.PC_INDEX)
|
|
||||||
address -= 2 * INSTRUCTION_SIZE;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (data.pre)
|
if (data.pre)
|
||||||
address += (data.up ? offset : -offset);
|
address += (data.up ? data.offset : -data.offset);
|
||||||
|
|
||||||
// load
|
// load
|
||||||
if (data.load) {
|
if (data.load) {
|
||||||
@@ -243,71 +234,69 @@ Instruction::exec(CpuImpl& cpu) {
|
|||||||
if (data.sign) {
|
if (data.sign) {
|
||||||
// halfword
|
// halfword
|
||||||
if (data.half) {
|
if (data.half) {
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.bus->read_halfword(address);
|
gpr[data.rd] = bus->read_halfword(address);
|
||||||
|
|
||||||
// sign extend the halfword
|
// sign extend the halfword
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] =
|
gpr[data.rd] =
|
||||||
(static_cast<int32_t>(cpu.gpr[data.rd]) << 16) >> 16;
|
(static_cast<int32_t>(gpr[data.rd]) << 16) >> 16;
|
||||||
|
|
||||||
// byte
|
// byte
|
||||||
} else {
|
} else {
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.bus->read_byte(address);
|
gpr[data.rd] = bus->read_byte(address);
|
||||||
|
|
||||||
// sign extend the byte
|
// sign extend the byte
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] =
|
gpr[data.rd] =
|
||||||
(static_cast<int32_t>(cpu.gpr[data.rd]) << 24) >> 24;
|
(static_cast<int32_t>(gpr[data.rd]) << 24) >> 24;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
// unsigned halfword
|
// unsigned halfword
|
||||||
} else if (data.half) {
|
} else if (data.half) {
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.bus->read_halfword(address);
|
gpr[data.rd] = bus->read_halfword(address);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
// store
|
// store
|
||||||
} else {
|
} else {
|
||||||
// take PC into consideration
|
// take PC into consideration
|
||||||
if (data.rd == cpu.PC_INDEX)
|
if (data.rd == PC_INDEX)
|
||||||
address += INSTRUCTION_SIZE;
|
address += ARM_INSTRUCTION_SIZE;
|
||||||
|
|
||||||
// halfword
|
// halfword
|
||||||
if (data.half)
|
if (data.half)
|
||||||
cpu.bus->write_halfword(address, cpu.gpr[data.rd]);
|
bus->write_halfword(address, gpr[data.rd]);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
if (!data.pre)
|
if (!data.pre)
|
||||||
address += (data.up ? offset : -offset);
|
address += (data.up ? data.offset : -data.offset);
|
||||||
|
|
||||||
if (!data.pre || data.write)
|
if (!data.pre || data.write)
|
||||||
cpu.gpr[data.rn] = address;
|
gpr[data.rn] = address;
|
||||||
|
|
||||||
if (data.rd == cpu.PC_INDEX && data.load)
|
if (data.rd == PC_INDEX && data.load)
|
||||||
cpu.is_flushed = true;
|
is_flushed = true;
|
||||||
},
|
},
|
||||||
[&cpu, pc_error](BlockDataTransfer& data) {
|
[this, pc_error](BlockDataTransfer& data) {
|
||||||
uint32_t address = cpu.gpr[data.rn];
|
uint32_t address = gpr[data.rn];
|
||||||
Mode mode = cpu.cpsr.mode();
|
Mode mode = cpsr.mode();
|
||||||
uint8_t alignment = 4; // word
|
uint8_t alignment = 4; // word
|
||||||
uint8_t i = 0;
|
uint8_t i = 0;
|
||||||
uint8_t n_regs = std::popcount(data.regs);
|
uint8_t n_regs = std::popcount(data.regs);
|
||||||
|
|
||||||
pc_error(data.rn);
|
pc_error(data.rn);
|
||||||
|
|
||||||
if (cpu.cpsr.mode() == Mode::User && data.s) {
|
if (cpsr.mode() == Mode::User && data.s) {
|
||||||
glogger.error("Bit S is set outside priviliged modes in {}",
|
log_error("Bit S is set outside priviliged modes in {}",
|
||||||
typeid(data).name());
|
typeid(data).name());
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// we just change modes to load user registers
|
// we just change modes to load user registers
|
||||||
if ((!get_bit(data.regs, cpu.PC_INDEX) && data.s) ||
|
if ((!get_bit(data.regs, PC_INDEX) && data.s) ||
|
||||||
(!data.load && data.s)) {
|
(!data.load && data.s)) {
|
||||||
cpu.chg_mode(Mode::User);
|
chg_mode(Mode::User);
|
||||||
|
|
||||||
if (data.write) {
|
if (data.write) {
|
||||||
glogger.error(
|
log_error("Write-back enable for user bank registers in {}",
|
||||||
"Write-back enable for user bank registers in {}",
|
typeid(data).name());
|
||||||
typeid(data).name());
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// TODO: clean this shit
|
|
||||||
// account for decrement
|
// account for decrement
|
||||||
if (!data.up)
|
if (!data.up)
|
||||||
address -= (n_regs - 1) * alignment;
|
address -= (n_regs - 1) * alignment;
|
||||||
@@ -316,22 +305,22 @@ Instruction::exec(CpuImpl& cpu) {
|
|||||||
address += (data.up ? alignment : -alignment);
|
address += (data.up ? alignment : -alignment);
|
||||||
|
|
||||||
if (data.load) {
|
if (data.load) {
|
||||||
if (get_bit(data.regs, cpu.PC_INDEX) && data.s && data.load) {
|
if (get_bit(data.regs, PC_INDEX) && data.s && data.load) {
|
||||||
// current mode's cpu.spsr is already loaded when it was
|
// current mode's spsr is already loaded when it was
|
||||||
// switched
|
// switched
|
||||||
cpu.spsr = cpu.cpsr;
|
spsr = cpsr;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
for (i = 0; i < cpu.GPR_COUNT; i++) {
|
for (i = 0; i < GPR_COUNT; i++) {
|
||||||
if (get_bit(data.regs, i)) {
|
if (get_bit(data.regs, i)) {
|
||||||
cpu.gpr[i] = cpu.bus->read_word(address);
|
gpr[i] = bus->read_word(address);
|
||||||
address += alignment;
|
address += alignment;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
} else {
|
} else {
|
||||||
for (i = 0; i < cpu.GPR_COUNT; i++) {
|
for (i = 0; i < GPR_COUNT; i++) {
|
||||||
if (get_bit(data.regs, i)) {
|
if (get_bit(data.regs, i)) {
|
||||||
cpu.bus->write_word(address, cpu.gpr[i]);
|
bus->write_word(address, gpr[i]);
|
||||||
address += alignment;
|
address += alignment;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@@ -343,140 +332,224 @@ Instruction::exec(CpuImpl& cpu) {
|
|||||||
// reset back to original address + offset if incremented earlier
|
// reset back to original address + offset if incremented earlier
|
||||||
if (data.up)
|
if (data.up)
|
||||||
address -= n_regs * alignment;
|
address -= n_regs * alignment;
|
||||||
else
|
|
||||||
address -= alignment;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (!data.pre || data.write)
|
if (!data.pre || data.write)
|
||||||
cpu.gpr[data.rn] = address;
|
gpr[data.rn] = address;
|
||||||
|
|
||||||
if (data.load && get_bit(data.regs, cpu.PC_INDEX))
|
if (data.load && get_bit(data.regs, PC_INDEX))
|
||||||
cpu.is_flushed = true;
|
is_flushed = true;
|
||||||
|
|
||||||
// load back the original mode registers
|
// load back the original mode registers
|
||||||
cpu.chg_mode(mode);
|
chg_mode(mode);
|
||||||
},
|
},
|
||||||
[&cpu, pc_error](PsrTransfer& data) {
|
[this, pc_error](PsrTransfer& data) {
|
||||||
if (data.spsr && cpu.cpsr.mode() == Mode::User) {
|
if (data.spsr && cpsr.mode() == Mode::User) {
|
||||||
glogger.error("Accessing CPU.SPSR in User mode in {}",
|
log_error("Accessing SPSR in User mode in {}",
|
||||||
typeid(data).name());
|
typeid(data).name());
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
Psr& psr = data.spsr ? cpu.spsr : cpu.cpsr;
|
Psr& psr = data.spsr ? spsr : cpsr;
|
||||||
|
|
||||||
switch (data.type) {
|
switch (data.type) {
|
||||||
case PsrTransfer::Type::Mrs:
|
case PsrTransfer::Type::Mrs:
|
||||||
pc_error(data.operand);
|
pc_error(data.operand);
|
||||||
cpu.gpr[data.operand] = psr.raw();
|
gpr[data.operand] = psr.raw();
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
case PsrTransfer::Type::Msr:
|
case PsrTransfer::Type::Msr:
|
||||||
pc_error(data.operand);
|
pc_error(data.operand);
|
||||||
|
|
||||||
if (cpu.cpsr.mode() != Mode::User) {
|
if (cpsr.mode() != Mode::User) {
|
||||||
psr.set_all(cpu.gpr[data.operand]);
|
psr.set_all(gpr[data.operand]);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
case PsrTransfer::Type::Msr_flg:
|
case PsrTransfer::Type::Msr_flg:
|
||||||
uint32_t operand =
|
psr.set_n(get_bit(data.operand, 31));
|
||||||
(data.imm ? data.operand : cpu.gpr[data.operand]);
|
psr.set_z(get_bit(data.operand, 30));
|
||||||
psr.set_n(get_bit(operand, 31));
|
psr.set_c(get_bit(data.operand, 29));
|
||||||
psr.set_z(get_bit(operand, 30));
|
psr.set_v(get_bit(data.operand, 28));
|
||||||
psr.set_c(get_bit(operand, 29));
|
|
||||||
psr.set_v(get_bit(operand, 28));
|
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
},
|
},
|
||||||
[&cpu, pc_error](DataProcessing& data) {
|
[this, pc_error](DataProcessing& data) {
|
||||||
using OpCode = DataProcessing::OpCode;
|
uint32_t op_1 = gpr[data.rn];
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t op_1 = cpu.gpr[data.rn];
|
|
||||||
uint32_t op_2 = 0;
|
uint32_t op_2 = 0;
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t result = 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 =
|
if (const uint32_t* immediate =
|
||||||
std::get_if<uint32_t>(&data.operand)) {
|
std::get_if<uint32_t>(&data.operand)) {
|
||||||
op_2 = *immediate;
|
op_2 = *immediate;
|
||||||
} else if (const Shift* shift = std::get_if<Shift>(&data.operand)) {
|
} else if (const Shift* shift = std::get_if<Shift>(&data.operand)) {
|
||||||
uint8_t amount =
|
uint8_t amount =
|
||||||
(shift->data.immediate ? shift->data.operand
|
(shift->data.immediate ? shift->data.operand
|
||||||
: cpu.gpr[shift->data.operand] & 0xFF);
|
: gpr[shift->data.operand] & 0xFF);
|
||||||
|
|
||||||
bool carry = cpu.cpsr.c();
|
bool carry = cpsr.c();
|
||||||
|
|
||||||
if (!shift->data.immediate)
|
if (!shift->data.immediate)
|
||||||
pc_error(shift->data.operand);
|
pc_error(shift->data.operand);
|
||||||
pc_error(shift->rm);
|
pc_error(shift->rm);
|
||||||
|
|
||||||
op_2 = eval_shift(
|
op_2 =
|
||||||
shift->data.type, cpu.gpr[shift->rm], amount, carry);
|
eval_shift(shift->data.type, gpr[shift->rm], amount, carry);
|
||||||
|
|
||||||
cpu.cpsr.set_c(carry);
|
cpsr.set_c(carry);
|
||||||
|
|
||||||
// PC is 12 bytes ahead when shifting
|
// PC is 12 bytes ahead when shifting
|
||||||
if (data.rn == cpu.PC_INDEX)
|
if (data.rn == PC_INDEX)
|
||||||
op_1 += INSTRUCTION_SIZE;
|
op_1 += ARM_INSTRUCTION_SIZE;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
bool overflow = cpu.cpsr.v();
|
|
||||||
bool carry = cpu.cpsr.c();
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (data.opcode) {
|
switch (data.opcode) {
|
||||||
case OpCode::AND:
|
case OpCode::AND: {
|
||||||
case OpCode::TST:
|
|
||||||
result = op_1 & op_2;
|
result = op_1 & op_2;
|
||||||
result = op_1 & op_2;
|
|
||||||
break;
|
negative = get_bit(result, 31);
|
||||||
case OpCode::EOR:
|
} break;
|
||||||
case OpCode::TEQ:
|
case OpCode::EOR: {
|
||||||
result = op_1 ^ op_2;
|
result = op_1 ^ op_2;
|
||||||
break;
|
|
||||||
case OpCode::SUB:
|
negative = get_bit(result, 31);
|
||||||
case OpCode::CMP:
|
} break;
|
||||||
result = sub(op_1, op_2, carry, overflow);
|
case OpCode::SUB: {
|
||||||
break;
|
bool s1 = get_bit(op_1, 31);
|
||||||
case OpCode::RSB:
|
bool s2 = get_bit(op_2, 31);
|
||||||
result = sub(op_2, op_1, carry, overflow);
|
result = op_1 - op_2;
|
||||||
break;
|
negative = get_bit(result, 31);
|
||||||
case OpCode::ADD:
|
carry = op_1 < op_2;
|
||||||
case OpCode::CMN:
|
overflow = s1 != s2 && s2 == negative;
|
||||||
result = add(op_1, op_2, carry, overflow);
|
} break;
|
||||||
break;
|
case OpCode::RSB: {
|
||||||
case OpCode::ADC:
|
bool s1 = get_bit(op_1, 31);
|
||||||
result = add(op_1, op_2, carry, overflow, carry);
|
bool s2 = get_bit(op_2, 31);
|
||||||
break;
|
result = op_2 - op_1;
|
||||||
case OpCode::SBC:
|
|
||||||
result = sbc(op_1, op_2, carry, overflow, carry);
|
negative = get_bit(result, 31);
|
||||||
break;
|
carry = op_2 < op_1;
|
||||||
case OpCode::RSC:
|
overflow = s1 != s2 && s1 == negative;
|
||||||
result = sbc(op_2, op_1, carry, overflow, carry);
|
} break;
|
||||||
break;
|
case OpCode::ADD: {
|
||||||
case OpCode::ORR:
|
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;
|
result = op_1 | op_2;
|
||||||
break;
|
|
||||||
case OpCode::MOV:
|
negative = get_bit(result, 31);
|
||||||
|
} break;
|
||||||
|
case OpCode::MOV: {
|
||||||
result = op_2;
|
result = op_2;
|
||||||
break;
|
|
||||||
case OpCode::BIC:
|
negative = get_bit(result, 31);
|
||||||
|
} break;
|
||||||
|
case OpCode::BIC: {
|
||||||
result = op_1 & ~op_2;
|
result = op_1 & ~op_2;
|
||||||
break;
|
|
||||||
case OpCode::MVN:
|
negative = get_bit(result, 31);
|
||||||
|
} break;
|
||||||
|
case OpCode::MVN: {
|
||||||
result = ~op_2;
|
result = ~op_2;
|
||||||
break;
|
|
||||||
|
negative = get_bit(result, 31);
|
||||||
|
} break;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
auto set_conditions = [&cpu, carry, overflow, result]() {
|
zero = result == 0;
|
||||||
cpu.cpsr.set_c(carry);
|
|
||||||
cpu.cpsr.set_v(overflow);
|
debug(carry);
|
||||||
cpu.cpsr.set_n(get_bit(result, 31));
|
debug(overflow);
|
||||||
cpu.cpsr.set_z(result == 0);
|
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.set) {
|
||||||
if (data.rd == cpu.PC_INDEX) {
|
if (data.rd == 15) {
|
||||||
if (cpu.cpsr.mode() == Mode::User)
|
if (cpsr.mode() == Mode::User)
|
||||||
glogger.error("Running {} in User mode",
|
log_error("Running {} in User mode",
|
||||||
typeid(data).name());
|
typeid(data).name());
|
||||||
cpu.spsr = cpu.cpsr;
|
|
||||||
} else {
|
} else {
|
||||||
set_conditions();
|
set_conditions();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@@ -486,19 +559,18 @@ Instruction::exec(CpuImpl& cpu) {
|
|||||||
data.opcode == OpCode::CMP || data.opcode == OpCode::CMN) {
|
data.opcode == OpCode::CMP || data.opcode == OpCode::CMN) {
|
||||||
set_conditions();
|
set_conditions();
|
||||||
} else {
|
} else {
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = result;
|
gpr[data.rd] = result;
|
||||||
if (data.rd == cpu.PC_INDEX || data.opcode == OpCode::MVN)
|
if (data.rd == 15 || data.opcode == OpCode::MVN)
|
||||||
cpu.is_flushed = true;
|
is_flushed = true;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
},
|
},
|
||||||
[&cpu](SoftwareInterrupt) {
|
[this](SoftwareInterrupt) {
|
||||||
cpu.chg_mode(Mode::Supervisor);
|
chg_mode(Mode::Supervisor);
|
||||||
cpu.pc = 0x08;
|
pc = 0x08;
|
||||||
cpu.spsr = cpu.cpsr;
|
spsr = cpsr;
|
||||||
},
|
},
|
||||||
[](auto& data) {
|
[](auto& data) {
|
||||||
glogger.error("Unimplemented {} instruction", typeid(data).name());
|
log_error("Unimplemented {} instruction", typeid(data).name());
|
||||||
} },
|
} },
|
||||||
data);
|
data);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,8 +1,10 @@
|
|||||||
#include "instruction.hh"
|
#include "cpu/arm/instruction.hh"
|
||||||
|
#include "cpu/utility.hh"
|
||||||
#include "util/bits.hh"
|
#include "util/bits.hh"
|
||||||
#include <iterator>
|
#include <iterator>
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar::arm {
|
using namespace arm;
|
||||||
|
|
||||||
Instruction::Instruction(uint32_t insn)
|
Instruction::Instruction(uint32_t insn)
|
||||||
: condition(static_cast<Condition>(bit_range(insn, 28, 31))) {
|
: condition(static_cast<Condition>(bit_range(insn, 28, 31))) {
|
||||||
// Branch and exhcange
|
// Branch and exhcange
|
||||||
@@ -19,7 +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 * INSTRUCTION_SIZE;
|
offset += 2 * ARM_INSTRUCTION_SIZE;
|
||||||
|
|
||||||
data = Branch{ .link = link, .offset = offset };
|
data = Branch{ .link = link, .offset = offset };
|
||||||
|
|
||||||
@@ -150,8 +152,6 @@ Instruction::Instruction(uint32_t insn)
|
|||||||
|
|
||||||
// Data Processing
|
// Data Processing
|
||||||
} else if ((insn & 0x0C000000) == 0x00000000) {
|
} else if ((insn & 0x0C000000) == 0x00000000) {
|
||||||
using OpCode = DataProcessing::OpCode;
|
|
||||||
|
|
||||||
uint8_t rd = bit_range(insn, 12, 15);
|
uint8_t rd = bit_range(insn, 12, 15);
|
||||||
uint8_t rn = bit_range(insn, 16, 19);
|
uint8_t rn = bit_range(insn, 16, 19);
|
||||||
bool set = get_bit(insn, 20);
|
bool set = get_bit(insn, 20);
|
||||||
@@ -273,4 +273,225 @@ Instruction::Instruction(uint32_t insn)
|
|||||||
data = Undefined{};
|
data = Undefined{};
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
std::string
|
||||||
|
Instruction::disassemble() {
|
||||||
|
// goddamn this is gore
|
||||||
|
// TODO: make this less ugly
|
||||||
|
return std::visit(
|
||||||
|
overloaded{
|
||||||
|
[this](BranchAndExchange& data) {
|
||||||
|
return fmt::format("BX{} R{:d}", condition, data.rn);
|
||||||
|
},
|
||||||
|
[this](Branch& data) {
|
||||||
|
return fmt::format(
|
||||||
|
"B{}{} 0x{:06X}", (data.link ? "L" : ""), condition, data.offset);
|
||||||
|
},
|
||||||
|
[this](Multiply& data) {
|
||||||
|
if (data.acc) {
|
||||||
|
return fmt::format("MLA{}{} R{:d},R{:d},R{:d},R{:d}",
|
||||||
|
condition,
|
||||||
|
(data.set ? "S" : ""),
|
||||||
|
data.rd,
|
||||||
|
data.rm,
|
||||||
|
data.rs,
|
||||||
|
data.rn);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
return fmt::format("MUL{}{} R{:d},R{:d},R{:d}",
|
||||||
|
condition,
|
||||||
|
(data.set ? "S" : ""),
|
||||||
|
data.rd,
|
||||||
|
data.rm,
|
||||||
|
data.rs);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
},
|
||||||
|
[this](MultiplyLong& data) {
|
||||||
|
return fmt::format("{}{}{}{} R{:d},R{:d},R{:d},R{:d}",
|
||||||
|
(data.uns ? 'U' : 'S'),
|
||||||
|
(data.acc ? "MLAL" : "MULL"),
|
||||||
|
condition,
|
||||||
|
(data.set ? "S" : ""),
|
||||||
|
data.rdlo,
|
||||||
|
data.rdhi,
|
||||||
|
data.rm,
|
||||||
|
data.rs);
|
||||||
|
},
|
||||||
|
[](Undefined) { return std::string("UND"); },
|
||||||
|
[this](SingleDataSwap& data) {
|
||||||
|
return fmt::format("SWP{}{} R{:d},R{:d},[R{:d}]",
|
||||||
|
condition,
|
||||||
|
(data.byte ? "B" : ""),
|
||||||
|
data.rd,
|
||||||
|
data.rm,
|
||||||
|
data.rn);
|
||||||
|
},
|
||||||
|
[this](SingleDataTransfer& data) {
|
||||||
|
std::string expression;
|
||||||
|
std::string address;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (const uint16_t* offset = std::get_if<uint16_t>(&data.offset)) {
|
||||||
|
if (*offset == 0) {
|
||||||
|
expression = "";
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
expression =
|
||||||
|
fmt::format(",{}#{:d}", (data.up ? '+' : '-'), *offset);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
} else if (const Shift* shift = std::get_if<Shift>(&data.offset)) {
|
||||||
|
// Shifts are always immediate in single data transfer
|
||||||
|
expression = fmt::format(",{}R{:d},{} #{:d}",
|
||||||
|
(data.up ? '+' : '-'),
|
||||||
|
shift->rm,
|
||||||
|
shift->data.type,
|
||||||
|
shift->data.operand);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return fmt::format(
|
||||||
|
"{}{}{}{} R{:d},[R{:d}{}]{}",
|
||||||
|
(data.load ? "LDR" : "STR"),
|
||||||
|
condition,
|
||||||
|
(data.byte ? "B" : ""),
|
||||||
|
(!data.pre && data.write ? "T" : ""),
|
||||||
|
data.rd,
|
||||||
|
data.rn,
|
||||||
|
(data.pre ? expression : ""),
|
||||||
|
(data.pre ? (data.write ? "!" : "") : expression));
|
||||||
|
},
|
||||||
|
[this](HalfwordTransfer& data) {
|
||||||
|
std::string expression;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (data.imm) {
|
||||||
|
if (data.offset == 0) {
|
||||||
|
expression = "";
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
expression = fmt::format(
|
||||||
|
",{}#{:d}", (data.up ? '+' : '-'), data.offset);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
expression =
|
||||||
|
fmt::format(",{}R{:d}", (data.up ? '+' : '-'), data.offset);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return fmt::format(
|
||||||
|
"{}{}{}{} R{:d},[R{:d}{}]{}",
|
||||||
|
(data.load ? "LDR" : "STR"),
|
||||||
|
condition,
|
||||||
|
(data.sign ? "S" : ""),
|
||||||
|
(data.half ? 'H' : 'B'),
|
||||||
|
data.rd,
|
||||||
|
data.rn,
|
||||||
|
(data.pre ? expression : ""),
|
||||||
|
(data.pre ? (data.write ? "!" : "") : expression));
|
||||||
|
},
|
||||||
|
[this](BlockDataTransfer& data) {
|
||||||
|
std::string regs;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (uint8_t i = 0; i < 16; i++) {
|
||||||
|
if (get_bit(data.regs, i))
|
||||||
|
fmt::format_to(std::back_inserter(regs), "R{:d},", i);
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
regs.pop_back();
|
||||||
|
|
||||||
|
return fmt::format("{}{}{}{} R{:d}{},{{{}}}{}",
|
||||||
|
(data.load ? "LDM" : "STM"),
|
||||||
|
condition,
|
||||||
|
(data.up ? 'I' : 'D'),
|
||||||
|
(data.pre ? 'B' : 'A'),
|
||||||
|
data.rn,
|
||||||
|
(data.write ? "!" : ""),
|
||||||
|
regs,
|
||||||
|
(data.s ? "^" : ""));
|
||||||
|
},
|
||||||
|
[this](PsrTransfer& data) {
|
||||||
|
if (data.type == PsrTransfer::Type::Mrs) {
|
||||||
|
return fmt::format("MRS{} R{:d},{}",
|
||||||
|
condition,
|
||||||
|
data.operand,
|
||||||
|
(data.spsr ? "SPSR_all" : "CPSR_all"));
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
return fmt::format(
|
||||||
|
"MSR{} {}_{},{}{}",
|
||||||
|
condition,
|
||||||
|
(data.spsr ? "SPSR" : "CPSR"),
|
||||||
|
(data.type == PsrTransfer::Type::Msr_flg ? "flg" : "all"),
|
||||||
|
(data.imm ? '#' : 'R'),
|
||||||
|
data.operand);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
},
|
||||||
|
[this](DataProcessing& data) {
|
||||||
|
std::string op_2;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (const uint32_t* operand =
|
||||||
|
std::get_if<uint32_t>(&data.operand)) {
|
||||||
|
op_2 = fmt::format("#{:d}", *operand);
|
||||||
|
} else if (const Shift* shift = std::get_if<Shift>(&data.operand)) {
|
||||||
|
op_2 = fmt::format("R{:d},{} {}{:d}",
|
||||||
|
shift->rm,
|
||||||
|
shift->data.type,
|
||||||
|
(shift->data.immediate ? '#' : 'R'),
|
||||||
|
shift->data.operand);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (data.opcode) {
|
||||||
|
case OpCode::MOV:
|
||||||
|
case OpCode::MVN:
|
||||||
|
return fmt::format("{}{}{} R{:d},{}",
|
||||||
|
data.opcode,
|
||||||
|
condition,
|
||||||
|
(data.set ? "S" : ""),
|
||||||
|
data.rd,
|
||||||
|
op_2);
|
||||||
|
case OpCode::TST:
|
||||||
|
case OpCode::TEQ:
|
||||||
|
case OpCode::CMP:
|
||||||
|
case OpCode::CMN:
|
||||||
|
return fmt::format(
|
||||||
|
"{}{} R{:d},{}", data.opcode, condition, data.rn, op_2);
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
return fmt::format("{}{}{} R{:d},R{:d},{}",
|
||||||
|
data.opcode,
|
||||||
|
condition,
|
||||||
|
(data.set ? "S" : ""),
|
||||||
|
data.rd,
|
||||||
|
data.rn,
|
||||||
|
op_2);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
},
|
||||||
|
[this](SoftwareInterrupt) { return fmt::format("SWI{}", condition); },
|
||||||
|
[this](CoprocessorDataTransfer& data) {
|
||||||
|
std::string expression = fmt::format(",#{:d}", data.offset);
|
||||||
|
return fmt::format(
|
||||||
|
"{}{}{} p{:d},c{:d},[R{:d}{}]{}",
|
||||||
|
(data.load ? "LDC" : "STC"),
|
||||||
|
condition,
|
||||||
|
(data.len ? "L" : ""),
|
||||||
|
data.cpn,
|
||||||
|
data.crd,
|
||||||
|
data.rn,
|
||||||
|
(data.pre ? expression : ""),
|
||||||
|
(data.pre ? (data.write ? "!" : "") : expression));
|
||||||
|
},
|
||||||
|
[this](CoprocessorDataOperation& data) {
|
||||||
|
return fmt::format("CDP{} p{},{},c{},c{},c{},{}",
|
||||||
|
condition,
|
||||||
|
data.cpn,
|
||||||
|
data.cp_opc,
|
||||||
|
data.crd,
|
||||||
|
data.crn,
|
||||||
|
data.crm,
|
||||||
|
data.cp);
|
||||||
|
},
|
||||||
|
[this](CoprocessorRegisterTransfer& data) {
|
||||||
|
return fmt::format("{}{} p{},{},R{},c{},c{},{}",
|
||||||
|
(data.load ? "MRC" : "MCR"),
|
||||||
|
condition,
|
||||||
|
data.cpn,
|
||||||
|
data.cp_opc,
|
||||||
|
data.rd,
|
||||||
|
data.crn,
|
||||||
|
data.crm,
|
||||||
|
data.cp);
|
||||||
|
},
|
||||||
|
[](auto) { return std::string("unknown instruction"); } },
|
||||||
|
data);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,8 +1,4 @@
|
|||||||
lib_sources += files(
|
lib_sources += files(
|
||||||
'instruction.cc',
|
'instruction.cc',
|
||||||
'exec.cc'
|
'exec.cc'
|
||||||
)
|
)
|
||||||
|
|
||||||
if get_option('disassembler')
|
|
||||||
lib_sources += files('disassembler.cc')
|
|
||||||
endif
|
|
||||||
@@ -1,160 +0,0 @@
|
|||||||
#include "cpu-impl.hh"
|
|
||||||
#include "cpu/arm/instruction.hh"
|
|
||||||
#include "cpu/thumb/instruction.hh"
|
|
||||||
#include "util/bits.hh"
|
|
||||||
#include "util/log.hh"
|
|
||||||
#include <algorithm>
|
|
||||||
#include <cstdio>
|
|
||||||
#include <type_traits>
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
|
||||||
CpuImpl::CpuImpl(const Bus& bus) noexcept
|
|
||||||
: bus(std::make_shared<Bus>(bus))
|
|
||||||
, gpr({ 0 })
|
|
||||||
, cpsr(0)
|
|
||||||
, spsr(0)
|
|
||||||
, gpr_banked({ { 0 }, { 0 }, { 0 }, { 0 }, { 0 }, { 0 } })
|
|
||||||
, spsr_banked({ 0, 0, 0, 0, 0 })
|
|
||||||
, is_flushed(false) {
|
|
||||||
cpsr.set_mode(Mode::Supervisor);
|
|
||||||
cpsr.set_irq_disabled(true);
|
|
||||||
cpsr.set_fiq_disabled(true);
|
|
||||||
cpsr.set_state(State::Arm);
|
|
||||||
glogger.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) {
|
|
||||||
arm::Instruction instruction(bus->read_word(cur_pc));
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
glogger.info("0x{:08X} : {}", cur_pc, instruction.disassemble());
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
|
|
||||||
instruction.exec(*this);
|
|
||||||
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
thumb::Instruction instruction(bus->read_halfword(cur_pc));
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
glogger.info("0x{:08X} : {}", cur_pc, instruction.disassemble(cur_pc));
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
|
|
||||||
instruction.exec(*this);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// advance PC
|
|
||||||
{
|
|
||||||
size_t size = cpsr.state() == State::Arm ? arm::INSTRUCTION_SIZE
|
|
||||||
: thumb::INSTRUCTION_SIZE;
|
|
||||||
|
|
||||||
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 * size;
|
|
||||||
is_flushed = false;
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
// if not flushed continue like normal
|
|
||||||
pc += size;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,70 +0,0 @@
|
|||||||
#pragma once
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "arm/instruction.hh"
|
|
||||||
#include "bus.hh"
|
|
||||||
#include "cpu/psr.hh"
|
|
||||||
#include "thumb/instruction.hh"
|
|
||||||
|
|
||||||
#include <cstdint>
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
|
||||||
class CpuImpl {
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
CpuImpl(const Bus& bus) noexcept;
|
|
||||||
|
|
||||||
void step();
|
|
||||||
void chg_mode(const Mode to);
|
|
||||||
|
|
||||||
private:
|
|
||||||
friend void arm::Instruction::exec(CpuImpl& cpu);
|
|
||||||
friend void thumb::Instruction::exec(CpuImpl& cpu);
|
|
||||||
|
|
||||||
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 SP_INDEX = 13;
|
|
||||||
static_assert(SP_INDEX < GPR_COUNT);
|
|
||||||
uint32_t& sp = gpr[SP_INDEX];
|
|
||||||
|
|
||||||
static constexpr uint8_t LR_INDEX = 14;
|
|
||||||
static_assert(LR_INDEX < GPR_COUNT);
|
|
||||||
uint32_t& lr = gpr[LR_INDEX];
|
|
||||||
|
|
||||||
static constexpr uint8_t PC_INDEX = 15;
|
|
||||||
static_assert(PC_INDEX < GPR_COUNT);
|
|
||||||
uint32_t& pc = gpr[PC_INDEX];
|
|
||||||
|
|
||||||
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
|
|
||||||
|
|
||||||
bool is_flushed;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
}
|
|
||||||
144
src/cpu/cpu.cc
144
src/cpu/cpu.cc
@@ -1,14 +1,144 @@
|
|||||||
#include "cpu/cpu.hh"
|
#include "cpu/cpu.hh"
|
||||||
#include "cpu-impl.hh"
|
#include "cpu/utility.hh"
|
||||||
|
#include "util/bits.hh"
|
||||||
|
#include "util/log.hh"
|
||||||
|
#include <algorithm>
|
||||||
|
#include <cstdio>
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
using namespace logger;
|
||||||
Cpu::Cpu(const Bus& bus) noexcept
|
|
||||||
: impl(std::make_unique<CpuImpl>(bus)){};
|
|
||||||
|
|
||||||
Cpu::~Cpu() = default;
|
Cpu::Cpu(const Bus& bus)
|
||||||
|
: 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
|
void
|
||||||
Cpu::step() {
|
Cpu::step() {
|
||||||
impl->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;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,9 +1,7 @@
|
|||||||
lib_sources += files(
|
lib_sources += files(
|
||||||
'cpu-impl.cc',
|
|
||||||
'cpu.cc',
|
'cpu.cc',
|
||||||
'psr.cc',
|
'psr.cc',
|
||||||
'alu.cc'
|
'utility.cc'
|
||||||
)
|
)
|
||||||
|
|
||||||
subdir('arm')
|
subdir('arm')
|
||||||
subdir('thumb')
|
|
||||||
@@ -1,8 +1,7 @@
|
|||||||
#include "psr.hh"
|
#include "cpu/psr.hh"
|
||||||
#include "util/bits.hh"
|
#include "util/bits.hh"
|
||||||
#include "util/log.hh"
|
#include "util/log.hh"
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
|
||||||
Psr::Psr(uint32_t raw)
|
Psr::Psr(uint32_t raw)
|
||||||
: psr(raw & PSR_CLEAR_RESERVED) {}
|
: psr(raw & PSR_CLEAR_RESERVED) {}
|
||||||
|
|
||||||
@@ -13,7 +12,7 @@ Psr::raw() const {
|
|||||||
|
|
||||||
void
|
void
|
||||||
Psr::set_all(uint32_t raw) {
|
Psr::set_all(uint32_t raw) {
|
||||||
psr = raw;
|
psr = raw & ~PSR_CLEAR_RESERVED;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
Mode
|
Mode
|
||||||
@@ -96,4 +95,3 @@ Psr::condition(Condition cond) const {
|
|||||||
|
|
||||||
return false;
|
return false;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|||||||
123
src/cpu/psr.hh
123
src/cpu/psr.hh
@@ -1,123 +0,0 @@
|
|||||||
#pragma once
|
|
||||||
|
|
||||||
#include <cstdint>
|
|
||||||
#include <fmt/ostream.h>
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
|
||||||
enum class Mode {
|
|
||||||
/* M[4:0] in PSR */
|
|
||||||
User = 0b10000,
|
|
||||||
Fiq = 0b10001,
|
|
||||||
Irq = 0b10010,
|
|
||||||
Supervisor = 0b10011,
|
|
||||||
Abort = 0b10111,
|
|
||||||
Undefined = 0b11011,
|
|
||||||
System = 0b11111,
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
enum class State {
|
|
||||||
Arm = 0,
|
|
||||||
Thumb = 1
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
enum class Condition {
|
|
||||||
EQ = 0b0000,
|
|
||||||
NE = 0b0001,
|
|
||||||
CS = 0b0010,
|
|
||||||
CC = 0b0011,
|
|
||||||
MI = 0b0100,
|
|
||||||
PL = 0b0101,
|
|
||||||
VS = 0b0110,
|
|
||||||
VC = 0b0111,
|
|
||||||
HI = 0b1000,
|
|
||||||
LS = 0b1001,
|
|
||||||
GE = 0b1010,
|
|
||||||
LT = 0b1011,
|
|
||||||
GT = 0b1100,
|
|
||||||
LE = 0b1101,
|
|
||||||
AL = 0b1110
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
constexpr auto
|
|
||||||
stringify(Condition cond) {
|
|
||||||
|
|
||||||
#define CASE(cond) \
|
|
||||||
case Condition::cond: \
|
|
||||||
return #cond;
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (cond) {
|
|
||||||
CASE(EQ)
|
|
||||||
CASE(NE)
|
|
||||||
CASE(CS)
|
|
||||||
CASE(CC)
|
|
||||||
CASE(MI)
|
|
||||||
CASE(PL)
|
|
||||||
CASE(VS)
|
|
||||||
CASE(VC)
|
|
||||||
CASE(HI)
|
|
||||||
CASE(LS)
|
|
||||||
CASE(GE)
|
|
||||||
CASE(LT)
|
|
||||||
CASE(GT)
|
|
||||||
CASE(LE)
|
|
||||||
case Condition::AL: {
|
|
||||||
return "";
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
#undef CASE
|
|
||||||
|
|
||||||
return "";
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
class Psr {
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
// clear the reserved bits i.e, [8:27]
|
|
||||||
Psr(uint32_t raw);
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t raw() const;
|
|
||||||
void set_all(uint32_t raw);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Mode : [4:0]
|
|
||||||
Mode mode() const;
|
|
||||||
void set_mode(Mode mode);
|
|
||||||
|
|
||||||
// State : [5]
|
|
||||||
State state() const;
|
|
||||||
void set_state(State state);
|
|
||||||
|
|
||||||
#define GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS(name) \
|
|
||||||
bool name() const; \
|
|
||||||
void set_##name(bool val);
|
|
||||||
|
|
||||||
// FIQ disable : [6]
|
|
||||||
GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS(fiq_disabled)
|
|
||||||
|
|
||||||
// IRQ disable : [7]
|
|
||||||
GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS(irq_disabled)
|
|
||||||
|
|
||||||
// Reserved bits : [27:8]
|
|
||||||
|
|
||||||
// Overflow flag : [28]
|
|
||||||
GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS(v)
|
|
||||||
|
|
||||||
// Carry flag : [29]
|
|
||||||
GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS(c)
|
|
||||||
|
|
||||||
// Zero flag : [30]
|
|
||||||
GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS(z)
|
|
||||||
|
|
||||||
// Negative flag : [30]
|
|
||||||
GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS(n)
|
|
||||||
|
|
||||||
#undef GET_SET_NTH_BIT_FUNCTIONS
|
|
||||||
|
|
||||||
bool condition(Condition cond) const;
|
|
||||||
|
|
||||||
private:
|
|
||||||
static constexpr uint32_t PSR_CLEAR_RESERVED = 0xF00000FF;
|
|
||||||
static constexpr uint32_t PSR_CLEAR_MODE = 0xFFFFFFE0;
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t psr;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,154 +0,0 @@
|
|||||||
#include "instruction.hh"
|
|
||||||
#include "util/bits.hh"
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar::thumb {
|
|
||||||
std::string
|
|
||||||
Instruction::disassemble(uint32_t pc) {
|
|
||||||
return std::visit(
|
|
||||||
overloaded{
|
|
||||||
[](MoveShiftedRegister& data) {
|
|
||||||
return fmt::format("{} R{:d},R{:d},#{:d}",
|
|
||||||
stringify(data.opcode),
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
data.rs,
|
|
||||||
data.offset);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](AddSubtract& data) {
|
|
||||||
return fmt::format("{} R{:d},R{:d},{}{:d}",
|
|
||||||
stringify(data.opcode),
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
data.rs,
|
|
||||||
(data.imm ? '#' : 'R'),
|
|
||||||
data.offset);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](MovCmpAddSubImmediate& data) {
|
|
||||||
return fmt::format(
|
|
||||||
"{} R{:d},#{:d}", stringify(data.opcode), data.rd, data.offset);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](AluOperations& data) {
|
|
||||||
return fmt::format(
|
|
||||||
"{} R{:d},R{:d}", stringify(data.opcode), data.rd, data.rs);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](HiRegisterOperations& data) {
|
|
||||||
if (data.opcode == HiRegisterOperations::OpCode::BX) {
|
|
||||||
return fmt::format("{} R{:d}", stringify(data.opcode), data.rs);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return fmt::format(
|
|
||||||
"{} R{:d},R{:d}", stringify(data.opcode), data.rd, data.rs);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
|
|
||||||
[](PcRelativeLoad& data) {
|
|
||||||
return fmt::format("LDR R{:d},[PC,#{:d}]", data.rd, data.word);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](LoadStoreRegisterOffset& data) {
|
|
||||||
return fmt::format("{}{} R{:d},[R{:d},R{:d}]",
|
|
||||||
(data.load ? "LDR" : "STR"),
|
|
||||||
(data.byte ? "B" : ""),
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
data.rb,
|
|
||||||
data.ro);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](LoadStoreSignExtendedHalfword& data) {
|
|
||||||
if (!data.s && !data.h) {
|
|
||||||
return fmt::format(
|
|
||||||
"STRH R{:d},[R{:d},R{:d}]", data.rd, data.rb, data.ro);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return fmt::format("{}{} R{:d},[R{:d},R{:d}]",
|
|
||||||
(data.s ? "LDS" : "LDR"),
|
|
||||||
(data.h ? 'H' : 'B'),
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
data.rb,
|
|
||||||
data.ro);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](LoadStoreImmediateOffset& data) {
|
|
||||||
return fmt::format("{}{} R{:d},[R{:d},#{:d}]",
|
|
||||||
(data.load ? "LDR" : "STR"),
|
|
||||||
(data.byte ? "B" : ""),
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
data.rb,
|
|
||||||
data.offset);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](LoadStoreHalfword& data) {
|
|
||||||
return fmt::format("{} R{:d},[R{:d},#{:d}]",
|
|
||||||
(data.load ? "LDRH" : "STRH"),
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
data.rb,
|
|
||||||
data.offset);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](SpRelativeLoad& data) {
|
|
||||||
return fmt::format("{} R{:d},[SP,#{:d}]",
|
|
||||||
(data.load ? "LDR" : "STR"),
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
data.word);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](LoadAddress& data) {
|
|
||||||
return fmt::format("ADD R{:d},{},#{:d}",
|
|
||||||
data.rd,
|
|
||||||
(data.sp ? "SP" : "PC"),
|
|
||||||
data.word);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](AddOffsetStackPointer& data) {
|
|
||||||
return fmt::format("ADD SP,#{:d}", data.word);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](PushPopRegister& data) {
|
|
||||||
std::string regs;
|
|
||||||
|
|
||||||
for (uint8_t i = 0; i < 16; i++) {
|
|
||||||
if (get_bit(data.regs, i))
|
|
||||||
fmt::format_to(std::back_inserter(regs), "R{:d},", i);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
if (data.load) {
|
|
||||||
if (data.pclr)
|
|
||||||
regs += "PC";
|
|
||||||
else
|
|
||||||
regs.pop_back();
|
|
||||||
|
|
||||||
return fmt::format("POP {{{}}}", regs);
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
if (data.pclr)
|
|
||||||
regs += "LR";
|
|
||||||
else
|
|
||||||
regs.pop_back();
|
|
||||||
|
|
||||||
return fmt::format("PUSH {{{}}}", regs);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](MultipleLoad& data) {
|
|
||||||
std::string regs;
|
|
||||||
|
|
||||||
for (uint8_t i = 0; i < 16; i++) {
|
|
||||||
if (get_bit(data.regs, i))
|
|
||||||
fmt::format_to(std::back_inserter(regs), "R{:d},", i);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
regs.pop_back();
|
|
||||||
|
|
||||||
return fmt::format(
|
|
||||||
"{} R{}!,{{{}}}", (data.load ? "LDMIA" : "STMIA"), data.rb, regs);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](SoftwareInterrupt& data) {
|
|
||||||
return fmt::format("SWI {:d}", data.vector);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[pc](ConditionalBranch& data) {
|
|
||||||
return fmt::format(
|
|
||||||
"B{} #{:d}",
|
|
||||||
stringify(data.condition),
|
|
||||||
static_cast<int32_t>(data.offset + pc + 2 * INSTRUCTION_SIZE));
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[pc](UnconditionalBranch& data) {
|
|
||||||
return fmt::format(
|
|
||||||
"B #{:d}",
|
|
||||||
static_cast<int32_t>(data.offset + pc + 2 * INSTRUCTION_SIZE));
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](LongBranchWithLink& data) {
|
|
||||||
// duh this manual be empty for H = 0
|
|
||||||
return fmt::format(
|
|
||||||
"BL{} #{:d}", (data.high ? "H" : ""), data.offset);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](auto) { return std::string("unknown instruction"); } },
|
|
||||||
data);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,384 +0,0 @@
|
|||||||
#include "cpu/cpu-impl.hh"
|
|
||||||
#include "instruction.hh"
|
|
||||||
#include "util/bits.hh"
|
|
||||||
#include "util/log.hh"
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar::thumb {
|
|
||||||
void
|
|
||||||
Instruction::exec(CpuImpl& cpu) {
|
|
||||||
auto set_cc = [&cpu](bool c, bool v, bool n, bool z) {
|
|
||||||
cpu.cpsr.set_c(c);
|
|
||||||
cpu.cpsr.set_v(v);
|
|
||||||
cpu.cpsr.set_n(n);
|
|
||||||
cpu.cpsr.set_z(z);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
std::visit(
|
|
||||||
overloaded{
|
|
||||||
[&cpu, set_cc](MoveShiftedRegister& data) {
|
|
||||||
if (data.opcode == ShiftType::ROR)
|
|
||||||
glogger.error("Invalid opcode in {}", typeid(data).name());
|
|
||||||
|
|
||||||
bool carry = cpu.cpsr.c();
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t shifted =
|
|
||||||
eval_shift(data.opcode, cpu.gpr[data.rs], data.offset, carry);
|
|
||||||
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = shifted;
|
|
||||||
|
|
||||||
set_cc(carry, cpu.cpsr.v(), get_bit(shifted, 31), shifted == 0);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu, set_cc](AddSubtract& data) {
|
|
||||||
uint32_t offset =
|
|
||||||
data.imm ? static_cast<uint32_t>(static_cast<int8_t>(data.offset))
|
|
||||||
: cpu.gpr[data.offset];
|
|
||||||
uint32_t result = 0;
|
|
||||||
bool carry = cpu.cpsr.c();
|
|
||||||
bool overflow = cpu.cpsr.v();
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (data.opcode) {
|
|
||||||
case AddSubtract::OpCode::ADD:
|
|
||||||
result = add(cpu.gpr[data.rs], offset, carry, overflow);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AddSubtract::OpCode::SUB:
|
|
||||||
result = sub(cpu.gpr[data.rs], offset, carry, overflow);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = result;
|
|
||||||
set_cc(carry, overflow, get_bit(result, 31), result == 0);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu, set_cc](MovCmpAddSubImmediate& data) {
|
|
||||||
uint32_t result = 0;
|
|
||||||
bool carry = cpu.cpsr.c();
|
|
||||||
bool overflow = cpu.cpsr.v();
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (data.opcode) {
|
|
||||||
case MovCmpAddSubImmediate::OpCode::MOV:
|
|
||||||
result = data.offset;
|
|
||||||
carry = 0;
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case MovCmpAddSubImmediate::OpCode::ADD:
|
|
||||||
result =
|
|
||||||
add(cpu.gpr[data.rd], data.offset, carry, overflow);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case MovCmpAddSubImmediate::OpCode::SUB:
|
|
||||||
case MovCmpAddSubImmediate::OpCode::CMP:
|
|
||||||
result =
|
|
||||||
sub(cpu.gpr[data.rd], data.offset, carry, overflow);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
set_cc(carry, overflow, get_bit(result, 31), result == 0);
|
|
||||||
if (data.opcode != MovCmpAddSubImmediate::OpCode::CMP)
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = result;
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu, set_cc](AluOperations& data) {
|
|
||||||
uint32_t op_1 = cpu.gpr[data.rd];
|
|
||||||
uint32_t op_2 = cpu.gpr[data.rs];
|
|
||||||
uint32_t result = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
bool carry = cpu.cpsr.c();
|
|
||||||
bool overflow = cpu.cpsr.v();
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (data.opcode) {
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::AND:
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::TST:
|
|
||||||
result = op_1 & op_2;
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::EOR:
|
|
||||||
result = op_1 ^ op_2;
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::LSL:
|
|
||||||
result = eval_shift(ShiftType::LSL, op_1, op_2, carry);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::LSR:
|
|
||||||
result = eval_shift(ShiftType::LSR, op_1, op_2, carry);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::ASR:
|
|
||||||
result = eval_shift(ShiftType::ASR, op_1, op_2, carry);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::ADC:
|
|
||||||
result = add(op_1, op_2, carry, overflow, carry);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::SBC:
|
|
||||||
result = sbc(op_1, op_2, carry, overflow, carry);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::ROR:
|
|
||||||
result = eval_shift(ShiftType::ROR, op_1, op_2, carry);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::NEG:
|
|
||||||
result = -op_2;
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::CMP:
|
|
||||||
result = sub(op_1, op_2, carry, overflow);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::CMN:
|
|
||||||
result = add(op_1, op_2, carry, overflow);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::ORR:
|
|
||||||
result = op_1 | op_2;
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::MUL:
|
|
||||||
result = op_1 * op_2;
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::BIC:
|
|
||||||
result = op_1 & ~op_2;
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::MVN:
|
|
||||||
result = ~op_2;
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (data.opcode != AluOperations::OpCode::TST &&
|
|
||||||
data.opcode != AluOperations::OpCode::CMP &&
|
|
||||||
data.opcode != AluOperations::OpCode::CMN)
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = result;
|
|
||||||
|
|
||||||
set_cc(carry, overflow, get_bit(result, 31), result == 0);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu, set_cc](HiRegisterOperations& data) {
|
|
||||||
uint32_t op_1 = cpu.gpr[data.rd];
|
|
||||||
uint32_t op_2 = cpu.gpr[data.rs];
|
|
||||||
|
|
||||||
bool carry = cpu.cpsr.c();
|
|
||||||
bool overflow = cpu.cpsr.v();
|
|
||||||
|
|
||||||
// PC is already current + 4, so dont need to do that
|
|
||||||
if (data.rd == cpu.PC_INDEX)
|
|
||||||
rst_bit(op_1, 0);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (data.rs == cpu.PC_INDEX)
|
|
||||||
rst_bit(op_2, 0);
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (data.opcode) {
|
|
||||||
case HiRegisterOperations::OpCode::ADD: {
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = add(op_1, op_2, carry, overflow);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (data.rd == cpu.PC_INDEX)
|
|
||||||
cpu.is_flushed = true;
|
|
||||||
} break;
|
|
||||||
case HiRegisterOperations::OpCode::CMP: {
|
|
||||||
uint32_t result = sub(op_1, op_2, carry, overflow);
|
|
||||||
set_cc(carry, overflow, get_bit(result, 31), result == 0);
|
|
||||||
} break;
|
|
||||||
case HiRegisterOperations::OpCode::MOV: {
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = op_2;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (data.rd == cpu.PC_INDEX)
|
|
||||||
cpu.is_flushed = true;
|
|
||||||
} break;
|
|
||||||
case HiRegisterOperations::OpCode::BX: {
|
|
||||||
State state = static_cast<State>(op_2 & 1);
|
|
||||||
|
|
||||||
// set state
|
|
||||||
cpu.cpsr.set_state(state);
|
|
||||||
|
|
||||||
// copy to PC
|
|
||||||
cpu.pc = op_2;
|
|
||||||
|
|
||||||
// ignore [1:0] bits for arm and 0 bit for thumb
|
|
||||||
rst_bit(cpu.pc, 0);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (state == State::Arm)
|
|
||||||
rst_bit(cpu.pc, 1);
|
|
||||||
|
|
||||||
// pc is affected so flush the pipeline
|
|
||||||
cpu.is_flushed = true;
|
|
||||||
} break;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu](PcRelativeLoad& data) {
|
|
||||||
uint32_t pc = cpu.pc;
|
|
||||||
rst_bit(pc, 1);
|
|
||||||
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.bus->read_word(pc + data.word);
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu](LoadStoreRegisterOffset& data) {
|
|
||||||
uint32_t address = cpu.gpr[data.rb] + cpu.gpr[data.ro];
|
|
||||||
|
|
||||||
if (data.load) {
|
|
||||||
if (data.byte) {
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.bus->read_byte(address);
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.bus->read_word(address);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
if (data.byte) {
|
|
||||||
cpu.bus->write_byte(address, cpu.gpr[data.rd] & 0xFF);
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
cpu.bus->write_word(address, cpu.gpr[data.rd]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu](LoadStoreSignExtendedHalfword& data) {
|
|
||||||
uint32_t address = cpu.gpr[data.rb] + cpu.gpr[data.ro];
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (data.s << 1 | data.h) {
|
|
||||||
case 0b00:
|
|
||||||
cpu.bus->write_halfword(address, cpu.gpr[data.rd] & 0xFFFF);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case 0b01:
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.bus->read_halfword(address);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case 0b10:
|
|
||||||
// sign extend and load the byte
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] =
|
|
||||||
(static_cast<int32_t>(cpu.bus->read_byte(address))
|
|
||||||
<< 24) >>
|
|
||||||
24;
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case 0b11:
|
|
||||||
// sign extend the halfword
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] =
|
|
||||||
(static_cast<int32_t>(cpu.bus->read_halfword(address))
|
|
||||||
<< 16) >>
|
|
||||||
16;
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
|
|
||||||
// unreachable
|
|
||||||
default: {
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||||||
}
|
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||||||
}
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu](LoadStoreImmediateOffset& data) {
|
|
||||||
uint32_t address = cpu.gpr[data.rb] + data.offset;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (data.load) {
|
|
||||||
if (data.byte) {
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.bus->read_byte(address);
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.bus->read_word(address);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
if (data.byte) {
|
|
||||||
cpu.bus->write_byte(address, cpu.gpr[data.rd] & 0xFF);
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
cpu.bus->write_word(address, cpu.gpr[data.rd]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu](LoadStoreHalfword& data) {
|
|
||||||
uint32_t address = cpu.gpr[data.rb] + data.offset;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (data.load) {
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.bus->read_halfword(address);
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
cpu.bus->write_halfword(address, cpu.gpr[data.rd] & 0xFFFF);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu](SpRelativeLoad& data) {
|
|
||||||
uint32_t address = cpu.sp + data.word;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (data.load) {
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.bus->read_word(address);
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
cpu.bus->write_word(address, cpu.gpr[data.rd]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu](LoadAddress& data) {
|
|
||||||
if (data.sp) {
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = cpu.sp + data.word;
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
// PC is already current + 4, so dont need to do that
|
|
||||||
// force bit 1 to 0
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|
||||||
cpu.gpr[data.rd] = (cpu.pc & ~(1 << 1)) + data.word;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu](AddOffsetStackPointer& data) { cpu.sp += data.word; },
|
|
||||||
[&cpu](PushPopRegister& data) {
|
|
||||||
if (data.load) {
|
|
||||||
for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
|
|
||||||
if (get_bit(data.regs, i)) {
|
|
||||||
cpu.gpr[i] = cpu.bus->read_word(cpu.sp);
|
|
||||||
cpu.sp += 4;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (data.pclr) {
|
|
||||||
cpu.pc = cpu.bus->read_word(cpu.sp);
|
|
||||||
cpu.sp += 4;
|
|
||||||
cpu.is_flushed = true;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
if (data.pclr) {
|
|
||||||
cpu.sp -= 4;
|
|
||||||
cpu.bus->write_word(cpu.sp, cpu.lr);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
for (int8_t i = 7; i >= 0; i--) {
|
|
||||||
if (get_bit(data.regs, i)) {
|
|
||||||
cpu.sp -= 4;
|
|
||||||
cpu.bus->write_word(cpu.sp, cpu.gpr[i]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu](MultipleLoad& data) {
|
|
||||||
uint32_t rb = cpu.gpr[data.rb];
|
|
||||||
|
|
||||||
if (data.load) {
|
|
||||||
for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
|
|
||||||
if (get_bit(data.regs, i)) {
|
|
||||||
cpu.gpr[i] = cpu.bus->read_word(rb);
|
|
||||||
rb += 4;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
for (int8_t i = 7; i >= 0; i--) {
|
|
||||||
if (get_bit(data.regs, i)) {
|
|
||||||
rb -= 4;
|
|
||||||
cpu.bus->write_word(rb, cpu.gpr[i]);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
cpu.gpr[data.rb] = rb;
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu](ConditionalBranch& data) {
|
|
||||||
if (data.condition == Condition::AL)
|
|
||||||
glogger.warn("Condition 1110 (AL) is undefined");
|
|
||||||
|
|
||||||
if (!cpu.cpsr.condition(data.condition))
|
|
||||||
return;
|
|
||||||
|
|
||||||
cpu.pc += data.offset;
|
|
||||||
cpu.is_flushed = true;
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu](SoftwareInterrupt& data) {
|
|
||||||
// next instruction is one instruction behind PC
|
|
||||||
cpu.lr = cpu.pc - INSTRUCTION_SIZE;
|
|
||||||
cpu.spsr = cpu.cpsr;
|
|
||||||
cpu.pc = data.vector;
|
|
||||||
cpu.cpsr.set_state(State::Arm);
|
|
||||||
cpu.chg_mode(Mode::Supervisor);
|
|
||||||
cpu.is_flushed = true;
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu](UnconditionalBranch& data) {
|
|
||||||
cpu.pc += data.offset;
|
|
||||||
cpu.is_flushed = true;
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[&cpu](LongBranchWithLink& data) {
|
|
||||||
// 12 bit integer
|
|
||||||
int32_t offset = data.offset;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (data.high) {
|
|
||||||
uint32_t old_pc = cpu.pc;
|
|
||||||
|
|
||||||
cpu.pc = cpu.lr + offset;
|
|
||||||
cpu.lr = (old_pc - INSTRUCTION_SIZE) | 1;
|
|
||||||
cpu.is_flushed = true;
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
// 12 + 11 = 23 bit
|
|
||||||
offset <<= 11;
|
|
||||||
// sign extend
|
|
||||||
offset = (offset << 9) >> 9;
|
|
||||||
cpu.lr = cpu.pc + offset;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
},
|
|
||||||
[](auto& data) {
|
|
||||||
glogger.error("Unknown thumb format : {}", typeid(data).name());
|
|
||||||
} },
|
|
||||||
data);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,213 +0,0 @@
|
|||||||
#include "instruction.hh"
|
|
||||||
#include "util/bits.hh"
|
|
||||||
#include "util/log.hh"
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar::thumb {
|
|
||||||
Instruction::Instruction(uint16_t insn) {
|
|
||||||
// Format 2: Add/Subtract
|
|
||||||
if ((insn & 0xF800) == 0x1800) {
|
|
||||||
uint8_t rd = bit_range(insn, 0, 2);
|
|
||||||
uint8_t rs = bit_range(insn, 3, 5);
|
|
||||||
uint8_t offset = bit_range(insn, 6, 8);
|
|
||||||
AddSubtract::OpCode opcode =
|
|
||||||
static_cast<AddSubtract::OpCode>(get_bit(insn, 9));
|
|
||||||
bool imm = get_bit(insn, 10);
|
|
||||||
|
|
||||||
data = AddSubtract{
|
|
||||||
.rd = rd, .rs = rs, .offset = offset, .opcode = opcode, .imm = imm
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 1: Move Shifted Register
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xE000) == 0x0000) {
|
|
||||||
uint8_t rd = bit_range(insn, 0, 2);
|
|
||||||
uint8_t rs = bit_range(insn, 3, 5);
|
|
||||||
uint8_t offset = bit_range(insn, 6, 10);
|
|
||||||
ShiftType opcode = static_cast<ShiftType>(bit_range(insn, 11, 12));
|
|
||||||
|
|
||||||
data = MoveShiftedRegister{
|
|
||||||
.rd = rd, .rs = rs, .offset = offset, .opcode = opcode
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 3: Move/compare/add/subtract immediate
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xE000) == 0x2000) {
|
|
||||||
uint8_t offset = bit_range(insn, 0, 7);
|
|
||||||
uint8_t rd = bit_range(insn, 8, 10);
|
|
||||||
MovCmpAddSubImmediate::OpCode opcode =
|
|
||||||
static_cast<MovCmpAddSubImmediate::OpCode>(bit_range(insn, 11, 12));
|
|
||||||
|
|
||||||
data =
|
|
||||||
MovCmpAddSubImmediate{ .offset = offset, .rd = rd, .opcode = opcode };
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 4: ALU operations
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xFC00) == 0x4000) {
|
|
||||||
uint8_t rd = bit_range(insn, 0, 2);
|
|
||||||
uint8_t rs = bit_range(insn, 3, 5);
|
|
||||||
AluOperations::OpCode opcode =
|
|
||||||
static_cast<AluOperations::OpCode>(bit_range(insn, 6, 9));
|
|
||||||
|
|
||||||
data = AluOperations{ .rd = rd, .rs = rs, .opcode = opcode };
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 5: Hi register operations/branch exchange
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xFC00) == 0x4400) {
|
|
||||||
uint8_t rd = bit_range(insn, 0, 2);
|
|
||||||
uint8_t rs = bit_range(insn, 3, 5);
|
|
||||||
bool hi_2 = get_bit(insn, 6);
|
|
||||||
bool hi_1 = get_bit(insn, 7);
|
|
||||||
HiRegisterOperations::OpCode opcode =
|
|
||||||
static_cast<HiRegisterOperations::OpCode>(bit_range(insn, 8, 9));
|
|
||||||
|
|
||||||
if (opcode == HiRegisterOperations::OpCode::BX && hi_1)
|
|
||||||
glogger.warn("H1 set with BX");
|
|
||||||
|
|
||||||
rd += (hi_1 ? LO_GPR_COUNT : 0);
|
|
||||||
rs += (hi_2 ? LO_GPR_COUNT : 0);
|
|
||||||
|
|
||||||
data = HiRegisterOperations{ .rd = rd, .rs = rs, .opcode = opcode };
|
|
||||||
// Format 6: PC-relative load
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xF800) == 0x4800) {
|
|
||||||
uint16_t word = bit_range(insn, 0, 7);
|
|
||||||
uint8_t rd = bit_range(insn, 8, 10);
|
|
||||||
|
|
||||||
data =
|
|
||||||
PcRelativeLoad{ .word = static_cast<uint16_t>(word << 2), .rd = rd };
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 7: Load/store with register offset
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xF200) == 0x5000) {
|
|
||||||
uint8_t rd = bit_range(insn, 0, 2);
|
|
||||||
uint8_t rb = bit_range(insn, 3, 5);
|
|
||||||
uint8_t ro = bit_range(insn, 6, 8);
|
|
||||||
bool byte = get_bit(insn, 10);
|
|
||||||
bool load = get_bit(insn, 11);
|
|
||||||
|
|
||||||
data = LoadStoreRegisterOffset{
|
|
||||||
.rd = rd, .rb = rb, .ro = ro, .byte = byte, .load = load
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 8: Load/store sign-extended byte/halfword
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xF200) == 0x5200) {
|
|
||||||
uint8_t rd = bit_range(insn, 0, 2);
|
|
||||||
uint8_t rb = bit_range(insn, 3, 5);
|
|
||||||
uint8_t ro = bit_range(insn, 6, 8);
|
|
||||||
bool s = get_bit(insn, 10);
|
|
||||||
bool h = get_bit(insn, 11);
|
|
||||||
|
|
||||||
data = LoadStoreSignExtendedHalfword{
|
|
||||||
.rd = rd, .rb = rb, .ro = ro, .s = s, .h = h
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 9: Load/store with immediate offset
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xE000) == 0x6000) {
|
|
||||||
uint8_t rd = bit_range(insn, 0, 2);
|
|
||||||
uint8_t rb = bit_range(insn, 3, 5);
|
|
||||||
uint8_t offset = bit_range(insn, 6, 10);
|
|
||||||
bool load = get_bit(insn, 11);
|
|
||||||
bool byte = get_bit(insn, 12);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (!byte)
|
|
||||||
offset <<= 2;
|
|
||||||
|
|
||||||
data = LoadStoreImmediateOffset{
|
|
||||||
.rd = rd, .rb = rb, .offset = offset, .load = load, .byte = byte
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 10: Load/store halfword
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xF000) == 0x8000) {
|
|
||||||
uint8_t rd = bit_range(insn, 0, 2);
|
|
||||||
uint8_t rb = bit_range(insn, 3, 5);
|
|
||||||
uint8_t offset = bit_range(insn, 6, 10);
|
|
||||||
bool load = get_bit(insn, 11);
|
|
||||||
|
|
||||||
offset <<= 1;
|
|
||||||
|
|
||||||
data = LoadStoreHalfword{
|
|
||||||
.rd = rd, .rb = rb, .offset = offset, .load = load
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 11: SP-relative load/store
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xF000) == 0x9000) {
|
|
||||||
uint16_t word = bit_range(insn, 0, 7);
|
|
||||||
uint8_t rd = bit_range(insn, 8, 10);
|
|
||||||
bool load = get_bit(insn, 11);
|
|
||||||
|
|
||||||
word <<= 2;
|
|
||||||
|
|
||||||
data = SpRelativeLoad{ .word = word, .rd = rd, .load = load };
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 12: Load address
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xF000) == 0xA000) {
|
|
||||||
uint16_t word = bit_range(insn, 0, 7);
|
|
||||||
uint8_t rd = bit_range(insn, 8, 10);
|
|
||||||
bool sp = get_bit(insn, 11);
|
|
||||||
|
|
||||||
word <<= 2;
|
|
||||||
|
|
||||||
data = LoadAddress{ .word = word, .rd = rd, .sp = sp };
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 13: Add offset to stack pointer
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xFF00) == 0xB000) {
|
|
||||||
int16_t word = static_cast<int16_t>(bit_range(insn, 0, 6));
|
|
||||||
bool sign = get_bit(insn, 7);
|
|
||||||
|
|
||||||
word <<= 2;
|
|
||||||
word = static_cast<int16_t>(word * (sign ? -1 : 1));
|
|
||||||
|
|
||||||
data = AddOffsetStackPointer{
|
|
||||||
.word = word,
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 14: Push/pop registers
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xF600) == 0xB400) {
|
|
||||||
uint8_t regs = bit_range(insn, 0, 7);
|
|
||||||
bool pclr = get_bit(insn, 8);
|
|
||||||
bool load = get_bit(insn, 11);
|
|
||||||
|
|
||||||
data = PushPopRegister{ .regs = regs, .pclr = pclr, .load = load };
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 15: Multiple load/store
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xF000) == 0xC000) {
|
|
||||||
uint8_t regs = bit_range(insn, 0, 7);
|
|
||||||
uint8_t rb = bit_range(insn, 8, 10);
|
|
||||||
bool load = get_bit(insn, 11);
|
|
||||||
|
|
||||||
data = MultipleLoad{ .regs = regs, .rb = rb, .load = load };
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 17: Software interrupt
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xFF00) == 0xDF00) {
|
|
||||||
uint8_t vector = bit_range(insn, 0, 7);
|
|
||||||
|
|
||||||
data = SoftwareInterrupt{ .vector = vector };
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 16: Conditional branch
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xF000) == 0xD000) {
|
|
||||||
int32_t offset = bit_range(insn, 0, 7);
|
|
||||||
Condition condition = static_cast<Condition>(bit_range(insn, 8, 11));
|
|
||||||
|
|
||||||
offset <<= 1;
|
|
||||||
|
|
||||||
// sign extend the 9 bit integer
|
|
||||||
offset = (offset << 23) >> 23;
|
|
||||||
|
|
||||||
data = ConditionalBranch{ .offset = offset, .condition = condition };
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 18: Unconditional branch
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xF800) == 0xE000) {
|
|
||||||
int32_t offset = bit_range(insn, 0, 10);
|
|
||||||
|
|
||||||
offset <<= 1;
|
|
||||||
|
|
||||||
// sign extend the 12 bit integer
|
|
||||||
offset = (offset << 20) >> 20;
|
|
||||||
|
|
||||||
data = UnconditionalBranch{ .offset = offset };
|
|
||||||
|
|
||||||
// Format 19: Long branch with link
|
|
||||||
} else if ((insn & 0xF000) == 0xF000) {
|
|
||||||
uint16_t offset = bit_range(insn, 0, 10);
|
|
||||||
bool high = get_bit(insn, 11);
|
|
||||||
|
|
||||||
offset <<= 1;
|
|
||||||
|
|
||||||
data = LongBranchWithLink{ .offset = offset, .high = high };
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,291 +0,0 @@
|
|||||||
#pragma once
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "cpu/alu.hh"
|
|
||||||
#include "cpu/psr.hh"
|
|
||||||
#include <cstdint>
|
|
||||||
#include <fmt/ostream.h>
|
|
||||||
#include <variant>
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
|
||||||
class CpuImpl;
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace thumb {
|
|
||||||
|
|
||||||
// https://en.cppreference.com/w/cpp/utility/variant/visit
|
|
||||||
template<class... Ts>
|
|
||||||
struct overloaded : Ts... {
|
|
||||||
using Ts::operator()...;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
template<class... Ts>
|
|
||||||
overloaded(Ts...) -> overloaded<Ts...>;
|
|
||||||
|
|
||||||
static constexpr size_t INSTRUCTION_SIZE = 2;
|
|
||||||
static constexpr uint8_t LO_GPR_COUNT = 8;
|
|
||||||
|
|
||||||
struct MoveShiftedRegister {
|
|
||||||
uint8_t rd;
|
|
||||||
uint8_t rs;
|
|
||||||
uint8_t offset;
|
|
||||||
ShiftType opcode;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct AddSubtract {
|
|
||||||
enum class OpCode {
|
|
||||||
ADD = 0,
|
|
||||||
SUB = 1
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
uint8_t rd;
|
|
||||||
uint8_t rs;
|
|
||||||
uint8_t offset;
|
|
||||||
OpCode opcode;
|
|
||||||
bool imm;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
constexpr auto
|
|
||||||
stringify(AddSubtract::OpCode opcode) {
|
|
||||||
#define CASE(opcode) \
|
|
||||||
case AddSubtract::OpCode::opcode: \
|
|
||||||
return #opcode;
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (opcode) {
|
|
||||||
CASE(ADD)
|
|
||||||
CASE(SUB)
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
#undef CASE
|
|
||||||
return "";
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
struct MovCmpAddSubImmediate {
|
|
||||||
enum class OpCode {
|
|
||||||
MOV = 0b00,
|
|
||||||
CMP = 0b01,
|
|
||||||
ADD = 0b10,
|
|
||||||
SUB = 0b11
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
uint8_t offset;
|
|
||||||
uint8_t rd;
|
|
||||||
OpCode opcode;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
constexpr auto
|
|
||||||
stringify(MovCmpAddSubImmediate::OpCode opcode) {
|
|
||||||
#define CASE(opcode) \
|
|
||||||
case MovCmpAddSubImmediate::OpCode::opcode: \
|
|
||||||
return #opcode;
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (opcode) {
|
|
||||||
CASE(MOV)
|
|
||||||
CASE(CMP)
|
|
||||||
CASE(ADD)
|
|
||||||
CASE(SUB)
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
#undef CASE
|
|
||||||
return "";
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
struct AluOperations {
|
|
||||||
enum class OpCode {
|
|
||||||
AND = 0b0000,
|
|
||||||
EOR = 0b0001,
|
|
||||||
LSL = 0b0010,
|
|
||||||
LSR = 0b0011,
|
|
||||||
ASR = 0b0100,
|
|
||||||
ADC = 0b0101,
|
|
||||||
SBC = 0b0110,
|
|
||||||
ROR = 0b0111,
|
|
||||||
TST = 0b1000,
|
|
||||||
NEG = 0b1001,
|
|
||||||
CMP = 0b1010,
|
|
||||||
CMN = 0b1011,
|
|
||||||
ORR = 0b1100,
|
|
||||||
MUL = 0b1101,
|
|
||||||
BIC = 0b1110,
|
|
||||||
MVN = 0b1111
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
uint8_t rd;
|
|
||||||
uint8_t rs;
|
|
||||||
OpCode opcode;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
constexpr auto
|
|
||||||
stringify(AluOperations::OpCode opcode) {
|
|
||||||
|
|
||||||
#define CASE(opcode) \
|
|
||||||
case AluOperations::OpCode::opcode: \
|
|
||||||
return #opcode;
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (opcode) {
|
|
||||||
CASE(AND)
|
|
||||||
CASE(EOR)
|
|
||||||
CASE(LSL)
|
|
||||||
CASE(LSR)
|
|
||||||
CASE(ASR)
|
|
||||||
CASE(ADC)
|
|
||||||
CASE(SBC)
|
|
||||||
CASE(ROR)
|
|
||||||
CASE(TST)
|
|
||||||
CASE(NEG)
|
|
||||||
CASE(CMP)
|
|
||||||
CASE(CMN)
|
|
||||||
CASE(ORR)
|
|
||||||
CASE(MUL)
|
|
||||||
CASE(BIC)
|
|
||||||
CASE(MVN)
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
#undef CASE
|
|
||||||
return "";
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
struct HiRegisterOperations {
|
|
||||||
enum class OpCode {
|
|
||||||
ADD = 0b00,
|
|
||||||
CMP = 0b01,
|
|
||||||
MOV = 0b10,
|
|
||||||
BX = 0b11
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
uint8_t rd;
|
|
||||||
uint8_t rs;
|
|
||||||
OpCode opcode;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
constexpr auto
|
|
||||||
stringify(HiRegisterOperations::OpCode opcode) {
|
|
||||||
#define CASE(opcode) \
|
|
||||||
case HiRegisterOperations::OpCode::opcode: \
|
|
||||||
return #opcode;
|
|
||||||
|
|
||||||
switch (opcode) {
|
|
||||||
CASE(ADD)
|
|
||||||
CASE(CMP)
|
|
||||||
CASE(MOV)
|
|
||||||
CASE(BX)
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
#undef CASE
|
|
||||||
return "";
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
struct PcRelativeLoad {
|
|
||||||
uint16_t word;
|
|
||||||
uint8_t rd;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct LoadStoreRegisterOffset {
|
|
||||||
uint8_t rd;
|
|
||||||
uint8_t rb;
|
|
||||||
uint8_t ro;
|
|
||||||
bool byte;
|
|
||||||
bool load;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct LoadStoreSignExtendedHalfword {
|
|
||||||
uint8_t rd;
|
|
||||||
uint8_t rb;
|
|
||||||
uint8_t ro;
|
|
||||||
bool s;
|
|
||||||
bool h;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct LoadStoreImmediateOffset {
|
|
||||||
uint8_t rd;
|
|
||||||
uint8_t rb;
|
|
||||||
uint8_t offset;
|
|
||||||
bool load;
|
|
||||||
bool byte;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct LoadStoreHalfword {
|
|
||||||
uint8_t rd;
|
|
||||||
uint8_t rb;
|
|
||||||
uint8_t offset;
|
|
||||||
bool load;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct SpRelativeLoad {
|
|
||||||
uint16_t word;
|
|
||||||
uint8_t rd;
|
|
||||||
bool load;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct LoadAddress {
|
|
||||||
uint16_t word;
|
|
||||||
uint8_t rd;
|
|
||||||
bool sp;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct AddOffsetStackPointer {
|
|
||||||
int16_t word;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct PushPopRegister {
|
|
||||||
uint8_t regs;
|
|
||||||
bool pclr;
|
|
||||||
bool load;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct MultipleLoad {
|
|
||||||
uint8_t regs;
|
|
||||||
uint8_t rb;
|
|
||||||
bool load;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct ConditionalBranch {
|
|
||||||
int32_t offset;
|
|
||||||
Condition condition;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct SoftwareInterrupt {
|
|
||||||
uint8_t vector;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct UnconditionalBranch {
|
|
||||||
int32_t offset;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct LongBranchWithLink {
|
|
||||||
uint16_t offset;
|
|
||||||
bool high;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
using InstructionData = std::variant<MoveShiftedRegister,
|
|
||||||
AddSubtract,
|
|
||||||
MovCmpAddSubImmediate,
|
|
||||||
AluOperations,
|
|
||||||
HiRegisterOperations,
|
|
||||||
PcRelativeLoad,
|
|
||||||
LoadStoreRegisterOffset,
|
|
||||||
LoadStoreSignExtendedHalfword,
|
|
||||||
LoadStoreImmediateOffset,
|
|
||||||
LoadStoreHalfword,
|
|
||||||
SpRelativeLoad,
|
|
||||||
LoadAddress,
|
|
||||||
AddOffsetStackPointer,
|
|
||||||
PushPopRegister,
|
|
||||||
MultipleLoad,
|
|
||||||
ConditionalBranch,
|
|
||||||
SoftwareInterrupt,
|
|
||||||
UnconditionalBranch,
|
|
||||||
LongBranchWithLink>;
|
|
||||||
|
|
||||||
struct Instruction {
|
|
||||||
Instruction(uint16_t insn);
|
|
||||||
Instruction(InstructionData data)
|
|
||||||
: data(data) {}
|
|
||||||
|
|
||||||
void exec(CpuImpl& cpu);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
std::string disassemble(uint32_t pc = 0);
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
|
|
||||||
InstructionData data;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,8 +0,0 @@
|
|||||||
lib_sources += files(
|
|
||||||
'instruction.cc',
|
|
||||||
'exec.cc'
|
|
||||||
)
|
|
||||||
|
|
||||||
if get_option('disassembler')
|
|
||||||
lib_sources += files('disassembler.cc')
|
|
||||||
endif
|
|
||||||
137
src/cpu/utility.cc
Normal file
137
src/cpu/utility.cc
Normal file
@@ -0,0 +1,137 @@
|
|||||||
|
#include "cpu/utility.hh"
|
||||||
|
#include "util/bits.hh"
|
||||||
|
#include <bit>
|
||||||
|
|
||||||
|
std::ostream&
|
||||||
|
operator<<(std::ostream& os, const Condition cond) {
|
||||||
|
|
||||||
|
#define CASE(cond) \
|
||||||
|
case Condition::cond: \
|
||||||
|
os << #cond; \
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (cond) {
|
||||||
|
CASE(EQ)
|
||||||
|
CASE(NE)
|
||||||
|
CASE(CS)
|
||||||
|
CASE(CC)
|
||||||
|
CASE(MI)
|
||||||
|
CASE(PL)
|
||||||
|
CASE(VS)
|
||||||
|
CASE(VC)
|
||||||
|
CASE(HI)
|
||||||
|
CASE(LS)
|
||||||
|
CASE(GE)
|
||||||
|
CASE(LT)
|
||||||
|
CASE(GT)
|
||||||
|
CASE(LE)
|
||||||
|
case Condition::AL: {
|
||||||
|
// empty
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#undef CASE
|
||||||
|
|
||||||
|
return os;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
std::ostream&
|
||||||
|
operator<<(std::ostream& os, const OpCode opcode) {
|
||||||
|
|
||||||
|
#define CASE(opcode) \
|
||||||
|
case OpCode::opcode: \
|
||||||
|
os << #opcode; \
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (opcode) {
|
||||||
|
CASE(AND)
|
||||||
|
CASE(EOR)
|
||||||
|
CASE(SUB)
|
||||||
|
CASE(RSB)
|
||||||
|
CASE(ADD)
|
||||||
|
CASE(ADC)
|
||||||
|
CASE(SBC)
|
||||||
|
CASE(RSC)
|
||||||
|
CASE(TST)
|
||||||
|
CASE(TEQ)
|
||||||
|
CASE(CMP)
|
||||||
|
CASE(CMN)
|
||||||
|
CASE(ORR)
|
||||||
|
CASE(MOV)
|
||||||
|
CASE(BIC)
|
||||||
|
CASE(MVN)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#undef CASE
|
||||||
|
|
||||||
|
return os;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
uint32_t
|
||||||
|
eval_shift(ShiftType shift_type, uint32_t value, uint8_t amount, bool& carry) {
|
||||||
|
uint32_t eval = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (shift_type) {
|
||||||
|
case ShiftType::LSL:
|
||||||
|
|
||||||
|
if (amount > 0 && amount <= 32)
|
||||||
|
carry = get_bit(value, 32 - amount);
|
||||||
|
else if (amount > 32)
|
||||||
|
carry = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
eval = value << amount;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case ShiftType::LSR:
|
||||||
|
|
||||||
|
if (amount > 0 && amount <= 32)
|
||||||
|
carry = get_bit(value, amount - 1);
|
||||||
|
else if (amount > 32)
|
||||||
|
carry = 0;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
carry = get_bit(value, 31);
|
||||||
|
|
||||||
|
eval = value >> amount;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case ShiftType::ASR:
|
||||||
|
if (amount > 0 && amount <= 32)
|
||||||
|
carry = get_bit(value, amount - 1);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
carry = get_bit(value, 31);
|
||||||
|
|
||||||
|
return static_cast<int32_t>(value) >> amount;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case ShiftType::ROR:
|
||||||
|
if (amount == 0) {
|
||||||
|
bool old_carry = carry;
|
||||||
|
|
||||||
|
carry = get_bit(value, 0);
|
||||||
|
eval = (value >> 1) | (old_carry << 31);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
carry = get_bit(value, (amount % 32 + 31) % 32);
|
||||||
|
eval = std::rotr(value, amount);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return eval;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
std::ostream&
|
||||||
|
operator<<(std::ostream& os, const ShiftType shift_type) {
|
||||||
|
|
||||||
|
#define CASE(type) \
|
||||||
|
case ShiftType::type: \
|
||||||
|
os << #type; \
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (shift_type) {
|
||||||
|
CASE(LSL)
|
||||||
|
CASE(LSR)
|
||||||
|
CASE(ASR)
|
||||||
|
CASE(ROR)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#undef CASE
|
||||||
|
|
||||||
|
return os;
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -1,12 +1,13 @@
|
|||||||
#include "memory.hh"
|
#include "memory.hh"
|
||||||
#include "header.hh"
|
#include "header.hh"
|
||||||
#include "util/bits.hh"
|
#include "util/bits.hh"
|
||||||
#include "util/crypto.hh"
|
|
||||||
#include "util/log.hh"
|
#include "util/log.hh"
|
||||||
|
#include "util/utils.hh"
|
||||||
#include <bitset>
|
#include <bitset>
|
||||||
#include <stdexcept>
|
#include <stdexcept>
|
||||||
|
|
||||||
namespace matar {
|
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)
|
std::vector<uint8_t>&& rom)
|
||||||
: bios(std::move(bios))
|
: bios(std::move(bios))
|
||||||
@@ -21,17 +22,17 @@ Memory::Memory(std::array<uint8_t, BIOS_SIZE>&& bios,
|
|||||||
"fd2547724b505f487e6dcb29ec2ecff3af35a841a77ab2e85fd87350abd36570";
|
"fd2547724b505f487e6dcb29ec2ecff3af35a841a77ab2e85fd87350abd36570";
|
||||||
|
|
||||||
if (bios_hash != expected_hash) {
|
if (bios_hash != expected_hash) {
|
||||||
glogger.warn("BIOS hash failed to match, run at your own risk"
|
log_warn("BIOS hash failed to match, run at your own risk"
|
||||||
"\nExpected : {} "
|
"\nExpected : {} "
|
||||||
"\nGot : {}",
|
"\nGot : {}",
|
||||||
expected_hash,
|
expected_hash,
|
||||||
bios_hash);
|
bios_hash);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
parse_header();
|
parse_header();
|
||||||
|
|
||||||
glogger.info("Memory successfully initialised");
|
log_info("Memory successfully initialised");
|
||||||
glogger.info("Cartridge Title: {}", header.title);
|
log_info("Cartridge Title: {}", header.title);
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
#define MATCHES(area) address >= area##_START&& address <= area##_END
|
#define MATCHES(area) address >= area##_START&& address <= area##_END
|
||||||
@@ -57,7 +58,7 @@ Memory::read(size_t address) const {
|
|||||||
} else if (MATCHES(ROM_2)) {
|
} else if (MATCHES(ROM_2)) {
|
||||||
return rom[address - ROM_2_START];
|
return rom[address - ROM_2_START];
|
||||||
} else {
|
} else {
|
||||||
glogger.error("Invalid memory region accessed");
|
log_error("Invalid memory region accessed");
|
||||||
return 0xFF;
|
return 0xFF;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@@ -83,16 +84,53 @@ Memory::write(size_t address, uint8_t byte) {
|
|||||||
} else if (MATCHES(ROM_2)) {
|
} else if (MATCHES(ROM_2)) {
|
||||||
rom[address - ROM_2_START] = byte;
|
rom[address - ROM_2_START] = byte;
|
||||||
} else {
|
} else {
|
||||||
glogger.error("Invalid memory region accessed");
|
log_error("Invalid memory region accessed");
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
#undef MATCHES
|
#undef MATCHES
|
||||||
|
|
||||||
|
uint16_t
|
||||||
|
Memory::read_halfword(size_t address) const {
|
||||||
|
if (address & 0b01)
|
||||||
|
log_warn("Reading a non aligned halfword address");
|
||||||
|
|
||||||
|
return read(address) | read(address + 1) << 8;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void
|
||||||
|
Memory::write_halfword(size_t address, uint16_t halfword) {
|
||||||
|
if (address & 0b01)
|
||||||
|
log_warn("Writing to a non aligned halfword address");
|
||||||
|
|
||||||
|
write(address, halfword & 0xFF);
|
||||||
|
write(address + 1, halfword >> 8 & 0xFF);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
uint32_t
|
||||||
|
Memory::read_word(size_t address) const {
|
||||||
|
if (address & 0b11)
|
||||||
|
log_warn("Reading a non aligned word address");
|
||||||
|
|
||||||
|
return read(address) | read(address + 1) << 8 | read(address + 2) << 16 |
|
||||||
|
read(address + 3) << 24;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void
|
||||||
|
Memory::write_word(size_t address, uint32_t word) {
|
||||||
|
if (address & 0b11)
|
||||||
|
log_warn("Writing to a non aligned word address");
|
||||||
|
|
||||||
|
write(address, word & 0xFF);
|
||||||
|
write(address + 1, word >> 8 & 0xFF);
|
||||||
|
write(address + 2, word >> 16 & 0xFF);
|
||||||
|
write(address + 3, word >> 24 & 0xFF);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void
|
void
|
||||||
Memory::parse_header() {
|
Memory::parse_header() {
|
||||||
|
|
||||||
if (rom.size() < header.HEADER_SIZE) {
|
if (rom.size() < 192) {
|
||||||
throw std::out_of_range(
|
throw std::out_of_range(
|
||||||
"ROM is not large enough to even have a header");
|
"ROM is not large enough to even have a header");
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@@ -103,7 +141,7 @@ Memory::parse_header() {
|
|||||||
|
|
||||||
// nintendo logo
|
// nintendo logo
|
||||||
if (rom[0x9C] != 0x21)
|
if (rom[0x9C] != 0x21)
|
||||||
glogger.info("HEADER: BIOS debugger bits not set to 0");
|
log_info("HEADER: BIOS debugger bits not set to 0");
|
||||||
|
|
||||||
// game info
|
// game info
|
||||||
header.title = std::string(&rom[0xA0], &rom[0xA0 + 12]);
|
header.title = std::string(&rom[0xA0], &rom[0xA0 + 12]);
|
||||||
@@ -138,7 +176,7 @@ Memory::parse_header() {
|
|||||||
break;
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
default:
|
default:
|
||||||
glogger.error("HEADER: invalid unique code: {}", rom[0xAC]);
|
log_error("HEADER: invalid unique code: {}", rom[0xAC]);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
header.title_code = std::string(&rom[0xAD], &rom[0xAE]);
|
header.title_code = std::string(&rom[0xAD], &rom[0xAE]);
|
||||||
@@ -167,16 +205,15 @@ Memory::parse_header() {
|
|||||||
break;
|
break;
|
||||||
|
|
||||||
default:
|
default:
|
||||||
glogger.error("HEADER: invalid destination/language: {}",
|
log_error("HEADER: invalid destination/language: {}", rom[0xAF]);
|
||||||
rom[0xAF]);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
if (rom[0xB2] != 0x96)
|
if (rom[0xB2] != 0x96)
|
||||||
glogger.error("HEADER: invalid fixed byte at 0xB2");
|
log_error("HEADER: invalid fixed byte at 0xB2");
|
||||||
|
|
||||||
for (size_t i = 0xB5; i < 0xBC; i++) {
|
for (size_t i = 0xB5; i < 0xBC; i++) {
|
||||||
if (rom[i] != 0x00)
|
if (rom[i] != 0x00)
|
||||||
glogger.error("HEADER: invalid fixed bytes at 0xB5");
|
log_error("HEADER: invalid fixed bytes at 0xB5");
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
header.version = rom[0xBC];
|
header.version = rom[0xBC];
|
||||||
@@ -190,9 +227,8 @@ Memory::parse_header() {
|
|||||||
chk &= 0xFF;
|
chk &= 0xFF;
|
||||||
|
|
||||||
if (chk != rom[0xBD])
|
if (chk != rom[0xBD])
|
||||||
glogger.error("HEADER: checksum does not match");
|
log_error("HEADER: checksum does not match");
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// multiboot not required right now
|
// multiboot not required right now
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -3,28 +3,15 @@ lib_sources = files(
|
|||||||
'bus.cc'
|
'bus.cc'
|
||||||
)
|
)
|
||||||
|
|
||||||
subdir('util')
|
|
||||||
subdir('cpu')
|
subdir('cpu')
|
||||||
|
|
||||||
lib_cpp_args = []
|
fmt = dependency('fmt', version : '>=10.1.0')
|
||||||
|
|
||||||
fmt = dependency('fmt', version : '>=10.1.0', static: true)
|
|
||||||
if not fmt.found()
|
|
||||||
fmt = dependency('fmt', version : '>=10.1.0', static: false)
|
|
||||||
lib_cpp_args += '-DFMT_HEADER_ONLY'
|
|
||||||
endif
|
|
||||||
|
|
||||||
if get_option('disassembler')
|
|
||||||
lib_cpp_args += '-DDISASSEMBLER'
|
|
||||||
endif
|
|
||||||
|
|
||||||
lib = library(
|
lib = library(
|
||||||
meson.project_name(),
|
meson.project_name(),
|
||||||
lib_sources,
|
lib_sources,
|
||||||
dependencies: [fmt],
|
dependencies: [fmt],
|
||||||
include_directories: inc,
|
include_directories: inc,
|
||||||
install: true,
|
install: true
|
||||||
cpp_args: lib_cpp_args
|
|
||||||
)
|
)
|
||||||
|
|
||||||
import('pkgconfig').generate(lib)
|
import('pkgconfig').generate(lib)
|
||||||
|
|||||||
@@ -14,19 +14,19 @@ get_bit(Int num, size_t n) {
|
|||||||
template<std::integral Int>
|
template<std::integral Int>
|
||||||
inline void
|
inline void
|
||||||
set_bit(Int& num, size_t n) {
|
set_bit(Int& num, size_t n) {
|
||||||
num |= (static_cast<Int>(1) << n);
|
num |= (1 << n);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
template<std::integral Int>
|
template<std::integral Int>
|
||||||
inline void
|
inline void
|
||||||
rst_bit(Int& num, size_t n) {
|
rst_bit(Int& num, size_t n) {
|
||||||
num &= ~(static_cast<Int>(1) << n);
|
num &= ~(1 << n);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
template<std::integral Int>
|
template<std::integral Int>
|
||||||
inline void
|
inline void
|
||||||
chg_bit(Int& num, size_t n, bool x) {
|
chg_bit(Int& num, size_t n, bool x) {
|
||||||
num = (num & ~(static_cast<Int>(1) << n)) | (static_cast<Int>(x) << n);
|
num = (num & ~(1 << n)) | (x << n);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/// read range of bits from start to end inclusive
|
/// read range of bits from start to end inclusive
|
||||||
@@ -36,5 +36,5 @@ bit_range(Int num, size_t start, size_t end) {
|
|||||||
// NOTE: we do not require -1 if it is a signed integral
|
// NOTE: we do not require -1 if it is a signed integral
|
||||||
Int left =
|
Int left =
|
||||||
std::numeric_limits<Int>::digits - (std::is_unsigned<Int>::value) - end;
|
std::numeric_limits<Int>::digits - (std::is_unsigned<Int>::value) - end;
|
||||||
return static_cast<Int>(num << left) >> (left + start);
|
return num << left >> (left + start);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,8 +0,0 @@
|
|||||||
#include "log.hh"
|
|
||||||
|
|
||||||
logging::Logger glogger = logging::Logger();
|
|
||||||
|
|
||||||
void
|
|
||||||
matar::set_log_level(LogLevel level) {
|
|
||||||
glogger.set_level(level);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
121
src/util/log.hh
121
src/util/log.hh
@@ -1,83 +1,58 @@
|
|||||||
#pragma once
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
#include "util/loglevel.hh"
|
|
||||||
#include <fmt/ostream.h>
|
#include <fmt/ostream.h>
|
||||||
#include <iostream>
|
#include <iostream>
|
||||||
|
|
||||||
namespace logging {
|
|
||||||
namespace ansi {
|
|
||||||
static constexpr auto RED = "\033[31m";
|
|
||||||
static constexpr auto YELLOW = "\033[33m";
|
|
||||||
static constexpr auto MAGENTA = "\033[35m";
|
|
||||||
static constexpr auto WHITE = "\033[37m";
|
|
||||||
static constexpr auto BOLD = "\033[1m";
|
|
||||||
static constexpr auto RESET = "\033[0m";
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
using fmt::print;
|
using fmt::print;
|
||||||
|
using std::clog;
|
||||||
|
|
||||||
class Logger {
|
namespace logger {
|
||||||
using LogLevel = matar::LogLevel;
|
namespace ansi {
|
||||||
|
static constexpr std::string_view RED = "\033[31m";
|
||||||
public:
|
static constexpr std::string_view YELLOW = "\033[33m";
|
||||||
Logger(LogLevel level = LogLevel::Debug, FILE* stream = stderr)
|
static constexpr std::string_view MAGENTA = "\033[35m";
|
||||||
: level(0)
|
static constexpr std::string_view WHITE = "\033[37m";
|
||||||
, stream(stream) {
|
static constexpr std::string_view BOLD = "\033[1m";
|
||||||
set_level(level);
|
static constexpr std::string_view RESET = "\033[0m";
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
template<typename... Args>
|
|
||||||
void log(const fmt::format_string<Args...>& fmt, Args&&... args) {
|
|
||||||
fmt::println(stream, fmt, std::forward<Args>(args)...);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
template<typename... Args>
|
|
||||||
void debug(const fmt::format_string<Args...>& fmt, Args&&... args) {
|
|
||||||
if (level & static_cast<uint8_t>(LogLevel::Debug)) {
|
|
||||||
print(stream, "{}{}[DEBUG] ", ansi::MAGENTA, ansi::BOLD);
|
|
||||||
log(fmt, std::forward<Args>(args)...);
|
|
||||||
print(stream, ansi::RESET);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
template<typename... Args>
|
|
||||||
void info(const fmt::format_string<Args...>& fmt, Args&&... args) {
|
|
||||||
if (level & static_cast<uint8_t>(LogLevel::Info)) {
|
|
||||||
print(stream, "{}[INFO] ", ansi::WHITE);
|
|
||||||
log(fmt, std::forward<Args>(args)...);
|
|
||||||
print(stream, ansi::RESET);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
template<typename... Args>
|
|
||||||
void warn(const fmt::format_string<Args...>& fmt, Args&&... args) {
|
|
||||||
if (level & static_cast<uint8_t>(LogLevel::Warn)) {
|
|
||||||
print(stream, "{}[WARN] ", ansi::YELLOW);
|
|
||||||
log(fmt, std::forward<Args>(args)...);
|
|
||||||
print(stream, ansi::RESET);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
template<typename... Args>
|
|
||||||
void error(const fmt::format_string<Args...>& fmt, Args&&... args) {
|
|
||||||
if (level & static_cast<uint8_t>(LogLevel::Error)) {
|
|
||||||
print(stream, "{}{}[ERROR] ", ansi::RED, ansi::BOLD);
|
|
||||||
log(fmt, std::forward<Args>(args)...);
|
|
||||||
print(stream, ansi::RESET);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void set_level(LogLevel level) {
|
|
||||||
this->level = (static_cast<uint8_t>(level) << 1) - 1;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
void set_stream(FILE* stream) { this->stream = stream; }
|
|
||||||
|
|
||||||
private:
|
|
||||||
uint8_t level;
|
|
||||||
FILE* stream;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
extern logging::Logger glogger;
|
template<typename... Args>
|
||||||
|
inline void
|
||||||
|
log_raw(const fmt::format_string<Args...>& fmt, Args&&... args) {
|
||||||
|
fmt::println(clog, fmt, std::forward<Args>(args)...);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
#define dbg(x) glogger.debug("{} = {}", #x, x);
|
template<typename... Args>
|
||||||
|
inline void
|
||||||
|
log_debug(const fmt::format_string<Args...>& fmt, Args&&... args) {
|
||||||
|
print(clog, "{}{}[DEBUG] ", ansi::MAGENTA, ansi::BOLD);
|
||||||
|
log_raw(fmt, std::forward<Args>(args)...);
|
||||||
|
print(clog, ansi::RESET);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template<typename... Args>
|
||||||
|
inline void
|
||||||
|
log_info(const fmt::format_string<Args...>& fmt, Args&&... args) {
|
||||||
|
print(clog, "{}[INFO] ", ansi::WHITE);
|
||||||
|
log_raw(fmt, std::forward<Args>(args)...);
|
||||||
|
print(clog, ansi::RESET);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template<typename... Args>
|
||||||
|
inline void
|
||||||
|
log_warn(const fmt::format_string<Args...>& fmt, Args&&... args) {
|
||||||
|
print(clog, "{}[WARN] ", ansi::YELLOW);
|
||||||
|
log_raw(fmt, std::forward<Args>(args)...);
|
||||||
|
print(clog, ansi::RESET);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template<typename... Args>
|
||||||
|
inline void
|
||||||
|
log_error(const fmt::format_string<Args...>& fmt, Args&&... args) {
|
||||||
|
print(clog, "{}{}[ERROR] ", ansi::RED, ansi::BOLD);
|
||||||
|
log_raw(fmt, std::forward<Args>(args)...);
|
||||||
|
print(clog, ansi::RESET);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#define debug(value) logger::log_debug("{} = {}", #value, value)
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,3 +0,0 @@
|
|||||||
lib_sources += files(
|
|
||||||
'log.cc'
|
|
||||||
)
|
|
||||||
45
tests/bus.cc
45
tests/bus.cc
@@ -1,45 +0,0 @@
|
|||||||
#include "bus.hh"
|
|
||||||
#include <catch2/catch_test_macros.hpp>
|
|
||||||
|
|
||||||
#define TAG "[bus]"
|
|
||||||
|
|
||||||
using namespace matar;
|
|
||||||
|
|
||||||
class BusFixture {
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
BusFixture()
|
|
||||||
: bus(Memory(std::array<uint8_t, Memory::BIOS_SIZE>(),
|
|
||||||
std::vector<uint8_t>(Header::HEADER_SIZE))) {}
|
|
||||||
|
|
||||||
protected:
|
|
||||||
Bus bus;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(BusFixture, "Byte", TAG) {
|
|
||||||
CHECK(bus.read_byte(3349) == 0);
|
|
||||||
|
|
||||||
bus.write_byte(3349, 0xEC);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_byte(3349) == 0xEC);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(3349) == 0xEC);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_halfword(3349) == 0xEC);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(BusFixture, "Halfword", TAG) {
|
|
||||||
CHECK(bus.read_halfword(33750745) == 0);
|
|
||||||
|
|
||||||
bus.write_halfword(33750745, 0x1A4A);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_halfword(33750745) == 0x1A4A);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(33750745) == 0x1A4A);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_byte(33750745) == 0x4A);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(BusFixture, "Word", TAG) {
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(100724276) == 0);
|
|
||||||
|
|
||||||
bus.write_word(100724276, 0x3ACC491D);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(100724276) == 0x3ACC491D);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_halfword(100724276) == 0x491D);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_byte(100724276) == 0x1D);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
#undef TAG
|
|
||||||
File diff suppressed because it is too large
Load Diff
@@ -1,9 +1,9 @@
|
|||||||
#include "cpu/arm/instruction.hh"
|
#include "cpu/arm/instruction.hh"
|
||||||
|
#include "cpu/utility.hh"
|
||||||
#include <catch2/catch_test_macros.hpp>
|
#include <catch2/catch_test_macros.hpp>
|
||||||
|
|
||||||
#define TAG "[arm][disassembly]"
|
#define TAG "disassembler"
|
||||||
|
|
||||||
using namespace matar;
|
|
||||||
using namespace arm;
|
using namespace arm;
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Branch and Exchange", TAG) {
|
TEST_CASE("Branch and Exchange", TAG) {
|
||||||
@@ -12,13 +12,11 @@ TEST_CASE("Branch and Exchange", TAG) {
|
|||||||
BranchAndExchange* bx = nullptr;
|
BranchAndExchange* bx = nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((bx = std::get_if<BranchAndExchange>(&instruction.data)));
|
REQUIRE((bx = std::get_if<BranchAndExchange>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::GT);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::GT);
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(bx->rn == 10);
|
REQUIRE(bx->rn == 10);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "BXGT R10");
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "BXGT R10");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Branch", TAG) {
|
TEST_CASE("Branch", TAG) {
|
||||||
@@ -27,20 +25,18 @@ TEST_CASE("Branch", TAG) {
|
|||||||
Branch* b = nullptr;
|
Branch* b = nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((b = std::get_if<Branch>(&instruction.data)));
|
REQUIRE((b = std::get_if<Branch>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
|
||||||
|
|
||||||
// last 24 bits = 8748995
|
// last 24 bits = 8748995
|
||||||
// (8748995 << 8) >> 6 sign extended = 0xFE15FF0C
|
// (8748995 << 8) >> 6 sign extended = 0xFE15FF0C
|
||||||
// Also +8 since PC is two instructions ahead
|
// Also +8 since PC is two instructions ahead
|
||||||
CHECK(b->offset == 0xFE15FF14);
|
REQUIRE(b->offset == 0xFE15FF14);
|
||||||
CHECK(b->link == true);
|
REQUIRE(b->link == true);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "BL 0xFE15FF14");
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "BL 0xFE15FF14");
|
|
||||||
|
|
||||||
b->link = false;
|
b->link = false;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "B 0xFE15FF14");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "B 0xFE15FF14");
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Multiply", TAG) {
|
TEST_CASE("Multiply", TAG) {
|
||||||
@@ -49,22 +45,20 @@ TEST_CASE("Multiply", TAG) {
|
|||||||
Multiply* mul = nullptr;
|
Multiply* mul = nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((mul = std::get_if<Multiply>(&instruction.data)));
|
REQUIRE((mul = std::get_if<Multiply>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::EQ);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::EQ);
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(mul->rm == 0);
|
REQUIRE(mul->rm == 0);
|
||||||
CHECK(mul->rs == 15);
|
REQUIRE(mul->rs == 15);
|
||||||
CHECK(mul->rn == 14);
|
REQUIRE(mul->rn == 14);
|
||||||
CHECK(mul->rd == 10);
|
REQUIRE(mul->rd == 10);
|
||||||
CHECK(mul->acc == true);
|
REQUIRE(mul->acc == true);
|
||||||
CHECK(mul->set == true);
|
REQUIRE(mul->set == true);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "MLAEQS R10,R0,R15,R14");
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "MLAEQS R10,R0,R15,R14");
|
|
||||||
|
|
||||||
mul->acc = false;
|
mul->acc = false;
|
||||||
mul->set = false;
|
mul->set = false;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "MULEQ R10,R0,R15");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "MULEQ R10,R0,R15");
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Multiply Long", TAG) {
|
TEST_CASE("Multiply Long", TAG) {
|
||||||
@@ -73,26 +67,24 @@ TEST_CASE("Multiply Long", TAG) {
|
|||||||
MultiplyLong* mull = nullptr;
|
MultiplyLong* mull = nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((mull = std::get_if<MultiplyLong>(&instruction.data)));
|
REQUIRE((mull = std::get_if<MultiplyLong>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::NE);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::NE);
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(mull->rm == 2);
|
REQUIRE(mull->rm == 2);
|
||||||
CHECK(mull->rs == 6);
|
REQUIRE(mull->rs == 6);
|
||||||
CHECK(mull->rdlo == 7);
|
REQUIRE(mull->rdlo == 7);
|
||||||
CHECK(mull->rdhi == 14);
|
REQUIRE(mull->rdhi == 14);
|
||||||
CHECK(mull->acc == false);
|
REQUIRE(mull->acc == false);
|
||||||
CHECK(mull->set == true);
|
REQUIRE(mull->set == true);
|
||||||
CHECK(mull->uns == true);
|
REQUIRE(mull->uns == true);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "UMULLNES R7,R14,R2,R6");
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "UMULLNES R7,R14,R2,R6");
|
|
||||||
|
|
||||||
mull->acc = true;
|
mull->acc = true;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "UMLALNES R7,R14,R2,R6");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "UMLALNES R7,R14,R2,R6");
|
||||||
|
|
||||||
mull->uns = false;
|
mull->uns = false;
|
||||||
mull->set = false;
|
mull->set = false;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "SMLALNE R7,R14,R2,R6");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "SMLALNE R7,R14,R2,R6");
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Undefined", TAG) {
|
TEST_CASE("Undefined", TAG) {
|
||||||
@@ -101,11 +93,8 @@ TEST_CASE("Undefined", TAG) {
|
|||||||
uint32_t raw = 0b11100111101000101010111100010110;
|
uint32_t raw = 0b11100111101000101010111100010110;
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
Instruction instruction(raw);
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
|
||||||
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "UND");
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "UND");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Single Data Swap", TAG) {
|
TEST_CASE("Single Data Swap", TAG) {
|
||||||
@@ -114,19 +103,17 @@ TEST_CASE("Single Data Swap", TAG) {
|
|||||||
SingleDataSwap* swp = nullptr;
|
SingleDataSwap* swp = nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((swp = std::get_if<SingleDataSwap>(&instruction.data)));
|
REQUIRE((swp = std::get_if<SingleDataSwap>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::GE);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::GE);
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(swp->rm == 6);
|
REQUIRE(swp->rm == 6);
|
||||||
CHECK(swp->rd == 5);
|
REQUIRE(swp->rd == 5);
|
||||||
CHECK(swp->rn == 9);
|
REQUIRE(swp->rn == 9);
|
||||||
CHECK(swp->byte == false);
|
REQUIRE(swp->byte == false);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "SWPGE R5,R6,[R9]");
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "SWPGE R5,R6,[R9]");
|
|
||||||
|
|
||||||
swp->byte = true;
|
swp->byte = true;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "SWPGEB R5,R6,[R9]");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "SWPGEB R5,R6,[R9]");
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Single Data Transfer", TAG) {
|
TEST_CASE("Single Data Transfer", TAG) {
|
||||||
@@ -136,38 +123,36 @@ TEST_CASE("Single Data Transfer", TAG) {
|
|||||||
Shift* shift = nullptr;
|
Shift* shift = nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((ldr = std::get_if<SingleDataTransfer>(&instruction.data)));
|
REQUIRE((ldr = std::get_if<SingleDataTransfer>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((shift = std::get_if<Shift>(&ldr->offset)));
|
REQUIRE((shift = std::get_if<Shift>(&ldr->offset)));
|
||||||
CHECK(shift->rm == 6);
|
REQUIRE(shift->rm == 6);
|
||||||
CHECK(shift->data.immediate == true);
|
REQUIRE(shift->data.immediate == true);
|
||||||
CHECK(shift->data.type == ShiftType::LSL);
|
REQUIRE(shift->data.type == ShiftType::LSL);
|
||||||
CHECK(shift->data.operand == 30);
|
REQUIRE(shift->data.operand == 30);
|
||||||
CHECK(ldr->rd == 10);
|
REQUIRE(ldr->rd == 10);
|
||||||
CHECK(ldr->rn == 2);
|
REQUIRE(ldr->rn == 2);
|
||||||
CHECK(ldr->load == false);
|
REQUIRE(ldr->load == false);
|
||||||
CHECK(ldr->write == true);
|
REQUIRE(ldr->write == true);
|
||||||
CHECK(ldr->byte == false);
|
REQUIRE(ldr->byte == false);
|
||||||
CHECK(ldr->up == true);
|
REQUIRE(ldr->up == true);
|
||||||
CHECK(ldr->pre == true);
|
REQUIRE(ldr->pre == true);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
ldr->load = true;
|
ldr->load = true;
|
||||||
ldr->byte = true;
|
ldr->byte = true;
|
||||||
ldr->write = false;
|
ldr->write = false;
|
||||||
shift->data.type = ShiftType::ROR;
|
shift->data.type = ShiftType::ROR;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2,+R6,ROR #30]");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2,+R6,ROR #30]");
|
||||||
|
|
||||||
ldr->up = false;
|
ldr->up = false;
|
||||||
ldr->pre = false;
|
ldr->pre = false;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2],-R6,ROR #30");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2],-R6,ROR #30");
|
||||||
|
|
||||||
ldr->offset = static_cast<uint16_t>(9023);
|
ldr->offset = static_cast<uint16_t>(9023);
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2],-#9023");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2],-#9023");
|
||||||
|
|
||||||
ldr->pre = true;
|
ldr->pre = true;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2,-#9023]");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDRB R10,[R2,-#9023]");
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Halfword Transfer", TAG) {
|
TEST_CASE("Halfword Transfer", TAG) {
|
||||||
@@ -176,40 +161,38 @@ TEST_CASE("Halfword Transfer", TAG) {
|
|||||||
HalfwordTransfer* ldr = nullptr;
|
HalfwordTransfer* ldr = nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((ldr = std::get_if<HalfwordTransfer>(&instruction.data)));
|
REQUIRE((ldr = std::get_if<HalfwordTransfer>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::CC);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::CC);
|
||||||
|
|
||||||
// offset is not immediate
|
// offset is not immediate
|
||||||
CHECK(ldr->imm == 0);
|
REQUIRE(ldr->imm == 0);
|
||||||
// hence this offset is a register number (rm)
|
// hence this offset is a register number (rm)
|
||||||
CHECK(ldr->offset == 6);
|
REQUIRE(ldr->offset == 6);
|
||||||
CHECK(ldr->half == true);
|
REQUIRE(ldr->half == true);
|
||||||
CHECK(ldr->sign == false);
|
REQUIRE(ldr->sign == false);
|
||||||
CHECK(ldr->rd == 2);
|
REQUIRE(ldr->rd == 2);
|
||||||
CHECK(ldr->rn == 15);
|
REQUIRE(ldr->rn == 15);
|
||||||
CHECK(ldr->load == false);
|
REQUIRE(ldr->load == false);
|
||||||
CHECK(ldr->write == true);
|
REQUIRE(ldr->write == true);
|
||||||
CHECK(ldr->up == true);
|
REQUIRE(ldr->up == true);
|
||||||
CHECK(ldr->pre == true);
|
REQUIRE(ldr->pre == true);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "STRCCH R2,[R15,+R6]!");
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "STRCCH R2,[R15,+R6]!");
|
|
||||||
|
|
||||||
ldr->pre = false;
|
ldr->pre = false;
|
||||||
ldr->load = true;
|
ldr->load = true;
|
||||||
ldr->sign = true;
|
ldr->sign = true;
|
||||||
ldr->up = false;
|
ldr->up = false;
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDRCCSH R2,[R15],-R6");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDRCCSH R2,[R15],-R6");
|
||||||
|
|
||||||
ldr->half = false;
|
ldr->half = false;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDRCCSB R2,[R15],-R6");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDRCCSB R2,[R15],-R6");
|
||||||
|
|
||||||
ldr->load = false;
|
ldr->load = false;
|
||||||
// not a register anymore
|
// not a register anymore
|
||||||
ldr->imm = 1;
|
ldr->imm = 1;
|
||||||
ldr->offset = 90;
|
ldr->offset = 90;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "STRCCSB R2,[R15],-#90");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "STRCCSB R2,[R15],-#90");
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Block Data Transfer", TAG) {
|
TEST_CASE("Block Data Transfer", TAG) {
|
||||||
@@ -218,7 +201,7 @@ TEST_CASE("Block Data Transfer", TAG) {
|
|||||||
BlockDataTransfer* ldm = nullptr;
|
BlockDataTransfer* ldm = nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((ldm = std::get_if<BlockDataTransfer>(&instruction.data)));
|
REQUIRE((ldm = std::get_if<BlockDataTransfer>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::LS);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::LS);
|
||||||
|
|
||||||
{
|
{
|
||||||
uint16_t regs = 0;
|
uint16_t regs = 0;
|
||||||
@@ -230,24 +213,23 @@ TEST_CASE("Block Data Transfer", TAG) {
|
|||||||
regs |= 1 << 8;
|
regs |= 1 << 8;
|
||||||
regs |= 1 << 14;
|
regs |= 1 << 14;
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(ldm->regs == regs);
|
REQUIRE(ldm->regs == regs);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(ldm->rn == 7);
|
REQUIRE(ldm->rn == 7);
|
||||||
CHECK(ldm->load == true);
|
REQUIRE(ldm->load == true);
|
||||||
CHECK(ldm->write == false);
|
REQUIRE(ldm->write == false);
|
||||||
CHECK(ldm->s == true);
|
REQUIRE(ldm->s == true);
|
||||||
CHECK(ldm->up == false);
|
REQUIRE(ldm->up == false);
|
||||||
CHECK(ldm->pre == true);
|
REQUIRE(ldm->pre == true);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDMLSDB R7,{R0,R2,R3,R5,R6,R8,R14}^");
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDMLSDB R7,{R0,R2,R3,R5,R6,R8,R14}^");
|
|
||||||
|
|
||||||
ldm->write = true;
|
ldm->write = true;
|
||||||
ldm->s = false;
|
ldm->s = false;
|
||||||
ldm->up = true;
|
ldm->up = true;
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDMLSIB R7!,{R0,R2,R3,R5,R6,R8,R14}");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDMLSIB R7!,{R0,R2,R3,R5,R6,R8,R14}");
|
||||||
|
|
||||||
ldm->regs &= ~(1 << 6);
|
ldm->regs &= ~(1 << 6);
|
||||||
ldm->regs &= ~(1 << 3);
|
ldm->regs &= ~(1 << 3);
|
||||||
@@ -255,8 +237,7 @@ TEST_CASE("Block Data Transfer", TAG) {
|
|||||||
ldm->load = false;
|
ldm->load = false;
|
||||||
ldm->pre = false;
|
ldm->pre = false;
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "STMLSIA R7!,{R0,R2,R5,R14}");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "STMLSIA R7!,{R0,R2,R5,R14}");
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("PSR Transfer", TAG) {
|
TEST_CASE("PSR Transfer", TAG) {
|
||||||
@@ -268,16 +249,14 @@ TEST_CASE("PSR Transfer", TAG) {
|
|||||||
PsrTransfer* mrs = nullptr;
|
PsrTransfer* mrs = nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((mrs = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
|
REQUIRE((mrs = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::MI);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::MI);
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(mrs->type == PsrTransfer::Type::Mrs);
|
REQUIRE(mrs->type == PsrTransfer::Type::Mrs);
|
||||||
// Operand is a register in the case of MRS (PSR -> Register)
|
// Operand is a register in the case of MRS (PSR -> Register)
|
||||||
CHECK(mrs->operand == 10);
|
REQUIRE(mrs->operand == 10);
|
||||||
CHECK(mrs->spsr == true);
|
REQUIRE(mrs->spsr == true);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "MRSMI R10,SPSR_all");
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "MRSMI R10,SPSR_all");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("MSR") {
|
SECTION("MSR") {
|
||||||
@@ -286,16 +265,14 @@ TEST_CASE("PSR Transfer", TAG) {
|
|||||||
PsrTransfer* msr = nullptr;
|
PsrTransfer* msr = nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((msr = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
|
REQUIRE((msr = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(msr->type == PsrTransfer::Type::Msr);
|
REQUIRE(msr->type == PsrTransfer::Type::Msr);
|
||||||
// Operand is a register in the case of MSR (Register -> PSR)
|
// Operand is a register in the case of MSR (Register -> PSR)
|
||||||
CHECK(msr->operand == 8);
|
REQUIRE(msr->operand == 8);
|
||||||
CHECK(msr->spsr == false);
|
REQUIRE(msr->spsr == false);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "MSR CPSR_all,R8");
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "MSR CPSR_all,R8");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("MSR_flg with register operand") {
|
SECTION("MSR_flg with register operand") {
|
||||||
@@ -303,16 +280,14 @@ TEST_CASE("PSR Transfer", TAG) {
|
|||||||
Instruction instruction(raw);
|
Instruction instruction(raw);
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((msr = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
|
REQUIRE((msr = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::VS);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::VS);
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(msr->type == PsrTransfer::Type::Msr_flg);
|
REQUIRE(msr->type == PsrTransfer::Type::Msr_flg);
|
||||||
CHECK(msr->imm == 0);
|
REQUIRE(msr->imm == 0);
|
||||||
CHECK(msr->operand == 8);
|
REQUIRE(msr->operand == 8);
|
||||||
CHECK(msr->spsr == false);
|
REQUIRE(msr->spsr == false);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "MSRVS CPSR_flg,R8");
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "MSRVS CPSR_flg,R8");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("MSR_flg with immediate operand") {
|
SECTION("MSR_flg with immediate operand") {
|
||||||
@@ -320,107 +295,101 @@ TEST_CASE("PSR Transfer", TAG) {
|
|||||||
Instruction instruction(raw);
|
Instruction instruction(raw);
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((msr = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
|
REQUIRE((msr = std::get_if<PsrTransfer>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(msr->type == PsrTransfer::Type::Msr_flg);
|
REQUIRE(msr->type == PsrTransfer::Type::Msr_flg);
|
||||||
CHECK(msr->imm == 1);
|
REQUIRE(msr->imm == 1);
|
||||||
|
|
||||||
// 104 (32 bits) rotated by 2 * 7
|
// 104 (32 bits) rotated by 2 * 7
|
||||||
CHECK(msr->operand == 27262976);
|
REQUIRE(msr->operand == 27262976);
|
||||||
CHECK(msr->spsr == true);
|
REQUIRE(msr->spsr == true);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "MSR SPSR_flg,#27262976");
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "MSR SPSR_flg,#27262976");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Data Processing", TAG) {
|
TEST_CASE("Data Processing", TAG) {
|
||||||
using OpCode = DataProcessing::OpCode;
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t raw = 0b11100000000111100111101101100001;
|
uint32_t raw = 0b11100000000111100111101101100001;
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
Instruction instruction(raw);
|
||||||
DataProcessing* alu = nullptr;
|
DataProcessing* alu = nullptr;
|
||||||
Shift* shift = nullptr;
|
Shift* shift = nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((alu = std::get_if<DataProcessing>(&instruction.data)));
|
REQUIRE((alu = std::get_if<DataProcessing>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
|
||||||
|
|
||||||
// operand 2 is a shifted register
|
// operand 2 is a shifted register
|
||||||
REQUIRE((shift = std::get_if<Shift>(&alu->operand)));
|
REQUIRE((shift = std::get_if<Shift>(&alu->operand)));
|
||||||
CHECK(shift->rm == 1);
|
REQUIRE(shift->rm == 1);
|
||||||
CHECK(shift->data.immediate == true);
|
REQUIRE(shift->data.immediate == true);
|
||||||
CHECK(shift->data.type == ShiftType::ROR);
|
REQUIRE(shift->data.type == ShiftType::ROR);
|
||||||
CHECK(shift->data.operand == 22);
|
REQUIRE(shift->data.operand == 22);
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(alu->rd == 7);
|
REQUIRE(alu->rd == 7);
|
||||||
CHECK(alu->rn == 14);
|
REQUIRE(alu->rn == 14);
|
||||||
CHECK(alu->set == true);
|
REQUIRE(alu->set == true);
|
||||||
CHECK(alu->opcode == OpCode::AND);
|
REQUIRE(alu->opcode == OpCode::AND);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "ANDS R7,R14,R1,ROR #22");
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "ANDS R7,R14,R1,ROR #22");
|
|
||||||
|
|
||||||
shift->data.immediate = false;
|
shift->data.immediate = false;
|
||||||
shift->data.operand = 2;
|
shift->data.operand = 2;
|
||||||
alu->set = false;
|
alu->set = false;
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "AND R7,R14,R1,ROR R2");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "AND R7,R14,R1,ROR R2");
|
||||||
|
|
||||||
alu->operand = static_cast<uint32_t>(3300012);
|
alu->operand = static_cast<uint32_t>(3300012);
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "AND R7,R14,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "AND R7,R14,#3300012");
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("set-only operations") {
|
SECTION("set-only operations") {
|
||||||
alu->set = true;
|
alu->set = true;
|
||||||
|
|
||||||
alu->opcode = OpCode::TST;
|
alu->opcode = OpCode::TST;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "TST R14,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "TST R14,#3300012");
|
||||||
|
|
||||||
alu->opcode = OpCode::TEQ;
|
alu->opcode = OpCode::TEQ;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "TEQ R14,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "TEQ R14,#3300012");
|
||||||
|
|
||||||
alu->opcode = OpCode::CMP;
|
alu->opcode = OpCode::CMP;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "CMP R14,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "CMP R14,#3300012");
|
||||||
|
|
||||||
alu->opcode = OpCode::CMN;
|
alu->opcode = OpCode::CMN;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "CMN R14,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "CMN R14,#3300012");
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("destination operations") {
|
SECTION("destination operations") {
|
||||||
alu->opcode = OpCode::EOR;
|
alu->opcode = OpCode::EOR;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "EOR R7,R14,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "EOR R7,R14,#3300012");
|
||||||
|
|
||||||
alu->opcode = OpCode::SUB;
|
alu->opcode = OpCode::SUB;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "SUB R7,R14,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "SUB R7,R14,#3300012");
|
||||||
|
|
||||||
alu->opcode = OpCode::RSB;
|
alu->opcode = OpCode::RSB;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "RSB R7,R14,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "RSB R7,R14,#3300012");
|
||||||
|
|
||||||
alu->opcode = OpCode::SUB;
|
alu->opcode = OpCode::SUB;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "SUB R7,R14,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "SUB R7,R14,#3300012");
|
||||||
|
|
||||||
alu->opcode = OpCode::ADC;
|
alu->opcode = OpCode::ADC;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "ADC R7,R14,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "ADC R7,R14,#3300012");
|
||||||
|
|
||||||
alu->opcode = OpCode::SBC;
|
alu->opcode = OpCode::SBC;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "SBC R7,R14,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "SBC R7,R14,#3300012");
|
||||||
|
|
||||||
alu->opcode = OpCode::RSC;
|
alu->opcode = OpCode::RSC;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "RSC R7,R14,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "RSC R7,R14,#3300012");
|
||||||
|
|
||||||
alu->opcode = OpCode::ORR;
|
alu->opcode = OpCode::ORR;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "ORR R7,R14,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "ORR R7,R14,#3300012");
|
||||||
|
|
||||||
alu->opcode = OpCode::MOV;
|
alu->opcode = OpCode::MOV;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "MOV R7,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "MOV R7,#3300012");
|
||||||
|
|
||||||
alu->opcode = OpCode::BIC;
|
alu->opcode = OpCode::BIC;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "BIC R7,R14,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "BIC R7,R14,#3300012");
|
||||||
|
|
||||||
alu->opcode = OpCode::MVN;
|
alu->opcode = OpCode::MVN;
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "MVN R7,#3300012");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "MVN R7,#3300012");
|
||||||
}
|
}
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Coprocessor Data Transfer", TAG) {
|
TEST_CASE("Coprocessor Data Transfer", TAG) {
|
||||||
@@ -429,28 +398,26 @@ TEST_CASE("Coprocessor Data Transfer", TAG) {
|
|||||||
CoprocessorDataTransfer* ldc = nullptr;
|
CoprocessorDataTransfer* ldc = nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((ldc = std::get_if<CoprocessorDataTransfer>(&instruction.data)));
|
REQUIRE((ldc = std::get_if<CoprocessorDataTransfer>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::GE);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::GE);
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(ldc->offset == 70);
|
REQUIRE(ldc->offset == 70);
|
||||||
CHECK(ldc->cpn == 1);
|
REQUIRE(ldc->cpn == 1);
|
||||||
CHECK(ldc->crd == 15);
|
REQUIRE(ldc->crd == 15);
|
||||||
CHECK(ldc->rn == 5);
|
REQUIRE(ldc->rn == 5);
|
||||||
CHECK(ldc->load == false);
|
REQUIRE(ldc->load == false);
|
||||||
CHECK(ldc->write == true);
|
REQUIRE(ldc->write == true);
|
||||||
CHECK(ldc->len == false);
|
REQUIRE(ldc->len == false);
|
||||||
CHECK(ldc->up == true);
|
REQUIRE(ldc->up == true);
|
||||||
CHECK(ldc->pre == true);
|
REQUIRE(ldc->pre == true);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "STCGE p1,c15,[R5,#70]!");
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "STCGE p1,c15,[R5,#70]!");
|
|
||||||
|
|
||||||
ldc->load = true;
|
ldc->load = true;
|
||||||
ldc->pre = false;
|
ldc->pre = false;
|
||||||
ldc->write = false;
|
ldc->write = false;
|
||||||
ldc->len = true;
|
ldc->len = true;
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDCGEL p1,c15,[R5],#70");
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "LDCGEL p1,c15,[R5],#70");
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Coprocessor Operand Operation", TAG) {
|
TEST_CASE("Coprocessor Operand Operation", TAG) {
|
||||||
@@ -459,18 +426,16 @@ TEST_CASE("Coprocessor Operand Operation", TAG) {
|
|||||||
CoprocessorDataOperation* cdp = nullptr;
|
CoprocessorDataOperation* cdp = nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((cdp = std::get_if<CoprocessorDataOperation>(&instruction.data)));
|
REQUIRE((cdp = std::get_if<CoprocessorDataOperation>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(cdp->crm == 6);
|
REQUIRE(cdp->crm == 6);
|
||||||
CHECK(cdp->cp == 2);
|
REQUIRE(cdp->cp == 2);
|
||||||
CHECK(cdp->cpn == 1);
|
REQUIRE(cdp->cpn == 1);
|
||||||
CHECK(cdp->crd == 15);
|
REQUIRE(cdp->crd == 15);
|
||||||
CHECK(cdp->crn == 5);
|
REQUIRE(cdp->crn == 5);
|
||||||
CHECK(cdp->cp_opc == 10);
|
REQUIRE(cdp->cp_opc == 10);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "CDP p1,10,c15,c5,c6,2");
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "CDP p1,10,c15,c5,c6,2");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Coprocessor Register Transfer", TAG) {
|
TEST_CASE("Coprocessor Register Transfer", TAG) {
|
||||||
@@ -480,30 +445,25 @@ TEST_CASE("Coprocessor Register Transfer", TAG) {
|
|||||||
|
|
||||||
REQUIRE(
|
REQUIRE(
|
||||||
(mrc = std::get_if<CoprocessorRegisterTransfer>(&instruction.data)));
|
(mrc = std::get_if<CoprocessorRegisterTransfer>(&instruction.data)));
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::AL);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::AL);
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(mrc->crm == 6);
|
REQUIRE(mrc->crm == 6);
|
||||||
CHECK(mrc->cp == 2);
|
REQUIRE(mrc->cp == 2);
|
||||||
CHECK(mrc->cpn == 1);
|
REQUIRE(mrc->cpn == 1);
|
||||||
CHECK(mrc->rd == 15);
|
REQUIRE(mrc->rd == 15);
|
||||||
CHECK(mrc->crn == 5);
|
REQUIRE(mrc->crn == 5);
|
||||||
CHECK(mrc->load == false);
|
REQUIRE(mrc->load == false);
|
||||||
CHECK(mrc->cp_opc == 5);
|
REQUIRE(mrc->cp_opc == 5);
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "MCR p1,5,R15,c5,c6,2");
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "MCR p1,5,R15,c5,c6,2");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Software Interrupt", TAG) {
|
TEST_CASE("Software Interrupt", TAG) {
|
||||||
uint32_t raw = 0b00001111101010101010101010101010;
|
uint32_t raw = 0b00001111101010101010101010101010;
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
Instruction instruction(raw);
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(instruction.condition == Condition::EQ);
|
REQUIRE(instruction.condition == Condition::EQ);
|
||||||
|
REQUIRE(instruction.disassemble() == "SWIEQ");
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "SWIEQ");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
#undef TAG
|
#undef TAG
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,96 +0,0 @@
|
|||||||
#include "cpu-fixture.hh"
|
|
||||||
|
|
||||||
Psr
|
|
||||||
CpuFixture::psr(bool spsr) {
|
|
||||||
Psr psr(0);
|
|
||||||
CpuImpl tmp = cpu;
|
|
||||||
arm::Instruction instruction(
|
|
||||||
Condition::AL,
|
|
||||||
arm::PsrTransfer{ .operand = 0,
|
|
||||||
.spsr = spsr,
|
|
||||||
.type = arm::PsrTransfer::Type::Mrs,
|
|
||||||
.imm = false });
|
|
||||||
|
|
||||||
instruction.exec(tmp);
|
|
||||||
|
|
||||||
psr.set_all(getr_(0, tmp));
|
|
||||||
return psr;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void
|
|
||||||
CpuFixture::set_psr(Psr psr, bool spsr) {
|
|
||||||
// R0
|
|
||||||
uint32_t old = getr(0);
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(0, psr.raw());
|
|
||||||
|
|
||||||
arm::Instruction instruction(
|
|
||||||
Condition::AL,
|
|
||||||
arm::PsrTransfer{ .operand = 0,
|
|
||||||
.spsr = spsr,
|
|
||||||
.type = arm::PsrTransfer::Type::Msr,
|
|
||||||
.imm = false });
|
|
||||||
|
|
||||||
instruction.exec(cpu);
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(0, old);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// We need these workarounds to just use the public API and not private
|
|
||||||
// fields. Assuming that these work correctly is necessary. Besides, all that
|
|
||||||
// matters is that the public API is correct.
|
|
||||||
uint32_t
|
|
||||||
CpuFixture::getr_(uint8_t r, CpuImpl& cpu) {
|
|
||||||
size_t addr = 13000;
|
|
||||||
size_t offset = r == 15 ? 4 : 0;
|
|
||||||
uint32_t word = bus.read_word(addr + offset);
|
|
||||||
CpuImpl tmp = cpu;
|
|
||||||
uint32_t ret = 0xFFFFFFFF;
|
|
||||||
uint8_t base = r ? 0 : 1;
|
|
||||||
|
|
||||||
// set R0/R1 = 0
|
|
||||||
arm::Instruction zero(
|
|
||||||
Condition::AL,
|
|
||||||
arm::DataProcessing{ .operand = 0u,
|
|
||||||
.rd = base,
|
|
||||||
.rn = 0,
|
|
||||||
.set = false,
|
|
||||||
.opcode = arm::DataProcessing::OpCode::MOV });
|
|
||||||
|
|
||||||
// get register
|
|
||||||
arm::Instruction get(
|
|
||||||
Condition::AL,
|
|
||||||
arm::SingleDataTransfer{ .offset = static_cast<uint16_t>(addr),
|
|
||||||
.rd = r,
|
|
||||||
.rn = base,
|
|
||||||
.load = false,
|
|
||||||
.write = false,
|
|
||||||
.byte = false,
|
|
||||||
.up = true,
|
|
||||||
.pre = true });
|
|
||||||
|
|
||||||
zero.exec(tmp);
|
|
||||||
get.exec(tmp);
|
|
||||||
|
|
||||||
addr += offset;
|
|
||||||
|
|
||||||
ret = bus.read_word(addr);
|
|
||||||
|
|
||||||
bus.write_word(addr, word);
|
|
||||||
|
|
||||||
return ret;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void
|
|
||||||
CpuFixture::setr_(uint8_t r, uint32_t value, CpuImpl& cpu) {
|
|
||||||
// set register
|
|
||||||
arm::Instruction set(
|
|
||||||
Condition::AL,
|
|
||||||
arm::DataProcessing{ .operand = value,
|
|
||||||
.rd = r,
|
|
||||||
.rn = 0,
|
|
||||||
.set = false,
|
|
||||||
.opcode = arm::DataProcessing::OpCode::MOV });
|
|
||||||
|
|
||||||
set.exec(cpu);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,42 +0,0 @@
|
|||||||
#include "cpu/cpu-impl.hh"
|
|
||||||
|
|
||||||
using namespace matar;
|
|
||||||
|
|
||||||
class CpuFixture {
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
CpuFixture()
|
|
||||||
: bus(Memory(std::array<uint8_t, Memory::BIOS_SIZE>(),
|
|
||||||
std::vector<uint8_t>(Header::HEADER_SIZE)))
|
|
||||||
, cpu(bus) {}
|
|
||||||
|
|
||||||
protected:
|
|
||||||
void exec(arm::InstructionData data, Condition condition = Condition::AL) {
|
|
||||||
arm::Instruction instruction(condition, data);
|
|
||||||
instruction.exec(cpu);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void exec(thumb::InstructionData data) {
|
|
||||||
thumb::Instruction instruction(data);
|
|
||||||
instruction.exec(cpu);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void reset(uint32_t value = 0) { setr(15, value + 8); }
|
|
||||||
|
|
||||||
uint32_t getr(uint8_t r) { return getr_(r, cpu); }
|
|
||||||
|
|
||||||
void setr(uint8_t r, uint32_t value) { setr_(r, value, cpu); }
|
|
||||||
|
|
||||||
Psr psr(bool spsr = false);
|
|
||||||
|
|
||||||
void set_psr(Psr psr, bool spsr = false);
|
|
||||||
|
|
||||||
Bus bus;
|
|
||||||
CpuImpl cpu;
|
|
||||||
|
|
||||||
private:
|
|
||||||
// hack to get a register
|
|
||||||
uint32_t getr_(uint8_t r, CpuImpl& cpu);
|
|
||||||
|
|
||||||
// hack to set a register
|
|
||||||
void setr_(uint8_t r, uint32_t value, CpuImpl& cpu);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
0
tests/cpu/cpu.cc
Normal file
0
tests/cpu/cpu.cc
Normal file
467
tests/cpu/instruction.cc
Normal file
467
tests/cpu/instruction.cc
Normal file
@@ -0,0 +1,467 @@
|
|||||||
|
#include "cpu/arm/instruction.hh"
|
||||||
|
#include "cpu/utility.hh"
|
||||||
|
#include <catch2/catch_test_macros.hpp>
|
||||||
|
|
||||||
|
[[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");
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -1,6 +1 @@
|
|||||||
tests_sources += files(
|
subdir('arm')
|
||||||
'cpu-fixture.cc'
|
|
||||||
)
|
|
||||||
|
|
||||||
subdir('arm')
|
|
||||||
subdir('thumb')
|
|
||||||
@@ -1,990 +0,0 @@
|
|||||||
#include "cpu/cpu-fixture.hh"
|
|
||||||
#include "cpu/cpu-impl.hh"
|
|
||||||
#include "cpu/thumb/instruction.hh"
|
|
||||||
#include "util/bits.hh"
|
|
||||||
#include <catch2/catch_test_macros.hpp>
|
|
||||||
|
|
||||||
using namespace matar;
|
|
||||||
|
|
||||||
#define TAG "[thumb][execution]"
|
|
||||||
|
|
||||||
using namespace thumb;
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Move Shifted Register", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data = MoveShiftedRegister{
|
|
||||||
.rd = 3, .rs = 5, .offset = 15, .opcode = ShiftType::LSL
|
|
||||||
};
|
|
||||||
MoveShiftedRegister* move = std::get_if<MoveShiftedRegister>(&data);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("LSL") {
|
|
||||||
setr(3, 0);
|
|
||||||
setr(5, 6687);
|
|
||||||
// LSL
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 219119616);
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(5, 0);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("LSR") {
|
|
||||||
move->opcode = ShiftType::LSR;
|
|
||||||
setr(5, -1827489745);
|
|
||||||
// LSR
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 75301);
|
|
||||||
CHECK(!psr().n());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(5, 4444);
|
|
||||||
// zero flag
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("ASR") {
|
|
||||||
setr(5, -1827489745);
|
|
||||||
move->opcode = ShiftType::ASR;
|
|
||||||
// ASR
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(psr().n());
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 4294911525);
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(5, 500);
|
|
||||||
// zero flag
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Add/Subtract", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data = AddSubtract{ .rd = 5,
|
|
||||||
.rs = 2,
|
|
||||||
.offset = 7,
|
|
||||||
.opcode = AddSubtract::OpCode::ADD,
|
|
||||||
.imm = false };
|
|
||||||
AddSubtract* add = std::get_if<AddSubtract>(&data);
|
|
||||||
setr(2, 378427891);
|
|
||||||
setr(7, -666666);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("ADD") {
|
|
||||||
// register
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 377761225);
|
|
||||||
|
|
||||||
add->imm = true;
|
|
||||||
setr(2, (1u << 31) - 1);
|
|
||||||
// immediate and overflow
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 2147483654);
|
|
||||||
CHECK(psr().v());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(2, -7);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
add->imm = true;
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("SUB") {
|
|
||||||
add->opcode = AddSubtract::OpCode::SUB;
|
|
||||||
setr(2, -((1u << 31) - 1));
|
|
||||||
add->offset = 4;
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 2147483645);
|
|
||||||
CHECK(psr().v());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(2, ~0u);
|
|
||||||
add->offset = -4;
|
|
||||||
// carry
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 3);
|
|
||||||
CHECK(psr().c());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(2, 0);
|
|
||||||
add->offset = 0;
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Move/Compare/Add/Subtract Immediate", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data = MovCmpAddSubImmediate{
|
|
||||||
.offset = 251, .rd = 5, .opcode = MovCmpAddSubImmediate::OpCode::MOV
|
|
||||||
};
|
|
||||||
MovCmpAddSubImmediate* move = std::get_if<MovCmpAddSubImmediate>(&data);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("MOV") {
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 251);
|
|
||||||
|
|
||||||
move->offset = 0;
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("CMP") {
|
|
||||||
setr(5, 251);
|
|
||||||
move->opcode = MovCmpAddSubImmediate::OpCode::CMP;
|
|
||||||
CHECK(!psr().z());
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 251);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
|
|
||||||
// overflow
|
|
||||||
setr(5, -((1u << 31) - 1));
|
|
||||||
CHECK(!psr().v());
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 2147483649);
|
|
||||||
CHECK(psr().v());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("ADD") {
|
|
||||||
move->opcode = MovCmpAddSubImmediate::OpCode::ADD;
|
|
||||||
setr(5, (1u << 31) - 1);
|
|
||||||
// immediate and overflow
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 2147483898);
|
|
||||||
CHECK(psr().v());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(5, -251);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("SUB") {
|
|
||||||
// same as CMP but loaded
|
|
||||||
setr(5, 251);
|
|
||||||
move->opcode = MovCmpAddSubImmediate::OpCode::SUB;
|
|
||||||
CHECK(!psr().z());
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
|
|
||||||
// overflow
|
|
||||||
setr(5, -((1u << 31) - 1));
|
|
||||||
CHECK(!psr().v());
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 2147483398);
|
|
||||||
CHECK(psr().v());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "ALU Operations", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data =
|
|
||||||
AluOperations{ .rd = 1, .rs = 3, .opcode = AluOperations::OpCode::AND };
|
|
||||||
AluOperations* alu = std::get_if<AluOperations>(&data);
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(1, 328940001);
|
|
||||||
setr(3, -991);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("AND") {
|
|
||||||
// 328940001 & -991
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 328939553);
|
|
||||||
CHECK(!psr().n());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(3, 0);
|
|
||||||
CHECK(!psr().z());
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("EOR") {
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::EOR;
|
|
||||||
// 328940001 ^ -991
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 3966027200);
|
|
||||||
CHECK(psr().n());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(3, 3966027200);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
CHECK(!psr().n());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("LSL") {
|
|
||||||
setr(3, 3);
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::LSL;
|
|
||||||
// 328940001 << 3
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 2631520008);
|
|
||||||
CHECK(psr().n());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(1, 0);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("LSR") {
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::LSR;
|
|
||||||
setr(3, 991);
|
|
||||||
// 328940001 >> 991
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(1, -83885328);
|
|
||||||
setr(3, 5);
|
|
||||||
// -83885328 >> 5
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 131596311);
|
|
||||||
CHECK(!psr().z());
|
|
||||||
CHECK(!psr().n());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("ASR") {
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::ASR;
|
|
||||||
setr(3, 991);
|
|
||||||
// 328940001 >> 991
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(1, -83885328);
|
|
||||||
setr(3, 5);
|
|
||||||
// -83885328 >> 5
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 4292345879);
|
|
||||||
CHECK(!psr().z());
|
|
||||||
CHECK(psr().n());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("ADC") {
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::ADC;
|
|
||||||
setr(3, (1u << 31) - 1);
|
|
||||||
Psr cpsr = psr();
|
|
||||||
cpsr.set_c(true);
|
|
||||||
set_psr(cpsr);
|
|
||||||
// 2147483647 + 328940001 + 1
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 2476423649);
|
|
||||||
CHECK(psr().v());
|
|
||||||
CHECK(psr().n());
|
|
||||||
CHECK(!psr().c());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(3, -328940001);
|
|
||||||
setr(1, 328940001);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("SBC") {
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::SBC;
|
|
||||||
setr(3, -((1u << 31) - 1));
|
|
||||||
|
|
||||||
Psr cpsr = psr();
|
|
||||||
cpsr.set_c(false);
|
|
||||||
set_psr(cpsr);
|
|
||||||
|
|
||||||
// 328940001 - -2147483647 - 1
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 2476423647);
|
|
||||||
CHECK(psr().v());
|
|
||||||
CHECK(psr().n());
|
|
||||||
CHECK(!psr().c());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(1, -34892);
|
|
||||||
setr(3, -34893);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("ROR") {
|
|
||||||
setr(3, 993);
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::ROR;
|
|
||||||
// 328940001 ROR 993
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 2311953648);
|
|
||||||
CHECK(psr().n());
|
|
||||||
CHECK(psr().c());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(1, 0);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("TST") {
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::TST;
|
|
||||||
// 328940001 & -991
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
// no change
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 328940001);
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(3, 0);
|
|
||||||
CHECK(!psr().z());
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 328940001);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("NEG") {
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::NEG;
|
|
||||||
// -(-991)
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 991);
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(3, 0);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("CMP") {
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::CMP;
|
|
||||||
setr(3, -((1u << 31) - 1));
|
|
||||||
// 328940001 - -2147483647
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
// no change
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 328940001);
|
|
||||||
CHECK(psr().v());
|
|
||||||
CHECK(psr().n());
|
|
||||||
CHECK(!psr().c());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(1, -34892);
|
|
||||||
setr(3, -34892);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
// no change (-34892)
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 4294932404);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("CMN") {
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::CMN;
|
|
||||||
setr(3, (1u << 31) - 1);
|
|
||||||
// 2147483647 + 328940001
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 328940001);
|
|
||||||
CHECK(psr().v());
|
|
||||||
CHECK(psr().n());
|
|
||||||
CHECK(!psr().c());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(3, -328940001);
|
|
||||||
setr(1, 328940001);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 328940001);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("ORR") {
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::ORR;
|
|
||||||
// 328940001 | -991
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 4294966753);
|
|
||||||
CHECK(psr().n());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(1, 0);
|
|
||||||
setr(3, 0);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("MUL") {
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::MUL;
|
|
||||||
// 328940001 * -991 (lower 32 bits) (-325979540991 & 0xFFFFFFFF)
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 437973505);
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(3, 0);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("BIC") {
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::BIC;
|
|
||||||
// 328940001 & ~ -991
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 448);
|
|
||||||
CHECK(!psr().n());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(3, ~0u);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("MVN") {
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::MVN;
|
|
||||||
//~ -991
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 990);
|
|
||||||
CHECK(!psr().n());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(3, 24358);
|
|
||||||
// negative
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 4294942937);
|
|
||||||
CHECK(psr().n());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(3, ~0u);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 0);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Hi Register Operations/Branch Exchange", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data = HiRegisterOperations{
|
|
||||||
.rd = 5, .rs = 15, .opcode = HiRegisterOperations::OpCode::ADD
|
|
||||||
};
|
|
||||||
HiRegisterOperations* hi = std::get_if<HiRegisterOperations>(&data);
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(15, 3452948950);
|
|
||||||
setr(5, 958656720);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("ADD") {
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 116638374);
|
|
||||||
|
|
||||||
// hi + hi
|
|
||||||
hi->rd = 14;
|
|
||||||
hi->rs = 15;
|
|
||||||
setr(14, 42589);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(14) == 3452991539);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("CMP") {
|
|
||||||
hi->opcode = HiRegisterOperations::OpCode::CMP;
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
|
|
||||||
// no change
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 958656720);
|
|
||||||
CHECK(!psr().n());
|
|
||||||
CHECK(!psr().c());
|
|
||||||
CHECK(!psr().v());
|
|
||||||
CHECK(!psr().z());
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(15, 958656720);
|
|
||||||
// zero
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
// no change
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 958656720);
|
|
||||||
CHECK(psr().z());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("MOV") {
|
|
||||||
hi->opcode = HiRegisterOperations::OpCode::MOV;
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 3452948950);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("BX") {
|
|
||||||
hi->opcode = HiRegisterOperations::OpCode::BX;
|
|
||||||
hi->rs = 10;
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("Arm") {
|
|
||||||
setr(10, 2189988);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(15) == 2189988);
|
|
||||||
// switched to arm
|
|
||||||
CHECK(psr().state() == State::Arm);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("Thumb") {
|
|
||||||
setr(10, 2189989);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(15) == 2189988);
|
|
||||||
|
|
||||||
// switched to thumb
|
|
||||||
CHECK(psr().state() == State::Thumb);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "PC Relative Load", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data = PcRelativeLoad{ .word = 380, .rd = 0 };
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(15, 13804);
|
|
||||||
// 13804 + 380
|
|
||||||
bus.write_word(14184, 489753492);
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(getr(0) == 0);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(0) == 489753492);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Load/Store with Register Offset", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data = LoadStoreRegisterOffset{
|
|
||||||
.rd = 3, .rb = 0, .ro = 7, .byte = false, .load = false
|
|
||||||
};
|
|
||||||
LoadStoreRegisterOffset* load = std::get_if<LoadStoreRegisterOffset>(&data);
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(7, 9910);
|
|
||||||
setr(0, 1034);
|
|
||||||
setr(3, 389524259);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("store") {
|
|
||||||
// 9910 + 1034
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(10944) == 0);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(10944) == 389524259);
|
|
||||||
|
|
||||||
// byte
|
|
||||||
load->byte = true;
|
|
||||||
bus.write_word(10944, 0);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(10944) == 35);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("load") {
|
|
||||||
load->load = true;
|
|
||||||
bus.write_word(10944, 11123489);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 11123489);
|
|
||||||
|
|
||||||
// byte
|
|
||||||
load->byte = true;
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 33);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Load/Store Sign Extended Byte/Halfword", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data = LoadStoreSignExtendedHalfword{
|
|
||||||
.rd = 3, .rb = 0, .ro = 7, .s = false, .h = false
|
|
||||||
};
|
|
||||||
LoadStoreSignExtendedHalfword* load =
|
|
||||||
std::get_if<LoadStoreSignExtendedHalfword>(&data);
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(7, 9910);
|
|
||||||
setr(0, 1034);
|
|
||||||
setr(3, 389524259);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("SH = 00") {
|
|
||||||
// 9910 + 1034
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(10944) == 0);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(10944) == 43811);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("SH = 01") {
|
|
||||||
load->h = true;
|
|
||||||
bus.write_word(10944, 11123489);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 47905);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("SH = 10") {
|
|
||||||
load->s = true;
|
|
||||||
bus.write_word(10944, 34521594);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
// sign extended 250 byte (0xFA)
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 4294967290);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("SH = 11") {
|
|
||||||
load->s = true;
|
|
||||||
load->h = true;
|
|
||||||
bus.write_word(10944, 11123489);
|
|
||||||
// sign extended 47905 halfword (0xBB21)
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 4294949665);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Load/Store with Immediate Offset", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data = LoadStoreImmediateOffset{
|
|
||||||
.rd = 3, .rb = 0, .offset = 110, .load = false, .byte = false
|
|
||||||
};
|
|
||||||
LoadStoreImmediateOffset* load =
|
|
||||||
std::get_if<LoadStoreImmediateOffset>(&data);
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(0, 1034);
|
|
||||||
setr(3, 389524259);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("store") {
|
|
||||||
// 110 + 1034
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(1144) == 0);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(1144) == 389524259);
|
|
||||||
|
|
||||||
// byte
|
|
||||||
load->byte = true;
|
|
||||||
bus.write_word(1144, 0);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(1144) == 35);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("load") {
|
|
||||||
load->load = true;
|
|
||||||
bus.write_word(1144, 11123489);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 11123489);
|
|
||||||
|
|
||||||
// byte
|
|
||||||
load->byte = true;
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 33);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Load/Store Halfword", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data =
|
|
||||||
LoadStoreHalfword{ .rd = 3, .rb = 0, .offset = 110, .load = false };
|
|
||||||
LoadStoreHalfword* load = std::get_if<LoadStoreHalfword>(&data);
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(0, 1034);
|
|
||||||
setr(3, 389524259);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("store") {
|
|
||||||
// 110 + 1034
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(1144) == 0);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(1144) == 43811);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("load") {
|
|
||||||
load->load = true;
|
|
||||||
bus.write_word(1144, 11123489);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 47905);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "SP Relative Load", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data =
|
|
||||||
SpRelativeLoad{ .word = 808, .rd = 1, .load = false };
|
|
||||||
SpRelativeLoad* load = std::get_if<SpRelativeLoad>(&data);
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(1, 2349505744);
|
|
||||||
// sp
|
|
||||||
setr(13, 336);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("store") {
|
|
||||||
// 110 + 1034
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(1144) == 0);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(1144) == 2349505744);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("load") {
|
|
||||||
load->load = true;
|
|
||||||
bus.write_word(1144, 11123489);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 11123489);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Load Address", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data = LoadAddress{ .word = 808, .rd = 1, .sp = false };
|
|
||||||
LoadAddress* load = std::get_if<LoadAddress>(&data);
|
|
||||||
|
|
||||||
// pc
|
|
||||||
setr(15, 336485);
|
|
||||||
// sp
|
|
||||||
setr(13, 69879977);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("PC") {
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 337293);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("SP") {
|
|
||||||
load->sp = true;
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 69880785);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Add Offset to Stack Pointer", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data = AddOffsetStackPointer{ .word = 473 };
|
|
||||||
AddOffsetStackPointer* add = std::get_if<AddOffsetStackPointer>(&data);
|
|
||||||
|
|
||||||
// sp
|
|
||||||
setr(13, 69879977);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("positive") {
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(13) == 69880450);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("negative") {
|
|
||||||
add->word = -473;
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(13) == 69879504);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Push/Pop Registers", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data =
|
|
||||||
PushPopRegister{ .regs = 0b11010011, .pclr = false, .load = false };
|
|
||||||
PushPopRegister* push = std::get_if<PushPopRegister>(&data);
|
|
||||||
// registers = 0, 1, 4, 6, 7
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("push (store)") {
|
|
||||||
|
|
||||||
// populate registers
|
|
||||||
setr(0, 237164);
|
|
||||||
setr(1, 679785111);
|
|
||||||
setr(4, 905895898);
|
|
||||||
setr(6, 131313333);
|
|
||||||
setr(7, 131);
|
|
||||||
|
|
||||||
auto checker = [this]() {
|
|
||||||
// address
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(5548) == 237164);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(5552) == 679785111);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(5556) == 905895898);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(5560) == 131313333);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(5564) == 131);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
// set stack pointer to top of stack
|
|
||||||
setr(13, 5568);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("without LR") {
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
checker();
|
|
||||||
CHECK(getr(13) == 5548);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("with LR") {
|
|
||||||
push->pclr = true;
|
|
||||||
// populate lr
|
|
||||||
setr(14, 999304);
|
|
||||||
// add another word on stack (5568 + 4)
|
|
||||||
setr(13, 5572);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(5568) == 999304);
|
|
||||||
checker();
|
|
||||||
CHECK(getr(13) == 5548);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("pop (load)") {
|
|
||||||
push->load = true;
|
|
||||||
|
|
||||||
// populate memory
|
|
||||||
bus.write_word(5548, 237164);
|
|
||||||
bus.write_word(5552, 679785111);
|
|
||||||
bus.write_word(5556, 905895898);
|
|
||||||
bus.write_word(5560, 131313333);
|
|
||||||
bus.write_word(5564, 131);
|
|
||||||
|
|
||||||
auto checker = [this]() {
|
|
||||||
CHECK(getr(0) == 237164);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 679785111);
|
|
||||||
CHECK(getr(2) == 0);
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 0);
|
|
||||||
CHECK(getr(4) == 905895898);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 0);
|
|
||||||
CHECK(getr(6) == 131313333);
|
|
||||||
CHECK(getr(7) == 131);
|
|
||||||
|
|
||||||
for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
|
|
||||||
setr(i, 0);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
// set stack pointer to bottom of stack
|
|
||||||
setr(13, 5548);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("without SP") {
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
checker();
|
|
||||||
CHECK(getr(13) == 5568);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("with SP") {
|
|
||||||
push->pclr = true;
|
|
||||||
// populate next address
|
|
||||||
bus.write_word(5568, 93333912);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(getr(15) == 93333912);
|
|
||||||
checker();
|
|
||||||
CHECK(getr(13) == 5572);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Multiple Load/Store", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data =
|
|
||||||
MultipleLoad{ .regs = 0b11010101, .rb = 2, .load = false };
|
|
||||||
MultipleLoad* push = std::get_if<MultipleLoad>(&data);
|
|
||||||
// registers = 0, 1, 4, 6, 7
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("push (store)") {
|
|
||||||
|
|
||||||
// populate registers
|
|
||||||
setr(0, 237164);
|
|
||||||
setr(4, 905895898);
|
|
||||||
setr(6, 131313333);
|
|
||||||
setr(7, 131);
|
|
||||||
|
|
||||||
// set R2 (base) to top of stack
|
|
||||||
setr(2, 5568);
|
|
||||||
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(5548) == 237164);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(5552) == 5568);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(5556) == 905895898);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(5560) == 131313333);
|
|
||||||
CHECK(bus.read_word(5564) == 131);
|
|
||||||
// write back
|
|
||||||
CHECK(getr(2) == 5548);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("pop (load)") {
|
|
||||||
push->load = true;
|
|
||||||
|
|
||||||
// populate memory
|
|
||||||
bus.write_word(5548, 237164);
|
|
||||||
bus.write_word(5552, 679785111);
|
|
||||||
bus.write_word(5556, 905895898);
|
|
||||||
bus.write_word(5560, 131313333);
|
|
||||||
bus.write_word(5564, 131);
|
|
||||||
|
|
||||||
// base
|
|
||||||
setr(2, 5548);
|
|
||||||
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(0) == 237164);
|
|
||||||
CHECK(getr(1) == 0);
|
|
||||||
CHECK(getr(2) == 5568); // write back
|
|
||||||
CHECK(getr(3) == 0);
|
|
||||||
CHECK(getr(4) == 905895898);
|
|
||||||
CHECK(getr(5) == 0);
|
|
||||||
CHECK(getr(6) == 131313333);
|
|
||||||
CHECK(getr(7) == 131);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Conditional Branch", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data =
|
|
||||||
ConditionalBranch{ .offset = -192, .condition = Condition::EQ };
|
|
||||||
ConditionalBranch* branch = std::get_if<ConditionalBranch>(&data);
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(15, 4589344);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("z") {
|
|
||||||
Psr cpsr = psr();
|
|
||||||
// condition is false
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(15) == 4589344);
|
|
||||||
|
|
||||||
cpsr.set_z(true);
|
|
||||||
set_psr(cpsr);
|
|
||||||
// condition is true
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(15) == 4589152);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("c") {
|
|
||||||
branch->condition = Condition::CS;
|
|
||||||
Psr cpsr = psr();
|
|
||||||
// condition is false
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(15) == 4589344);
|
|
||||||
|
|
||||||
cpsr.set_c(true);
|
|
||||||
set_psr(cpsr);
|
|
||||||
// condition is true
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(15) == 4589152);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("n") {
|
|
||||||
branch->condition = Condition::MI;
|
|
||||||
Psr cpsr = psr();
|
|
||||||
// condition is false
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(15) == 4589344);
|
|
||||||
|
|
||||||
cpsr.set_n(true);
|
|
||||||
set_psr(cpsr);
|
|
||||||
// condition is true
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(15) == 4589152);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("v") {
|
|
||||||
branch->condition = Condition::VS;
|
|
||||||
Psr cpsr = psr();
|
|
||||||
// condition is false
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(15) == 4589344);
|
|
||||||
|
|
||||||
cpsr.set_v(true);
|
|
||||||
set_psr(cpsr);
|
|
||||||
// condition is true
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(15) == 4589152);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Software Interrupt", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data = SoftwareInterrupt{ .vector = 33 };
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(15, 4492);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(psr().raw() == psr(true).raw());
|
|
||||||
CHECK(getr(14) == 4490);
|
|
||||||
CHECK(getr(15) == 33);
|
|
||||||
CHECK(psr().state() == State::Arm);
|
|
||||||
CHECK(psr().mode() == Mode::Supervisor);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Unconditional Branch", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data = UnconditionalBranch{ .offset = -920 };
|
|
||||||
|
|
||||||
setr(15, 4589344);
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(15) == 4588424);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(CpuFixture, "Long Branch With Link", TAG) {
|
|
||||||
InstructionData data = LongBranchWithLink{ .offset = 3262, .high = false };
|
|
||||||
LongBranchWithLink* branch = std::get_if<LongBranchWithLink>(&data);
|
|
||||||
|
|
||||||
// high
|
|
||||||
setr(15, 4589344);
|
|
||||||
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(14) == 2881312);
|
|
||||||
|
|
||||||
// low
|
|
||||||
branch->high = true;
|
|
||||||
exec(data);
|
|
||||||
CHECK(getr(14) == 4589343);
|
|
||||||
CHECK(getr(15) == 2884574);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@@ -1,465 +0,0 @@
|
|||||||
#include "cpu/thumb/instruction.hh"
|
|
||||||
#include <catch2/catch_test_macros.hpp>
|
|
||||||
|
|
||||||
#define TAG "[thumb][disassembly]"
|
|
||||||
|
|
||||||
using namespace matar;
|
|
||||||
using namespace thumb;
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Move Shifted Register", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b0001001101100011;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
MoveShiftedRegister* lsl = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((lsl = std::get_if<MoveShiftedRegister>(&instruction.data)));
|
|
||||||
CHECK(lsl->rd == 3);
|
|
||||||
CHECK(lsl->rs == 4);
|
|
||||||
CHECK(lsl->offset == 13);
|
|
||||||
CHECK(lsl->opcode == ShiftType::ASR);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "ASR R3,R4,#13");
|
|
||||||
|
|
||||||
lsl->opcode = ShiftType::LSR;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LSR R3,R4,#13");
|
|
||||||
|
|
||||||
lsl->opcode = ShiftType::LSL;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LSL R3,R4,#13");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Add/Subtract", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b0001111101001111;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
AddSubtract* add = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((add = std::get_if<AddSubtract>(&instruction.data)));
|
|
||||||
CHECK(add->rd == 7);
|
|
||||||
CHECK(add->rs == 1);
|
|
||||||
CHECK(add->offset == 5);
|
|
||||||
CHECK(add->opcode == AddSubtract::OpCode::SUB);
|
|
||||||
CHECK(add->imm == true);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "SUB R7,R1,#5");
|
|
||||||
|
|
||||||
add->imm = false;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "SUB R7,R1,R5");
|
|
||||||
|
|
||||||
add->opcode = AddSubtract::OpCode::ADD;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "ADD R7,R1,R5");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Move/Compare/Add/Subtract Immediate", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b0010111001011011;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
MovCmpAddSubImmediate* mov = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((mov = std::get_if<MovCmpAddSubImmediate>(&instruction.data)));
|
|
||||||
CHECK(mov->offset == 91);
|
|
||||||
CHECK(mov->rd == 6);
|
|
||||||
CHECK(mov->opcode == MovCmpAddSubImmediate::OpCode::CMP);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "CMP R6,#91");
|
|
||||||
|
|
||||||
mov->opcode = MovCmpAddSubImmediate::OpCode::ADD;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "ADD R6,#91");
|
|
||||||
|
|
||||||
mov->opcode = MovCmpAddSubImmediate::OpCode::SUB;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "SUB R6,#91");
|
|
||||||
|
|
||||||
mov->opcode = MovCmpAddSubImmediate::OpCode::MOV;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "MOV R6,#91");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("ALU Operations", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b0100000110011111;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
AluOperations* alu = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((alu = std::get_if<AluOperations>(&instruction.data)));
|
|
||||||
CHECK(alu->rd == 7);
|
|
||||||
CHECK(alu->rs == 3);
|
|
||||||
CHECK(alu->opcode == AluOperations::OpCode::SBC);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "SBC R7,R3");
|
|
||||||
|
|
||||||
#define OPCODE(op) \
|
|
||||||
alu->opcode = AluOperations::OpCode::op; \
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == #op " R7,R3");
|
|
||||||
|
|
||||||
OPCODE(AND)
|
|
||||||
OPCODE(EOR)
|
|
||||||
OPCODE(LSL)
|
|
||||||
OPCODE(LSR)
|
|
||||||
OPCODE(ASR)
|
|
||||||
OPCODE(ADC)
|
|
||||||
OPCODE(SBC)
|
|
||||||
OPCODE(ROR)
|
|
||||||
OPCODE(TST)
|
|
||||||
OPCODE(NEG)
|
|
||||||
OPCODE(CMP)
|
|
||||||
OPCODE(CMN)
|
|
||||||
OPCODE(ORR)
|
|
||||||
OPCODE(MUL)
|
|
||||||
OPCODE(BIC)
|
|
||||||
OPCODE(MVN)
|
|
||||||
|
|
||||||
#undef OPCODE
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Hi Register Operations/Branch Exchange", TAG) {
|
|
||||||
HiRegisterOperations* hi = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b0100011000011010;
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("both lo") {
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
REQUIRE((hi = std::get_if<HiRegisterOperations>(&instruction.data)));
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(hi->rd == 2);
|
|
||||||
CHECK(hi->rs == 3);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("hi rd") {
|
|
||||||
raw |= 1 << 7;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
REQUIRE((hi = std::get_if<HiRegisterOperations>(&instruction.data)));
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(hi->rd == 10);
|
|
||||||
CHECK(hi->rs == 3);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("hi rs") {
|
|
||||||
raw |= 1 << 6;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
REQUIRE((hi = std::get_if<HiRegisterOperations>(&instruction.data)));
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(hi->rd == 2);
|
|
||||||
CHECK(hi->rs == 11);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (hi)
|
|
||||||
CHECK(hi->opcode == HiRegisterOperations::OpCode::MOV);
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("both hi") {
|
|
||||||
raw |= 1 << 6;
|
|
||||||
raw |= 1 << 7;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
REQUIRE((hi = std::get_if<HiRegisterOperations>(&instruction.data)));
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(hi->rd == 10);
|
|
||||||
CHECK(hi->rs == 11);
|
|
||||||
CHECK(hi->opcode == HiRegisterOperations::OpCode::MOV);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "MOV R10,R11");
|
|
||||||
|
|
||||||
hi->opcode = HiRegisterOperations::OpCode::ADD;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "ADD R10,R11");
|
|
||||||
|
|
||||||
hi->opcode = HiRegisterOperations::OpCode::CMP;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "CMP R10,R11");
|
|
||||||
|
|
||||||
hi->opcode = HiRegisterOperations::OpCode::BX;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "BX R11");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("PC Relative Load", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b0100101011100110;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
PcRelativeLoad* ldr = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((ldr = std::get_if<PcRelativeLoad>(&instruction.data)));
|
|
||||||
// 230 << 2
|
|
||||||
CHECK(ldr->word == 920);
|
|
||||||
CHECK(ldr->rd == 2);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDR R2,[PC,#920]");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Load/Store with Register Offset", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b0101000110011101;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
LoadStoreRegisterOffset* ldr = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((ldr = std::get_if<LoadStoreRegisterOffset>(&instruction.data)));
|
|
||||||
CHECK(ldr->rd == 5);
|
|
||||||
CHECK(ldr->rb == 3);
|
|
||||||
CHECK(ldr->ro == 6);
|
|
||||||
CHECK(ldr->byte == false);
|
|
||||||
CHECK(ldr->load == false);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "STR R5,[R3,R6]");
|
|
||||||
|
|
||||||
ldr->byte = true;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "STRB R5,[R3,R6]");
|
|
||||||
|
|
||||||
ldr->load = true;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDRB R5,[R3,R6]");
|
|
||||||
|
|
||||||
ldr->byte = false;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDR R5,[R3,R6]");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Load/Store Sign-Extended Byte/Halfword", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b0101001110011101;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
LoadStoreSignExtendedHalfword* ldr = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE(
|
|
||||||
(ldr = std::get_if<LoadStoreSignExtendedHalfword>(&instruction.data)));
|
|
||||||
CHECK(ldr->rd == 5);
|
|
||||||
CHECK(ldr->rb == 3);
|
|
||||||
CHECK(ldr->ro == 6);
|
|
||||||
CHECK(ldr->s == false);
|
|
||||||
CHECK(ldr->h == false);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "STRH R5,[R3,R6]");
|
|
||||||
|
|
||||||
ldr->h = true;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDRH R5,[R3,R6]");
|
|
||||||
|
|
||||||
ldr->s = true;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDSH R5,[R3,R6]");
|
|
||||||
|
|
||||||
ldr->h = false;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDSB R5,[R3,R6]");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Load/Store with Immediate Offset", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b0110010110011101;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
LoadStoreImmediateOffset* ldr = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((ldr = std::get_if<LoadStoreImmediateOffset>(&instruction.data)));
|
|
||||||
CHECK(ldr->rd == 5);
|
|
||||||
CHECK(ldr->rb == 3);
|
|
||||||
// 22 << 4 when byte == false
|
|
||||||
CHECK(ldr->offset == 88);
|
|
||||||
CHECK(ldr->byte == false);
|
|
||||||
CHECK(ldr->load == false);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "STR R5,[R3,#88]");
|
|
||||||
|
|
||||||
ldr->load = true;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDR R5,[R3,#88]");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
|
|
||||||
// byte
|
|
||||||
raw = 0b0111010110011101;
|
|
||||||
instruction = Instruction(raw);
|
|
||||||
|
|
||||||
INFO(instruction.data.index());
|
|
||||||
REQUIRE((ldr = std::get_if<LoadStoreImmediateOffset>(&instruction.data)));
|
|
||||||
CHECK(ldr->byte == true);
|
|
||||||
CHECK(ldr->offset == 22);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "STRB R5,[R3,#22]");
|
|
||||||
|
|
||||||
ldr->load = true;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDRB R5,[R3,#22]");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Load/Store Halfword", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b1000011010011101;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
LoadStoreHalfword* ldr = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((ldr = std::get_if<LoadStoreHalfword>(&instruction.data)));
|
|
||||||
CHECK(ldr->rd == 5);
|
|
||||||
CHECK(ldr->rb == 3);
|
|
||||||
// 26 << 1
|
|
||||||
CHECK(ldr->offset == 52);
|
|
||||||
CHECK(ldr->load == false);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "STRH R5,[R3,#52]");
|
|
||||||
|
|
||||||
ldr->load = true;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDRH R5,[R3,#52]");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("SP-Relative Load/Store", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b1001010010011101;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
SpRelativeLoad* ldr = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((ldr = std::get_if<SpRelativeLoad>(&instruction.data)));
|
|
||||||
CHECK(ldr->rd == 4);
|
|
||||||
// 157 << 2
|
|
||||||
CHECK(ldr->word == 628);
|
|
||||||
CHECK(ldr->load == false);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "STR R4,[SP,#628]");
|
|
||||||
|
|
||||||
ldr->load = true;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDR R4,[SP,#628]");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Load Adress", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b1010000110001111;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
LoadAddress* add = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((add = std::get_if<LoadAddress>(&instruction.data)));
|
|
||||||
// 143 << 2
|
|
||||||
CHECK(add->word == 572);
|
|
||||||
CHECK(add->rd == 1);
|
|
||||||
CHECK(add->sp == false);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "ADD R1,PC,#572");
|
|
||||||
|
|
||||||
add->sp = true;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "ADD R1,SP,#572");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Add Offset to Stack Pointer", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b1011000000100101;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
AddOffsetStackPointer* add = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((add = std::get_if<AddOffsetStackPointer>(&instruction.data)));
|
|
||||||
// 37 << 2
|
|
||||||
CHECK(add->word == 148);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "ADD SP,#148");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
|
|
||||||
raw = 0b1011000010100101;
|
|
||||||
instruction = Instruction(raw);
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((add = std::get_if<AddOffsetStackPointer>(&instruction.data)));
|
|
||||||
CHECK(add->word == -148);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "ADD SP,#-148");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Push/Pop Registers", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b1011010000110101;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
PushPopRegister* push = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((push = std::get_if<PushPopRegister>(&instruction.data)));
|
|
||||||
CHECK(push->regs == 53);
|
|
||||||
CHECK(push->pclr == false);
|
|
||||||
CHECK(push->load == false);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "PUSH {R0,R2,R4,R5}");
|
|
||||||
|
|
||||||
push->pclr = true;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "PUSH {R0,R2,R4,R5,LR}");
|
|
||||||
|
|
||||||
push->load = true;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "POP {R0,R2,R4,R5,PC}");
|
|
||||||
|
|
||||||
push->pclr = false;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "POP {R0,R2,R4,R5}");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Multiple Load/Store", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b1100011001100101;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
MultipleLoad* ldm = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((ldm = std::get_if<MultipleLoad>(&instruction.data)));
|
|
||||||
CHECK(ldm->regs == 101);
|
|
||||||
CHECK(ldm->rb == 6);
|
|
||||||
CHECK(ldm->load == false);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "STMIA R6!,{R0,R2,R5,R6}");
|
|
||||||
|
|
||||||
ldm->load = true;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "LDMIA R6!,{R0,R2,R5,R6}");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Conditional Branch", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b1101100110110100;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
ConditionalBranch* b = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((b = std::get_if<ConditionalBranch>(&instruction.data)));
|
|
||||||
// (-76 << 1)
|
|
||||||
CHECK(b->offset == -152);
|
|
||||||
CHECK(b->condition == Condition::LS);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
// (-76 << 1) + PC (0) + 4
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "BLS #-148");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("SoftwareInterrupt") {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b1101111100110011;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
SoftwareInterrupt* swi = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((swi = std::get_if<SoftwareInterrupt>(&instruction.data)));
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "SWI 51");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Unconditional Branch") {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b1110011100110011;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
UnconditionalBranch* b = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((b = std::get_if<UnconditionalBranch>(&instruction.data)));
|
|
||||||
// (2147483443 << 1)
|
|
||||||
REQUIRE(b->offset == -410);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
// (2147483443 << 1) + PC(0) + 4
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "B #-406");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("Long Branch with link") {
|
|
||||||
uint16_t raw = 0b1111010011101100;
|
|
||||||
Instruction instruction(raw);
|
|
||||||
LongBranchWithLink* bl = nullptr;
|
|
||||||
|
|
||||||
REQUIRE((bl = std::get_if<LongBranchWithLink>(&instruction.data)));
|
|
||||||
// 1260 << 1
|
|
||||||
CHECK(bl->offset == 2520);
|
|
||||||
CHECK(bl->high == false);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DISASSEMBLER
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "BL #2520");
|
|
||||||
|
|
||||||
bl->high = true;
|
|
||||||
CHECK(instruction.disassemble() == "BLH #2520");
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
#undef TAG
|
|
||||||
@@ -1,4 +0,0 @@
|
|||||||
tests_sources += files(
|
|
||||||
'instruction.cc',
|
|
||||||
'exec.cc'
|
|
||||||
)
|
|
||||||
@@ -1,8 +0,0 @@
|
|||||||
#include "util/loglevel.hh"
|
|
||||||
#include <catch2/catch_session.hpp>
|
|
||||||
|
|
||||||
int
|
|
||||||
main(int argc, char* argv[]) {
|
|
||||||
matar::set_log_level(matar::LogLevel::Off);
|
|
||||||
return Catch::Session().run(argc, argv);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
123
tests/memory.cc
123
tests/memory.cc
@@ -1,123 +0,0 @@
|
|||||||
#include "memory.hh"
|
|
||||||
#include <catch2/catch_test_macros.hpp>
|
|
||||||
|
|
||||||
#define TAG "[memory]"
|
|
||||||
|
|
||||||
using namespace matar;
|
|
||||||
|
|
||||||
class MemFixture {
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
MemFixture()
|
|
||||||
: memory(std::array<uint8_t, Memory::BIOS_SIZE>(),
|
|
||||||
std::vector<uint8_t>(Header::HEADER_SIZE)) {}
|
|
||||||
|
|
||||||
protected:
|
|
||||||
Memory memory;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(MemFixture, "bios", TAG) {
|
|
||||||
memory.write(0, 0xAC);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0) == 0xAC);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0x3FFF, 0x48);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x3FFF) == 0x48);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0x2A56, 0x10);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x2A56) == 0x10);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(MemFixture, "board wram", TAG) {
|
|
||||||
memory.write(0x2000000, 0xAC);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x2000000) == 0xAC);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0x203FFFF, 0x48);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x203FFFF) == 0x48);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0x2022A56, 0x10);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x2022A56) == 0x10);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(MemFixture, "chip wram", TAG) {
|
|
||||||
memory.write(0x3000000, 0xAC);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x3000000) == 0xAC);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0x3007FFF, 0x48);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x3007FFF) == 0x48);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0x3002A56, 0x10);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x3002A56) == 0x10);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(MemFixture, "palette ram", TAG) {
|
|
||||||
memory.write(0x5000000, 0xAC);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x5000000) == 0xAC);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0x50003FF, 0x48);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x50003FF) == 0x48);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0x5000156, 0x10);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x5000156) == 0x10);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(MemFixture, "video ram", TAG) {
|
|
||||||
memory.write(0x6000000, 0xAC);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x6000000) == 0xAC);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0x6017FFF, 0x48);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x6017FFF) == 0x48);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0x6012A56, 0x10);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x6012A56) == 0x10);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE_METHOD(MemFixture, "oam obj ram", TAG) {
|
|
||||||
memory.write(0x7000000, 0xAC);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x7000000) == 0xAC);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0x70003FF, 0x48);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x70003FF) == 0x48);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0x7000156, 0x10);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x7000156) == 0x10);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("rom", TAG) {
|
|
||||||
// 32 megabyte ROM
|
|
||||||
Memory memory(std::array<uint8_t, Memory::BIOS_SIZE>(),
|
|
||||||
std::vector<uint8_t>(32 * 1024 * 1024));
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("ROM1") {
|
|
||||||
memory.write(0x8000000, 0xAC);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x8000000) == 0xAC);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0x9FFFFFF, 0x48);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x9FFFFFF) == 0x48);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0x8ef0256, 0x10);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0x8ef0256) == 0x10);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("ROM2") {
|
|
||||||
memory.write(0xA000000, 0xAC);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0xA000000) == 0xAC);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0xBFFFFFF, 0x48);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0xBFFFFFF) == 0x48);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0xAEF0256, 0x10);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0xAEF0256) == 0x10);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SECTION("ROM3") {
|
|
||||||
memory.write(0xC000000, 0xAC);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0xC000000) == 0xAC);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0xDFFFFFF, 0x48);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0xDFFFFFF) == 0x48);
|
|
||||||
|
|
||||||
memory.write(0xCEF0256, 0x10);
|
|
||||||
CHECK(memory.read(0xCEF0256) == 0x10);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
#undef TAG
|
|
||||||
@@ -2,32 +2,18 @@ tests_deps = [
|
|||||||
lib
|
lib
|
||||||
]
|
]
|
||||||
|
|
||||||
src = include_directories('../src')
|
tests_sources = files()
|
||||||
|
|
||||||
tests_sources = files(
|
|
||||||
'main.cc',
|
|
||||||
'bus.cc',
|
|
||||||
'memory.cc'
|
|
||||||
)
|
|
||||||
|
|
||||||
subdir('cpu')
|
subdir('cpu')
|
||||||
subdir('util')
|
|
||||||
|
|
||||||
tests_cpp_args = []
|
catch2 = dependency('catch2-with-main', version: '>=3.4.0', static: true)
|
||||||
|
|
||||||
if get_option('disassembler')
|
|
||||||
tests_cpp_args += '-DDISASSEMBLER'
|
|
||||||
endif
|
|
||||||
|
|
||||||
catch2 = dependency('catch2', version: '>=3.4.0', static: true)
|
|
||||||
catch2_tests = executable(
|
catch2_tests = executable(
|
||||||
'matar_tests',
|
meson.project_name() + '_tests',
|
||||||
tests_sources,
|
tests_sources,
|
||||||
dependencies: catch2,
|
dependencies: catch2,
|
||||||
link_with: tests_deps,
|
link_with: tests_deps,
|
||||||
include_directories: [inc, src],
|
include_directories: inc,
|
||||||
build_by_default: false,
|
build_by_default: false
|
||||||
cpp_args: tests_cpp_args
|
|
||||||
)
|
)
|
||||||
|
|
||||||
test('catch2 tests', catch2_tests)
|
test('catch2 tests', catch2_tests)
|
||||||
|
|||||||
@@ -1,108 +0,0 @@
|
|||||||
#include "util/bits.hh"
|
|
||||||
#include <catch2/catch_test_macros.hpp>
|
|
||||||
|
|
||||||
#define TAG "[util][bits]"
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("8 bits", TAG) {
|
|
||||||
uint8_t num = 45;
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 0));
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 1));
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 5));
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 6));
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 7));
|
|
||||||
|
|
||||||
set_bit(num, 6);
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 6));
|
|
||||||
|
|
||||||
rst_bit(num, 6);
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 6));
|
|
||||||
|
|
||||||
chg_bit(num, 5, false);
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 5));
|
|
||||||
|
|
||||||
chg_bit(num, 5, true);
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 5));
|
|
||||||
|
|
||||||
// 0b0110
|
|
||||||
CHECK(bit_range(num, 1, 4) == 6);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("16 bits", TAG) {
|
|
||||||
uint16_t num = 34587;
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 0));
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 1));
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 5));
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 14));
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 15));
|
|
||||||
|
|
||||||
set_bit(num, 14);
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 14));
|
|
||||||
|
|
||||||
rst_bit(num, 14);
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 14));
|
|
||||||
|
|
||||||
chg_bit(num, 5, true);
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 5));
|
|
||||||
|
|
||||||
// num = 45
|
|
||||||
chg_bit(num, 5, false);
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 5));
|
|
||||||
|
|
||||||
// 0b1000110
|
|
||||||
CHECK(bit_range(num, 2, 8) == 70);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("32 bits", TAG) {
|
|
||||||
uint32_t num = 3194142523;
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 0));
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 1));
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 12));
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 29));
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 30));
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 31));
|
|
||||||
|
|
||||||
set_bit(num, 30);
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 30));
|
|
||||||
|
|
||||||
rst_bit(num, 30);
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 30));
|
|
||||||
|
|
||||||
chg_bit(num, 12, false);
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 12));
|
|
||||||
|
|
||||||
chg_bit(num, 12, true);
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 12));
|
|
||||||
|
|
||||||
// 0b10011000101011111100111
|
|
||||||
CHECK(bit_range(num, 3, 25) == 5003239);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("64 bits", TAG) {
|
|
||||||
uint64_t num = 58943208889991935;
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 0));
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 1));
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 10));
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 55));
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 60));
|
|
||||||
|
|
||||||
set_bit(num, 63);
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 63));
|
|
||||||
|
|
||||||
rst_bit(num, 63);
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 63));
|
|
||||||
|
|
||||||
chg_bit(num, 10, true);
|
|
||||||
CHECK(get_bit(num, 10));
|
|
||||||
|
|
||||||
chg_bit(num, 10, false);
|
|
||||||
CHECK(!get_bit(num, 10));
|
|
||||||
|
|
||||||
// 0b011010001
|
|
||||||
CHECK(bit_range(num, 39, 47) == 209);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
#undef TAG
|
|
||||||
@@ -1,23 +0,0 @@
|
|||||||
#include "util/crypto.hh"
|
|
||||||
#include <catch2/catch_test_macros.hpp>
|
|
||||||
|
|
||||||
#define TAG "[util][crypto]"
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("sha256 matar", TAG) {
|
|
||||||
std::array<uint8_t, 5> data = { 'm', 'a', 't', 'a', 'r' };
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(crypto::sha256(data) ==
|
|
||||||
"3b02a908fd5743c0e868675bb6ae77d2a62b3b5f7637413238e2a1e0e94b6a53");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
TEST_CASE("sha256 forgis", TAG) {
|
|
||||||
std::array<uint8_t, 32> data = { 'i', ' ', 'p', 'u', 't', ' ', 't', 'h',
|
|
||||||
'e', ' ', 'n', 'e', 'w', ' ', 'f', 'o',
|
|
||||||
'r', 'g', 'i', 's', ' ', 'o', 'n', ' ',
|
|
||||||
't', 'h', 'e', ' ', 'j', 'e', 'e', 'p' };
|
|
||||||
|
|
||||||
CHECK(crypto::sha256(data) ==
|
|
||||||
"cfddca2ce2673f355518cbe2df2a8522693c54723a469e8b36a4f68b90d2b759");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
#undef TAG
|
|
||||||
@@ -1,4 +0,0 @@
|
|||||||
tests_sources += files(
|
|
||||||
'bits.cc',
|
|
||||||
'crypto.cc'
|
|
||||||
)
|
|
||||||
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