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			...
			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@v27
 | 
					 | 
				
			||||||
        with:
 | 
					 | 
				
			||||||
          extra_nix_config: |
 | 
					 | 
				
			||||||
            auto-optimise-store = true
 | 
					 | 
				
			||||||
            experimental-features = nix-command flakes
 | 
					 | 
				
			||||||
      - uses: cachix/cachix-action@v15
 | 
					 | 
				
			||||||
        with:
 | 
					 | 
				
			||||||
          name: pain
 | 
					 | 
				
			||||||
          authToken: '${{ secrets.CACHIX_AUTH_TOKEN }}'
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
      - name: setup
 | 
					 | 
				
			||||||
        run: nix develop .#matar-clang -c meson setup $BUILDDIR -Dgdb_debug=true
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
      - 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: build
 | 
					 | 
				
			||||||
        run: nix develop .#matar-clang -c ninja -C $BUILDDIR
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
      - name: tests
 | 
					 | 
				
			||||||
        run: nix develop .#matar-clang -c ninja test -C $BUILDDIR
 | 
					 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										30
									
								
								.github/workflows/gcc.yml
									
									
									
									
										vendored
									
									
								
							
							
						
						
									
										30
									
								
								.github/workflows/gcc.yml
									
									
									
									
										vendored
									
									
								
							@@ -1,30 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
name: matar-gcc
 | 
					 | 
				
			||||||
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@v27
 | 
					 | 
				
			||||||
        with:
 | 
					 | 
				
			||||||
          extra_nix_config: |
 | 
					 | 
				
			||||||
            auto-optimise-store = true
 | 
					 | 
				
			||||||
            experimental-features = nix-command flakes
 | 
					 | 
				
			||||||
      - uses: cachix/cachix-action@v15
 | 
					 | 
				
			||||||
        with:
 | 
					 | 
				
			||||||
          name: pain
 | 
					 | 
				
			||||||
          authToken: '${{ secrets.CACHIX_AUTH_TOKEN }}'
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
      - name: setup
 | 
					 | 
				
			||||||
        run: nix develop .#matar -c meson setup $BUILDDIR -Dgdb_debug=true
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
      - name: build
 | 
					 | 
				
			||||||
        run: nix develop .#matar -c ninja -C $BUILDDIR
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
      - name: tests
 | 
					 | 
				
			||||||
        run: nix develop .#matar -c ninja test -C $BUILDDIR
 | 
					 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										31
									
								
								.github/workflows/main.yml
									
									
									
									
										vendored
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										31
									
								
								.github/workflows/main.yml
									
									
									
									
										vendored
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,31 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					name: matar
 | 
				
			||||||
 | 
					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
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      - name: setup
 | 
				
			||||||
 | 
					        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
 | 
				
			||||||
 | 
					        run: nix develop -c ninja test -C $BUILDDIR
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					      - name: build
 | 
				
			||||||
 | 
					        run: nix develop -c ninja -C $BUILDDIR
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										2
									
								
								.gitignore
									
									
									
									
										vendored
									
									
								
							
							
						
						
									
										2
									
								
								.gitignore
									
									
									
									
										vendored
									
									
								
							@@ -3,5 +3,5 @@ result
 | 
				
			|||||||
build/
 | 
					build/
 | 
				
			||||||
.cache/
 | 
					.cache/
 | 
				
			||||||
*~
 | 
					*~
 | 
				
			||||||
\#*\#
 | 
					#*#
 | 
				
			||||||
.#*
 | 
					.#*
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										75
									
								
								README.md
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										75
									
								
								README.md
									
									
									
									
									
								
							@@ -5,77 +5,18 @@ But if you are curious (probably not), read ahead
 | 
				
			|||||||
# Dependencies
 | 
					# Dependencies
 | 
				
			||||||
## Tested toolchains
 | 
					## Tested toolchains
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
- LLVM 18.1.7
 | 
					- LLVM 16.0.6
 | 
				
			||||||
- GCC 14.1.0
 | 
					- GCC 12.3.0
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
In theory, any toolchain supporting at least the c++23 standard should work.
 | 
					In theory, any toolchain supporting at least the C++20 standard should work.
 | 
				
			||||||
I am using LLVM's clang and libcxx as the primary toolchain.
 | 
					I am using LLVM's clang and libcxx as the primary toolchain.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
## Static libraries
 | 
					## Static libraries
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
| Name   | Version | Required? | Purpose   |
 | 
					| Name   | Version   | Required? |
 | 
				
			||||||
|:------:|:--------|:---------:|:---------:|
 | 
					|:------:|:----------|:---------:|
 | 
				
			||||||
| catch2 | >= 3.4  | no        | for tests |
 | 
					| fmt    | >= 10.1.1 | yes       |
 | 
				
			||||||
 | 
					| catch2 | >= 3.4    | for tests |
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
This goes without saying but using a different toolchain to compile these libraries before linking probably won't work.
 | 
					This goes without saying but using a different toolchain to compile these libraries before linking probably won't work.
 | 
				
			||||||
 | 
					I will add meson wrap support once LLVM 17 is out, since I want to get rid of fmt.
 | 
				
			||||||
# Status
 | 
					 | 
				
			||||||
- [x] CPU
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [x] Arm
 | 
					 | 
				
			||||||
    - [x] Dissassembler
 | 
					 | 
				
			||||||
    - [x] Execution
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [x] Thumb
 | 
					 | 
				
			||||||
    - [x] Dissassembler
 | 
					 | 
				
			||||||
    - [x] Execution
 | 
					 | 
				
			||||||
    
 | 
					 | 
				
			||||||
- [ ] Bus
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [x] Cycle counting with CPU
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [x] Reading memory
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [x] Writing memory
 | 
					 | 
				
			||||||
  
 | 
					 | 
				
			||||||
- [ ] Scheduler (maybe?)
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [ ] Sync PPU and CPU
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [ ] Sync APU and CPU
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [ ] Sync other stuff
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
- [ ] I/O
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [ ] PPU
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [ ] APU
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [ ] Timers
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [ ] DMA
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [ ] Keypad
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
- Debugging
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [x] GDB Remote Serial Protocol support
 | 
					 | 
				
			||||||
  
 | 
					 | 
				
			||||||
- Misc
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [ ] Save/Load states
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [x] Header Parsing
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
- Internal utilities
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [x] Bit manipulation
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [x] A global logger
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [x] TCP Server (for GDB RSP)
 | 
					 | 
				
			||||||
  - [x] SHA256 hash (why? idk)
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
## Available unit tests so far
 | 
					 | 
				
			||||||
- CPU
 | 
					 | 
				
			||||||
  - Arm
 | 
					 | 
				
			||||||
    - Disassembler
 | 
					 | 
				
			||||||
    - Execution
 | 
					 | 
				
			||||||
  - Thumb
 | 
					 | 
				
			||||||
    - Disassembler
 | 
					 | 
				
			||||||
    - Execution
 | 
					 | 
				
			||||||
- Bus
 | 
					 | 
				
			||||||
  - Memory read/writes
 | 
					 | 
				
			||||||
  - Cycle Counting
 | 
					 | 
				
			||||||
- Some internal utility tests (idk why)
 | 
					 | 
				
			||||||
  
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
-----
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
# LOG
 | 
					 | 
				
			||||||
- June 11, 2024: After almost an year, I have come back to this silly abandoned project, will probably complete it soon.
 | 
					 | 
				
			||||||
- June 16, 2024: I ought to complete this soon
 | 
					 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,13 +1,13 @@
 | 
				
			|||||||
#include "bus.hh"
 | 
					#include "bus.hh"
 | 
				
			||||||
#include "cpu/cpu.hh"
 | 
					#include "cpu/cpu.hh"
 | 
				
			||||||
#include "util/loglevel.hh"
 | 
					#include "memory.hh"
 | 
				
			||||||
#include <array>
 | 
					#include <array>
 | 
				
			||||||
#include <chrono>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <cstdlib>
 | 
					#include <cstdlib>
 | 
				
			||||||
#include <fstream>
 | 
					#include <fstream>
 | 
				
			||||||
#include <iostream>
 | 
					#include <iostream>
 | 
				
			||||||
#include <memory>
 | 
					#include <memory>
 | 
				
			||||||
#include <thread>
 | 
					#include <ostream>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <unistd.h>
 | 
				
			||||||
#include <vector>
 | 
					#include <vector>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
// NOLINTBEGIN
 | 
					// NOLINTBEGIN
 | 
				
			||||||
@@ -15,7 +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::Bus::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;
 | 
				
			||||||
@@ -65,7 +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::Bus::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());
 | 
				
			||||||
        }
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
@@ -84,17 +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 {
 | 
				
			||||||
        std::shared_ptr<matar::Bus> bus =
 | 
					        Memory memory(std::move(bios), std::move(rom));
 | 
				
			||||||
          matar::Bus::init(std::move(bios), std::move(rom));
 | 
					        Bus bus(memory);
 | 
				
			||||||
 | 
					        Cpu cpu(bus);
 | 
				
			||||||
        matar::Cpu cpu(bus);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        while (true) {
 | 
					        while (true) {
 | 
				
			||||||
            cpu.step();
 | 
					            cpu.step();
 | 
				
			||||||
            //    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
 | 
					            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,
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										39
									
								
								flake.lock
									
									
									
										generated
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										39
									
								
								flake.lock
									
									
									
										generated
									
									
									
								
							@@ -1,54 +1,23 @@
 | 
				
			|||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
  "nodes": {
 | 
					  "nodes": {
 | 
				
			||||||
    "flake-parts": {
 | 
					 | 
				
			||||||
      "inputs": {
 | 
					 | 
				
			||||||
        "nixpkgs-lib": "nixpkgs-lib"
 | 
					 | 
				
			||||||
      },
 | 
					 | 
				
			||||||
      "locked": {
 | 
					 | 
				
			||||||
        "lastModified": 1717285511,
 | 
					 | 
				
			||||||
        "narHash": "sha256-iKzJcpdXih14qYVcZ9QC9XuZYnPc6T8YImb6dX166kw=",
 | 
					 | 
				
			||||||
        "owner": "hercules-ci",
 | 
					 | 
				
			||||||
        "repo": "flake-parts",
 | 
					 | 
				
			||||||
        "rev": "2a55567fcf15b1b1c7ed712a2c6fadaec7412ea8",
 | 
					 | 
				
			||||||
        "type": "github"
 | 
					 | 
				
			||||||
      },
 | 
					 | 
				
			||||||
      "original": {
 | 
					 | 
				
			||||||
        "owner": "hercules-ci",
 | 
					 | 
				
			||||||
        "repo": "flake-parts",
 | 
					 | 
				
			||||||
        "type": "github"
 | 
					 | 
				
			||||||
      }
 | 
					 | 
				
			||||||
    },
 | 
					 | 
				
			||||||
    "nixpkgs": {
 | 
					    "nixpkgs": {
 | 
				
			||||||
      "locked": {
 | 
					      "locked": {
 | 
				
			||||||
        "lastModified": 1717868076,
 | 
					        "lastModified": 1694911158,
 | 
				
			||||||
        "narHash": "sha256-c83Y9t815Wa34khrux81j8K8ET94ESmCuwORSKm2bQY=",
 | 
					        "narHash": "sha256-5WENkcO8O5SuA5pozpVppLGByWfHVv/1wOWgB2+TfV4=",
 | 
				
			||||||
        "owner": "nixos",
 | 
					        "owner": "nixos",
 | 
				
			||||||
        "repo": "nixpkgs",
 | 
					        "repo": "nixpkgs",
 | 
				
			||||||
        "rev": "cd18e2ae9ab8e2a0a8d715b60c91b54c0ac35ff9",
 | 
					        "rev": "46423a1a750594236673c1d741def4e93cf5a8f7",
 | 
				
			||||||
        "type": "github"
 | 
					        "type": "github"
 | 
				
			||||||
      },
 | 
					      },
 | 
				
			||||||
      "original": {
 | 
					      "original": {
 | 
				
			||||||
        "owner": "nixos",
 | 
					        "owner": "nixos",
 | 
				
			||||||
        "ref": "nixpkgs-unstable",
 | 
					        "ref": "master",
 | 
				
			||||||
        "repo": "nixpkgs",
 | 
					        "repo": "nixpkgs",
 | 
				
			||||||
        "type": "github"
 | 
					        "type": "github"
 | 
				
			||||||
      }
 | 
					      }
 | 
				
			||||||
    },
 | 
					    },
 | 
				
			||||||
    "nixpkgs-lib": {
 | 
					 | 
				
			||||||
      "locked": {
 | 
					 | 
				
			||||||
        "lastModified": 1717284937,
 | 
					 | 
				
			||||||
        "narHash": "sha256-lIbdfCsf8LMFloheeE6N31+BMIeixqyQWbSr2vk79EQ=",
 | 
					 | 
				
			||||||
        "type": "tarball",
 | 
					 | 
				
			||||||
        "url": "https://github.com/NixOS/nixpkgs/archive/eb9ceca17df2ea50a250b6b27f7bf6ab0186f198.tar.gz"
 | 
					 | 
				
			||||||
      },
 | 
					 | 
				
			||||||
      "original": {
 | 
					 | 
				
			||||||
        "type": "tarball",
 | 
					 | 
				
			||||||
        "url": "https://github.com/NixOS/nixpkgs/archive/eb9ceca17df2ea50a250b6b27f7bf6ab0186f198.tar.gz"
 | 
					 | 
				
			||||||
      }
 | 
					 | 
				
			||||||
    },
 | 
					 | 
				
			||||||
    "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;
 | 
				
			||||||
 | 
					      });
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										106
									
								
								include/bus.hh
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										106
									
								
								include/bus.hh
									
									
									
									
									
								
							@@ -1,111 +1,21 @@
 | 
				
			|||||||
#pragma once
 | 
					#pragma once
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#include "header.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "io/io.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "memory.hh"
 | 
					#include "memory.hh"
 | 
				
			||||||
#include <memory>
 | 
					#include <memory>
 | 
				
			||||||
#include <vector>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					 | 
				
			||||||
enum CpuAccess {
 | 
					 | 
				
			||||||
    Sequential,
 | 
					 | 
				
			||||||
    NonSequential
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
enum CpuAccessWidth {
 | 
					 | 
				
			||||||
    Word,
 | 
					 | 
				
			||||||
    Halfword,
 | 
					 | 
				
			||||||
    Byte
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
class Bus {
 | 
					class Bus {
 | 
				
			||||||
  private:
 | 
					 | 
				
			||||||
    struct Private {
 | 
					 | 
				
			||||||
        explicit Private() = default;
 | 
					 | 
				
			||||||
    };
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					  public:
 | 
				
			||||||
    static constexpr uint32_t BIOS_SIZE = 1024 * 16;
 | 
					    Bus(const Memory& memory);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    Bus(Private, std::array<uint8_t, BIOS_SIZE>&&, std::vector<uint8_t>&&);
 | 
					    uint8_t read_byte(size_t address);
 | 
				
			||||||
 | 
					    void write_byte(size_t address, uint8_t byte);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    static std::shared_ptr<Bus> init(std::array<uint8_t, BIOS_SIZE>&&,
 | 
					    uint16_t read_halfword(size_t address);
 | 
				
			||||||
                                     std::vector<uint8_t>&&);
 | 
					    void write_halfword(size_t address, uint16_t halfword);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    uint8_t read_byte(uint32_t address, CpuAccess access) {
 | 
					    uint32_t read_word(size_t address);
 | 
				
			||||||
        add_cpu_cycles<CpuAccessWidth::Byte>(address, access);
 | 
					    void write_word(size_t address, uint32_t word);
 | 
				
			||||||
        return read_byte(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
    };
 | 
					 | 
				
			||||||
    void write_byte(uint32_t address, uint8_t byte, CpuAccess access) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        add_cpu_cycles<CpuAccessWidth::Byte>(address, access);
 | 
					 | 
				
			||||||
        write_byte(address, byte);
 | 
					 | 
				
			||||||
    };
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint16_t read_halfword(uint32_t address, CpuAccess access) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        add_cpu_cycles<CpuAccessWidth::Halfword>(address, access);
 | 
					 | 
				
			||||||
        return read_halfword(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
    void write_halfword(uint32_t address, uint16_t halfword, CpuAccess access) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        add_cpu_cycles<CpuAccessWidth::Halfword>(address, access);
 | 
					 | 
				
			||||||
        write_halfword(address, halfword);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t read_word(uint32_t address, CpuAccess access) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        add_cpu_cycles<CpuAccessWidth::Word>(address, access);
 | 
					 | 
				
			||||||
        return read_word(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
    void write_word(uint32_t address, uint32_t word, CpuAccess access) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        add_cpu_cycles<CpuAccessWidth::Word>(address, access);
 | 
					 | 
				
			||||||
        write_word(address, word);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint8_t read_byte(uint32_t address);
 | 
					 | 
				
			||||||
    void write_byte(uint32_t address, uint8_t byte);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint16_t read_halfword(uint32_t address);
 | 
					 | 
				
			||||||
    void write_halfword(uint32_t address, uint16_t halfword);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t read_word(uint32_t address);
 | 
					 | 
				
			||||||
    void write_word(uint32_t address, uint32_t word);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // not sure what else to do?
 | 
					 | 
				
			||||||
    void internal_cycle() { cycles++; }
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t get_cycles() { return cycles; }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
  private:
 | 
					  private:
 | 
				
			||||||
    template<CpuAccessWidth W>
 | 
					    std::shared_ptr<Memory> memory;
 | 
				
			||||||
    void add_cpu_cycles(uint32_t address, CpuAccess access) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        auto cc = cycle_map[address >> 24 & 0xF];
 | 
					 | 
				
			||||||
        if constexpr (W == CpuAccessWidth::Word) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            cycles += (access == CpuAccess::Sequential ? cc.s32 : cc.n32);
 | 
					 | 
				
			||||||
        } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
            cycles += (access == CpuAccess::Sequential ? cc.s16 : cc.n16);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    template<typename T>
 | 
					 | 
				
			||||||
    T read(uint32_t address) const;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    template<typename T>
 | 
					 | 
				
			||||||
    void write(uint32_t address, T value);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t cycles = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
    struct cycle_count {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint8_t n16; // non sequential 8/16 bit width access
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint8_t n32; // non sequential 32 bit width access
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint8_t s16; // seuquential 8/16 bit width access
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint8_t s32; // sequential 32 bit width access
 | 
					 | 
				
			||||||
    };
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::array<cycle_count, 0x10> cycle_map;
 | 
					 | 
				
			||||||
    static constexpr decltype(cycle_map) init_cycle_count();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::unique_ptr<IoDevices> io;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Memory<BIOS_SIZE> bios     = {};
 | 
					 | 
				
			||||||
    Memory<0x40000> board_wram = {};
 | 
					 | 
				
			||||||
    Memory<0x80000> chip_wram  = {};
 | 
					 | 
				
			||||||
    Memory<> rom;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    Header header;
 | 
					 | 
				
			||||||
    void parse_header();
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					};
 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,55 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#pragma once
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <cstdint>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
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);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
uint8_t
 | 
					 | 
				
			||||||
multiplier_array_cycles(uint32_t x, bool zeroes_only = false);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,16 +1,7 @@
 | 
				
			|||||||
#pragma once
 | 
					#include "cpu/utility.hh"
 | 
				
			||||||
#include "cpu/alu.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "cpu/psr.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <cstdint>
 | 
					#include <cstdint>
 | 
				
			||||||
#include <string>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <variant>
 | 
					#include <variant>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					 | 
				
			||||||
class Cpu;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
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()...;
 | 
				
			||||||
@@ -18,15 +9,14 @@ 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;
 | 
				
			||||||
};
 | 
					};
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
struct Branch {
 | 
					struct Branch {
 | 
				
			||||||
    bool link;
 | 
					    bool link;
 | 
				
			||||||
    int32_t offset;
 | 
					    uint32_t offset;
 | 
				
			||||||
};
 | 
					};
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
struct Multiply {
 | 
					struct Multiply {
 | 
				
			||||||
@@ -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 {
 | 
				
			||||||
    Instruction(uint32_t insn);
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction(Condition condition, InstructionData data)
 | 
					 | 
				
			||||||
      : condition(condition)
 | 
					 | 
				
			||||||
      , data(data) {};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    void exec(Cpu& cpu);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#ifdef DISASSEMBLER
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::string disassemble();
 | 
					 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    Condition condition;
 | 
					    Condition condition;
 | 
				
			||||||
    InstructionData data;
 | 
					    InstructionData data;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction(uint32_t insn);
 | 
				
			||||||
 | 
					    Instruction(Condition condition, InstructionData data) noexcept
 | 
				
			||||||
 | 
					      : condition(condition)
 | 
				
			||||||
 | 
					      , data(data){};
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::string disassemble();
 | 
				
			||||||
};
 | 
					};
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,3 +1,3 @@
 | 
				
			|||||||
headers += files(
 | 
					headers += files(
 | 
				
			||||||
  'instruction.hh'
 | 
					  'instruction.hh',
 | 
				
			||||||
)
 | 
					)
 | 
				
			||||||
@@ -2,72 +2,43 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#include "arm/instruction.hh"
 | 
					#include "arm/instruction.hh"
 | 
				
			||||||
#include "bus.hh"
 | 
					#include "bus.hh"
 | 
				
			||||||
#include "cpu/psr.hh"
 | 
					#include "psr.hh"
 | 
				
			||||||
#include "thumb/instruction.hh"
 | 
					
 | 
				
			||||||
#include <cstdint>
 | 
					#include <cstdint>
 | 
				
			||||||
#include <memory>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#ifdef GDB_DEBUG
 | 
					using std::size_t;
 | 
				
			||||||
#include <unordered_set>
 | 
					 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#ifdef GDB_DEBUG
 | 
					 | 
				
			||||||
class GdbRsp;
 | 
					 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
class Cpu {
 | 
					class Cpu {
 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					  public:
 | 
				
			||||||
    Cpu(std::shared_ptr<Bus> bus) noexcept;
 | 
					    Cpu(const Bus& bus);
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    void step();
 | 
					    void step();
 | 
				
			||||||
    void chg_mode(const Mode to);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    void exec(arm::Instruction& instruction);
 | 
					 | 
				
			||||||
    void exec(thumb::Instruction& instruction);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#ifdef GDB_DEBUG
 | 
					 | 
				
			||||||
    bool breakpoint_reached() {
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (breakpoints.contains(pc - 2 * (cpsr.state() == State::Arm
 | 
					 | 
				
			||||||
                                             ? arm::INSTRUCTION_SIZE
 | 
					 | 
				
			||||||
                                             : thumb::INSTRUCTION_SIZE))) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return true;
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        return false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					 | 
				
			||||||
  private:
 | 
					  private:
 | 
				
			||||||
    friend void arm::Instruction::exec(Cpu& cpu);
 | 
					 | 
				
			||||||
    friend void thumb::Instruction::exec(Cpu& cpu);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t GPR_COUNT = 16;
 | 
					    static constexpr uint8_t GPR_COUNT = 16;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t GPR_FIQ_FIRST = 8;
 | 
					    static constexpr uint8_t GPR_FIQ_FIRST     = 8;
 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t GPR_SVC_FIRST = 13;
 | 
					    static constexpr uint8_t GPR_SVC_FIRST     = 13;
 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t GPR_ABT_FIRST = 13;
 | 
					    static constexpr uint8_t GPR_ABT_FIRST     = 13;
 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t GPR_IRQ_FIRST = 13;
 | 
					    static constexpr uint8_t GPR_IRQ_FIRST     = 13;
 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t GPR_UND_FIRST = 13;
 | 
					    static constexpr uint8_t GPR_UND_FIRST     = 13;
 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t GPR_OLD_FIRST = 8;
 | 
					    static constexpr uint8_t GPR_SYS_USR_FIRST = 8;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    std::shared_ptr<Bus> bus;
 | 
					    std::shared_ptr<Bus> bus;
 | 
				
			||||||
    std::array<uint32_t, GPR_COUNT> gpr = {}; // general purpose registers
 | 
					    std::array<uint32_t, GPR_COUNT> gpr; // general purpose registers
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    Psr cpsr = {}; // current program status register
 | 
					    Psr cpsr; // current program status register
 | 
				
			||||||
    Psr spsr = {}; // status 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 constexpr uint8_t PC_INDEX = 15;
 | 
				
			||||||
    static_assert(PC_INDEX < GPR_COUNT);
 | 
					    static_assert(PC_INDEX < GPR_COUNT);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    uint32_t& pc = gpr[PC_INDEX];
 | 
					    uint32_t& pc = gpr[PC_INDEX];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    bool is_flushed;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    void chg_mode(const Mode to);
 | 
				
			||||||
 | 
					    void exec_arm(const arm::Instruction instruction);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    struct {
 | 
					    struct {
 | 
				
			||||||
        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_FIQ_FIRST - 1> fiq;
 | 
					        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_SVC_FIRST - 1> svc;
 | 
				
			||||||
@@ -76,8 +47,8 @@ class Cpu {
 | 
				
			|||||||
        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_UND_FIRST - 1> und;
 | 
					        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_UND_FIRST - 1> und;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        // visible registers before the mode switch
 | 
					        // visible registers before the mode switch
 | 
				
			||||||
        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_OLD_FIRST - 1> old;
 | 
					        std::array<uint32_t, GPR_COUNT - GPR_SYS_USR_FIRST> old;
 | 
				
			||||||
    } gpr_banked = {}; // banked general purpose registers
 | 
					    } gpr_banked; // banked general purpose registers
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    struct {
 | 
					    struct {
 | 
				
			||||||
        Psr fiq;
 | 
					        Psr fiq;
 | 
				
			||||||
@@ -85,38 +56,5 @@ class Cpu {
 | 
				
			|||||||
        Psr abt;
 | 
					        Psr abt;
 | 
				
			||||||
        Psr irq;
 | 
					        Psr irq;
 | 
				
			||||||
        Psr und;
 | 
					        Psr und;
 | 
				
			||||||
    } spsr_banked = {}; // banked saved program status registers
 | 
					    } spsr_banked; // banked saved program status registers
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    void internal_cycle() { bus->internal_cycle(); }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // whether read is going to be sequential or not
 | 
					 | 
				
			||||||
    CpuAccess next_access = CpuAccess::Sequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // raw instructions in the pipeline
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::array<uint32_t, 2> opcodes = {};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    void advance_pc_arm();
 | 
					 | 
				
			||||||
    void advance_pc_thumb();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    template<State S>
 | 
					 | 
				
			||||||
    void flush_pipeline() {
 | 
					 | 
				
			||||||
        if constexpr (S == State::Arm) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            opcodes[0] = bus->read_word(pc, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
            advance_pc_arm();
 | 
					 | 
				
			||||||
            opcodes[1] = bus->read_word(pc, CpuAccess::Sequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
            advance_pc_arm();
 | 
					 | 
				
			||||||
        } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
            opcodes[0] = bus->read_halfword(pc, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
            advance_pc_thumb();
 | 
					 | 
				
			||||||
            opcodes[1] = bus->read_halfword(pc, CpuAccess::Sequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
            advance_pc_thumb();
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        next_access = CpuAccess::Sequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#ifdef GDB_DEBUG
 | 
					 | 
				
			||||||
    friend class GdbRsp;
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::unordered_set<uint32_t> breakpoints = {};
 | 
					 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					};
 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,8 +1,7 @@
 | 
				
			|||||||
headers += files(
 | 
					headers += files(
 | 
				
			||||||
  'alu.hh',
 | 
					 | 
				
			||||||
  'cpu.hh',
 | 
					  'cpu.hh',
 | 
				
			||||||
  'psr.hh'
 | 
					  'psr.hh',
 | 
				
			||||||
 | 
					  'utility.hh'
 | 
				
			||||||
)
 | 
					)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
subdir('arm')
 | 
					subdir('arm')
 | 
				
			||||||
subdir('thumb')
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,77 +1,11 @@
 | 
				
			|||||||
#pragma once
 | 
					#pragma once
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "utility.hh"
 | 
				
			||||||
#include <cstdint>
 | 
					#include <cstdint>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
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 {
 | 
					class Psr {
 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					  public:
 | 
				
			||||||
    Psr() = default;
 | 
					    // clear the reserved bits i.e, [8:27]
 | 
				
			||||||
    Psr(uint32_t raw);
 | 
					    Psr(uint32_t raw);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    uint32_t raw() const;
 | 
					    uint32_t raw() const;
 | 
				
			||||||
@@ -115,7 +49,7 @@ class Psr {
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
  private:
 | 
					  private:
 | 
				
			||||||
    static constexpr uint32_t PSR_CLEAR_RESERVED = 0xF00000FF;
 | 
					    static constexpr uint32_t PSR_CLEAR_RESERVED = 0xF00000FF;
 | 
				
			||||||
 | 
					    static constexpr uint32_t PSR_CLEAR_MODE     = 0xFFFFFFE0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    uint32_t psr;
 | 
					    uint32_t psr;
 | 
				
			||||||
};
 | 
					};
 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,291 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#pragma once
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "cpu/alu.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "cpu/psr.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <cstdint>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <string>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <variant>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					 | 
				
			||||||
class Cpu;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
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 low;
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
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(Cpu& cpu);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#ifdef DISASSEMBLER
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::string disassemble();
 | 
					 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    InstructionData data;
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,3 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
headers += files(
 | 
					 | 
				
			||||||
  'instruction.hh'
 | 
					 | 
				
			||||||
)
 | 
					 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										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;
 | 
				
			||||||
};
 | 
					};
 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,159 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "memory.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <array>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <bit>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <cstdint>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <sys/types.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
// NOLINTBEGIN(cppcoreguidelines-avoid-c-arrays)
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace display {
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr int LCD_WIDTH = 240;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
// there are 5 modes
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint N_MODES = 6;
 | 
					 | 
				
			||||||
// there are 4 backgrounds that can be layered depending on mode
 | 
					 | 
				
			||||||
// there is also 1 object layer
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint N_BACKGROUNDS = 4;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint32_t PRAM_START = 0x5000000;
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint32_t VRAM_START = 0x6000000;
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint32_t OAM_START  = 0x7000000;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
template<typename T, typename = std::enable_if_t<std::is_arithmetic_v<T>>>
 | 
					 | 
				
			||||||
struct Point {
 | 
					 | 
				
			||||||
    T x;
 | 
					 | 
				
			||||||
    T y;
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
struct Color {
 | 
					 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					 | 
				
			||||||
    Color(uint16_t raw)
 | 
					 | 
				
			||||||
      : red(raw & 0b11111)
 | 
					 | 
				
			||||||
      , green(raw >> 5 & 0b11111)
 | 
					 | 
				
			||||||
      , blue(raw >> 10 & 0b11111) {}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint16_t read() const {
 | 
					 | 
				
			||||||
        return (red & 0b11111) | ((green << 5) & 0b11111) |
 | 
					 | 
				
			||||||
               ((blue << 10) & 0b11111);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
  private:
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint8_t red;
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint8_t green;
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint8_t blue;
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
struct DisplayControl {
 | 
					 | 
				
			||||||
    struct {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint8_t mode : 3;
 | 
					 | 
				
			||||||
        int : 1; // unused
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool frame_select_1 : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool hblank_free_interval : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool obj_character_vram_mapping : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool forced_blank : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool screen_display_0 : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool screen_display_1 : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool screen_display_2 : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool screen_display_3 : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool screen_display_obj : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool window_display_0 : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool window_display_1 : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool obj_window_display : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
    } value;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint16_t read() const { return std::bit_cast<uint16_t>(value); };
 | 
					 | 
				
			||||||
    void write(uint16_t raw) { value = std::bit_cast<decltype(value)>(raw); };
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
struct DisplayStatus {
 | 
					 | 
				
			||||||
    struct {
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool vblank_flag : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool hblank_flag : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool vcounter_flag : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool vblank_irq_enable : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool hblank_irq_enable : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool vcounter_irq_enable : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        int : 2; // unused
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint8_t vcount_setting : 8;
 | 
					 | 
				
			||||||
    } value;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint16_t read() const { return std::bit_cast<uint16_t>(value); };
 | 
					 | 
				
			||||||
    void write(uint16_t raw) { value = std::bit_cast<decltype(value)>(raw); };
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
struct BackgroundControl {
 | 
					 | 
				
			||||||
    struct {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint8_t priority : 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint8_t character_base_block : 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
        int : 2; // unused
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool mosaic : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool colors256 : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint8_t screen_base_block : 5;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool bg_2_3_wraparound : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint8_t screen_size : 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
    } value;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint16_t read() const { return std::bit_cast<uint16_t>(value); };
 | 
					 | 
				
			||||||
    void write(uint16_t raw) { value = std::bit_cast<decltype(value)>(raw); };
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
struct RotationScaling {
 | 
					 | 
				
			||||||
    // these are all 16 bit signed "fixed point" floats
 | 
					 | 
				
			||||||
    // shifted by 8
 | 
					 | 
				
			||||||
    int16_t a;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int16_t b;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int16_t c;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int16_t d;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // following points have 28 bit signed "fixed point" floats as coords
 | 
					 | 
				
			||||||
    // shifted by 8
 | 
					 | 
				
			||||||
    Point<int32_t> ref;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
  private:
 | 
					 | 
				
			||||||
    Point<int32_t> internal [[maybe_unused]]
 | 
					 | 
				
			||||||
    ;
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
struct Display {
 | 
					 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					 | 
				
			||||||
    using u16 = uint16_t;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    Memory<0x400> pram;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Memory<0x18000> vram;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Memory<0x400> oam;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    DisplayControl lcd_control;
 | 
					 | 
				
			||||||
    DisplayStatus general_lcd_status;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 vertical_counter;
 | 
					 | 
				
			||||||
    BackgroundControl bg_control[4];
 | 
					 | 
				
			||||||
    Point<u16> bg0_offset;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Point<u16> bg1_offset;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Point<u16> bg2_offset;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Point<u16> bg3_offset;
 | 
					 | 
				
			||||||
    RotationScaling bg2_rot_scale;
 | 
					 | 
				
			||||||
    RotationScaling bg3_rot_scale;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 win0_horizontal_dimensions;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 win1_horizontal_dimensions;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 win0_vertical_dimensions;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 win1_vertical_dimensions;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 inside_win_0_1;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 outside_win;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 mosaic_size;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 color_special_effects_selection;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 alpha_blending_coefficients;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 brightness_coefficient;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
  private:
 | 
					 | 
				
			||||||
    // 1 color is 16 bits in ARGB555 format
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::array<std::array<uint16_t, LCD_WIDTH>, N_BACKGROUNDS> scanline_buffers;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    template<int MODE,
 | 
					 | 
				
			||||||
             typename = std::enable_if_t<MODE == 3 || MODE == 4 || MODE == 5>>
 | 
					 | 
				
			||||||
    void render_bitmap_mode();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    template<int LAYER, typename = std::enable_if_t<LAYER >= 0 && LAYER <= 3>>
 | 
					 | 
				
			||||||
    void render_text_layer();
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
// NOLINTEND(cppcoreguidelines-avoid-c-arrays)
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,39 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include <bit>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <cstdint>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					 | 
				
			||||||
// NOLINTBEGIN(cppcoreguidelines-avoid-c-arrays)
 | 
					 | 
				
			||||||
struct DmaControl {
 | 
					 | 
				
			||||||
    struct {
 | 
					 | 
				
			||||||
        int : 4; // this is supposed to be 5 bits, however, to align the struct
 | 
					 | 
				
			||||||
                 // to 16 bits, we will adjust for the first LSB in the
 | 
					 | 
				
			||||||
                 // read/write
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint8_t dst_adjustment : 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint8_t src_adjustment : 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool repeat : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool transfer_32 : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        int : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint8_t start_timing : 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool irq_enable : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool enable : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
    } value;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint16_t read() const { return std::bit_cast<uint16_t>(value) << 1; };
 | 
					 | 
				
			||||||
    void write(uint16_t raw) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        value = std::bit_cast<decltype(value)>(static_cast<uint16_t>(raw >> 1));
 | 
					 | 
				
			||||||
    };
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
struct Dma {
 | 
					 | 
				
			||||||
    using u16 = uint16_t;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    struct {
 | 
					 | 
				
			||||||
        u16 source[2];
 | 
					 | 
				
			||||||
        u16 destination[2];
 | 
					 | 
				
			||||||
        u16 word_count;
 | 
					 | 
				
			||||||
        DmaControl control;
 | 
					 | 
				
			||||||
    } channels[4];
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
// NOLINTEND(cppcoreguidelines-avoid-c-arrays)
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,43 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#pragma once
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "display/display.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "dma.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "sound.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <cstdint>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <memory>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					 | 
				
			||||||
class Bus; // forward declaration
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
class IoDevices {
 | 
					 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					 | 
				
			||||||
    IoDevices(std::weak_ptr<Bus>);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint8_t read_byte(uint32_t) const;
 | 
					 | 
				
			||||||
    void write_byte(uint32_t, uint8_t);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t read_word(uint32_t) const;
 | 
					 | 
				
			||||||
    void write_word(uint32_t, uint32_t);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint16_t read_halfword(uint32_t) const;
 | 
					 | 
				
			||||||
    void write_halfword(uint32_t, uint16_t);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
  private:
 | 
					 | 
				
			||||||
    struct {
 | 
					 | 
				
			||||||
        using u16 = uint16_t;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool post_boot_flag;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool interrupt_master_enabler;
 | 
					 | 
				
			||||||
        u16 interrupt_enable;
 | 
					 | 
				
			||||||
        u16 interrupt_request_flags;
 | 
					 | 
				
			||||||
        u16 waitstate_control;
 | 
					 | 
				
			||||||
        bool low_power_mode;
 | 
					 | 
				
			||||||
    } system = {};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    display::Display display = {};
 | 
					 | 
				
			||||||
    Sound sound              = {};
 | 
					 | 
				
			||||||
    Dma dma                  = {};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::weak_ptr<Bus> bus;
 | 
					 | 
				
			||||||
    friend class Bus;
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,3 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
headers += files(
 | 
					 | 
				
			||||||
  'io.hh'
 | 
					 | 
				
			||||||
)
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,66 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include <cstdint>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
// NOLINTBEGIN(cppcoreguidelines-avoid-c-arrays)
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
/*
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000060h  2  R/W  SOUND1CNT_L Channel 1 Sweep register       (NR10)
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000062h  2  R/W  SOUND1CNT_H Channel 1 Duty/Length/Envelope (NR11, NR12)
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000064h  2  R/W  SOUND1CNT_X Channel 1 Frequency/Control    (NR13, NR14)
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000066h     -    -           Not used
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000068h  2  R/W  SOUND2CNT_L Channel 2 Duty/Length/Envelope (NR21, NR22)
 | 
					 | 
				
			||||||
  400006Ah     -    -           Not used
 | 
					 | 
				
			||||||
  400006Ch  2  R/W  SOUND2CNT_H Channel 2 Frequency/Control    (NR23, NR24)
 | 
					 | 
				
			||||||
  400006Eh     -    -           Not used
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000070h  2  R/W  SOUND3CNT_L Channel 3 Stop/Wave RAM select (NR30)
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000072h  2  R/W  SOUND3CNT_H Channel 3 Length/Volume        (NR31, NR32)
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000074h  2  R/W  SOUND3CNT_X Channel 3 Frequency/Control    (NR33, NR34)
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000076h     -    -           Not used
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000078h  2  R/W  SOUND4CNT_L Channel 4 Length/Envelope      (NR41, NR42)
 | 
					 | 
				
			||||||
  400007Ah     -    -           Not used
 | 
					 | 
				
			||||||
  400007Ch  2  R/W  SOUND4CNT_H Channel 4 Frequency/Control    (NR43, NR44)
 | 
					 | 
				
			||||||
  400007Eh     -    -           Not used
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000080h  2  R/W  SOUNDCNT_L  Control Stereo/Volume/Enable   (NR50, NR51)
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000082h  2  R/W  SOUNDCNT_H  Control Mixing/DMA Control
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000084h  2  R/W  SOUNDCNT_X  Control Sound on/off           (NR52)
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000086h     -    -           Not used
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000088h  2  BIOS SOUNDBIAS   Sound PWM Control
 | 
					 | 
				
			||||||
  400008Ah  ..   -    -         Not used
 | 
					 | 
				
			||||||
  4000090h 2x10h R/W  WAVE_RAM  Channel 3 Wave Pattern RAM (2 banks!!)
 | 
					 | 
				
			||||||
  40000A0h  4    W    FIFO_A    Channel A FIFO, Data 0-3
 | 
					 | 
				
			||||||
  40000A4h  4    W    FIFO_B    Channel B FIFO, Data 0-3
 | 
					 | 
				
			||||||
*/
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
struct Sound {
 | 
					 | 
				
			||||||
    using u16 = uint16_t;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // channel 1
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 ch1_sweep;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 ch1_duty_length_env;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 ch1_freq_control;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // channel 2
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 ch2_duty_length_env;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 ch2_freq_control;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // channel 3
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 ch3_stop_wave_ram_select;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 ch3_length_volume;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 ch3_freq_control;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 ch3_wave_pattern[8];
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // channel 4
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 ch4_length_env;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 ch4_freq_control;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // control
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 ctrl_stereo_volume;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 ctrl_mixing;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 ctrl_sound_on_off;
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 pwm_control;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // fifo
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 fifo_a[2];
 | 
					 | 
				
			||||||
    u16 fifo_b[2];
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
// NOLINTEND(cppcoreguidelines-avoid-c-arrays)
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,60 +1,63 @@
 | 
				
			|||||||
#pragma once
 | 
					#pragma once
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "header.hh"
 | 
				
			||||||
#include <array>
 | 
					#include <array>
 | 
				
			||||||
#include <cstddef>
 | 
					#include <cstddef>
 | 
				
			||||||
#include <cstdint>
 | 
					#include <cstdint>
 | 
				
			||||||
#include <vector>
 | 
					#include <vector>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
// ill use [] instead of at because i dont want if (...) throw conditions for
 | 
					 | 
				
			||||||
// all accesses to improve performance (?)
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
// we are also not gonna perform bound checks, as i expect the user to handle
 | 
					 | 
				
			||||||
// those
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					 | 
				
			||||||
template<std::size_t N = 0>
 | 
					 | 
				
			||||||
class Memory {
 | 
					class Memory {
 | 
				
			||||||
    // we can use either a vector or an array with this
 | 
					 | 
				
			||||||
    using Container = std::
 | 
					 | 
				
			||||||
      conditional_t<(N != 0), std::array<uint8_t, N>, std::vector<uint8_t>>;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					  public:
 | 
				
			||||||
    Memory() = default;
 | 
					    static constexpr size_t BIOS_SIZE = 1024 * 16;
 | 
				
			||||||
    Memory(auto x)
 | 
					 | 
				
			||||||
      : memory(x) {}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    uint8_t read_byte(std::size_t idx) const { return memory[idx]; }
 | 
					    Memory(std::array<uint8_t, BIOS_SIZE>&& bios, std::vector<uint8_t>&& rom);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    void write_byte(std::size_t idx, uint8_t byte) { memory[idx] = byte; }
 | 
					    uint8_t read(size_t address) const;
 | 
				
			||||||
 | 
					    void write(size_t address, uint8_t byte);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    uint16_t read_halfword(std::size_t idx) const {
 | 
					    uint16_t read_halfword(size_t address) const;
 | 
				
			||||||
        return memory[idx] | memory[idx + 1] << 8;
 | 
					    void write_halfword(size_t address, uint16_t halfword);
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    void write_halfword(std::size_t idx, uint16_t halfword) {
 | 
					    uint32_t read_word(size_t address) const;
 | 
				
			||||||
        memory[idx]     = halfword & 0xFF;
 | 
					    void write_word(size_t address, uint32_t word);
 | 
				
			||||||
        memory[idx + 1] = halfword >> 8 & 0xFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t read_word(std::size_t idx) const {
 | 
					 | 
				
			||||||
        return memory[idx] | memory[idx + 1] << 8 | memory[idx + 2] << 16 |
 | 
					 | 
				
			||||||
               memory[idx + 3] << 24;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    void write_word(std::size_t idx, uint32_t word) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        memory[idx]     = word & 0xFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
        memory[idx + 1] = word >> 8 & 0xFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
        memory[idx + 2] = word >> 16 & 0xFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
        memory[idx + 3] = word >> 24 & 0xFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint8_t& operator[](std::size_t idx) { return memory.at(idx); }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    Container& data() { return memory; }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::size_t size() const { return memory.size(); }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
  private:
 | 
					  private:
 | 
				
			||||||
    Container memory;
 | 
					#define MEMORY_REGION(name, start, end)                                        \
 | 
				
			||||||
 | 
					    static constexpr size_t name##_START = start;                              \
 | 
				
			||||||
 | 
					    static constexpr size_t name##_END   = end;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define DECL_MEMORY(name, ident, start, end)                                   \
 | 
				
			||||||
 | 
					    MEMORY_REGION(name, start, end)                                            \
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::array<uint8_t, name##_END - name##_START + 1> ident;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MEMORY_REGION(BIOS, 0x00000000, 0x00003FFF)
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::array<uint8_t, BIOS_SIZE> bios;
 | 
				
			||||||
 | 
					    static_assert(BIOS_END - BIOS_START + 1 == BIOS_SIZE);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // board working RAM
 | 
				
			||||||
 | 
					    DECL_MEMORY(BOARD_WRAM, board_wram, 0x02000000, 0x0203FFFF)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // chip working RAM
 | 
				
			||||||
 | 
					    DECL_MEMORY(CHIP_WRAM, chip_wram, 0x03000000, 0x03007FFF)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // palette RAM
 | 
				
			||||||
 | 
					    DECL_MEMORY(PALETTE_RAM, palette_ram, 0x05000000, 0x050003FF)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // video RAM
 | 
				
			||||||
 | 
					    DECL_MEMORY(VRAM, vram, 0x06000000, 0x06017FFF)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // OAM OBJ attributes
 | 
				
			||||||
 | 
					    DECL_MEMORY(OAM_OBJ_ATTR, oam_obj_attr, 0x07000000, 0x070003FF)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#undef DECL_MEMORY
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MEMORY_REGION(ROM_0, 0x08000000, 0x09FFFFFF)
 | 
				
			||||||
 | 
					    MEMORY_REGION(ROM_1, 0x0A000000, 0x0BFFFFFF)
 | 
				
			||||||
 | 
					    MEMORY_REGION(ROM_2, 0x0C000000, 0x0DFFFFFF)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#undef MEMORY_REGION
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::vector<uint8_t> rom;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Header header;
 | 
				
			||||||
 | 
					    void parse_header();
 | 
				
			||||||
};
 | 
					};
 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,12 +1,9 @@
 | 
				
			|||||||
headers = files(
 | 
					headers = files(
 | 
				
			||||||
 | 
					  'memory.hh',
 | 
				
			||||||
  'bus.hh',
 | 
					  'bus.hh',
 | 
				
			||||||
  'header.hh',
 | 
					  'header.hh',
 | 
				
			||||||
)
 | 
					)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
inc = include_directories('.')
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
subdir('cpu')
 | 
					subdir('cpu')
 | 
				
			||||||
subdir('util')
 | 
					 | 
				
			||||||
subdir('io')
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
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'
 | 
					 | 
				
			||||||
)
 | 
					 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										27
									
								
								meson.build
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										27
									
								
								meson.build
									
									
									
									
									
								
							@@ -4,20 +4,33 @@ project('matar', 'cpp',
 | 
				
			|||||||
  default_options : ['warning_level=3',
 | 
					  default_options : ['warning_level=3',
 | 
				
			||||||
                     'werror=true',
 | 
					                     'werror=true',
 | 
				
			||||||
                     'optimization=3',
 | 
					                     'optimization=3',
 | 
				
			||||||
                     'cpp_std=c++23',
 | 
					                     'cpp_std=c++20'])
 | 
				
			||||||
                     'default_library=static'])
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
lib_cpp_args = []
 | 
					 | 
				
			||||||
compiler = meson.get_compiler('cpp')
 | 
					compiler = meson.get_compiler('cpp')
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
if get_option('disassembler')
 | 
					'''
 | 
				
			||||||
  lib_cpp_args += '-DDISASSEMBLER'
 | 
					TODO: use <print> and <format> instead of libfmt once LLVM 17 is out
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					if compiler.has_argument('-std=c++2c')
 | 
				
			||||||
 | 
					  add_global_arguments('-std=c++2c', language: 'cpp')
 | 
				
			||||||
 | 
					elif compiler.has_argument('-std=c++23')
 | 
				
			||||||
 | 
					  add_global_arguments('-std=c++23', language: 'cpp')
 | 
				
			||||||
 | 
					elif compiler.has_argument('-std=c++2b')
 | 
				
			||||||
 | 
					  add_global_arguments('-std=c++2b', language: 'cpp')
 | 
				
			||||||
 | 
					elif compiler.has_argument('-std=c++20')
 | 
				
			||||||
 | 
					  add_global_arguments('-std=c++20', language: 'cpp')
 | 
				
			||||||
 | 
					else
 | 
				
			||||||
 | 
					  error(compiler.get_id() + ' ' + compiler.version() + 'does not meet the compiler requirements')
 | 
				
			||||||
endif
 | 
					endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
if get_option('gdb_debug')
 | 
					if compiler.has_argument('-fexperimental-library')
 | 
				
			||||||
  lib_cpp_args += '-DGDB_DEBUG'
 | 
					  add_global_arguments('-fexperimental-library', language: 'cpp')
 | 
				
			||||||
 | 
					else
 | 
				
			||||||
 | 
					  error(compiler.get_id() + ' ' + compiler.version() + 'does not support -fexperimental-library')
 | 
				
			||||||
endif
 | 
					endif
 | 
				
			||||||
 | 
					'''
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					inc = include_directories('include')
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
subdir('include')
 | 
					subdir('include')
 | 
				
			||||||
subdir('src')
 | 
					subdir('src')
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,3 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
option('tests', type : 'boolean', value : true, description: 'enable tests')
 | 
					 | 
				
			||||||
option('disassembler', type: 'boolean', value: true, description: 'enable disassembler')
 | 
					 | 
				
			||||||
option('gdb_debug', type: 'boolean', value: false, description: 'enable GDB RSP server')
 | 
					 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										1
									
								
								meson_options.txt
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										1
									
								
								meson_options.txt
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					option('tests', type : 'boolean', value : true, description: 'enable tests')
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										1248
									
								
								nix/Cargo.lock
									
									
									
										generated
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										1248
									
								
								nix/Cargo.lock
									
									
									
										generated
									
									
									
								
							
										
											
												File diff suppressed because it is too large
												Load Diff
											
										
									
								
							@@ -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;
 | 
					 | 
				
			||||||
  };
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,18 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
{ ... }: {
 | 
					 | 
				
			||||||
  perSystem = { pkgs, src, ... }:
 | 
					 | 
				
			||||||
    let
 | 
					 | 
				
			||||||
      llvm = pkgs.llvmPackages_18;
 | 
					 | 
				
			||||||
      stdenv = llvm.libcxxStdenv;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
      libraries = with pkgs; [
 | 
					 | 
				
			||||||
        (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_18.override { enableLibcxx = true; }) ];
 | 
					 | 
				
			||||||
      };
 | 
					 | 
				
			||||||
    };
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,14 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
{ ... }: {
 | 
					 | 
				
			||||||
  perSystem = { pkgs, src, ... }:
 | 
					 | 
				
			||||||
    let
 | 
					 | 
				
			||||||
      stdenv = pkgs.gcc14Stdenv;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
      libraries = with pkgs; [
 | 
					 | 
				
			||||||
        (catch2_3.override { inherit stdenv; }).out
 | 
					 | 
				
			||||||
      ];
 | 
					 | 
				
			||||||
    in
 | 
					 | 
				
			||||||
    {
 | 
					 | 
				
			||||||
      packages.matar = pkgs.callPackage ./build.nix { inherit src libraries stdenv; };
 | 
					 | 
				
			||||||
      devShells.matar = pkgs.callPackage ./shell.nix { inherit libraries stdenv; };
 | 
					 | 
				
			||||||
    };
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -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;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										360
									
								
								src/bus.cc
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										360
									
								
								src/bus.cc
									
									
									
									
									
								
							@@ -1,365 +1,35 @@
 | 
				
			|||||||
#include "bus.hh"
 | 
					#include "bus.hh"
 | 
				
			||||||
#include "io/io.hh"
 | 
					#include <memory>
 | 
				
			||||||
#include "util/crypto.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "util/log.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					Bus::Bus(const Memory& memory)
 | 
				
			||||||
 | 
					  : memory(std::make_shared<Memory>(memory)) {}
 | 
				
			||||||
// Constants
 | 
					 | 
				
			||||||
#define MEMORY(AREA, start)                                                    \
 | 
					 | 
				
			||||||
    static constexpr uint32_t AREA##_START = start;                            \
 | 
					 | 
				
			||||||
    static constexpr uint8_t AREA##_REGION = (AREA##_START >> 24) & 0xFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
MEMORY(BIOS, 0x0000000);
 | 
					 | 
				
			||||||
MEMORY(BOARD_WRAM, 0x2000000);
 | 
					 | 
				
			||||||
MEMORY(CHIP_WRAM, 0x3000000);
 | 
					 | 
				
			||||||
MEMORY(PRAM, display::PRAM_START);
 | 
					 | 
				
			||||||
MEMORY(VRAM, display::VRAM_START);
 | 
					 | 
				
			||||||
MEMORY(OAM, display::OAM_START);
 | 
					 | 
				
			||||||
MEMORY(ROM_0, 0x8000000);
 | 
					 | 
				
			||||||
MEMORY(ROM_1, 0xA000000);
 | 
					 | 
				
			||||||
MEMORY(ROM_2, 0xC000000);
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint32_t IO_START = 0x4000000;
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint32_t IO_END   = 0x40003FE;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#undef MEMORY
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
Bus::Bus(Private,
 | 
					 | 
				
			||||||
         std::array<uint8_t, BIOS_SIZE>&& bios,
 | 
					 | 
				
			||||||
         std::vector<uint8_t>&& rom)
 | 
					 | 
				
			||||||
  : cycle_map(init_cycle_count())
 | 
					 | 
				
			||||||
  , bios(std::move(bios))
 | 
					 | 
				
			||||||
  , rom(std::move(rom)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::string bios_hash = crypto::sha256(this->bios.data());
 | 
					 | 
				
			||||||
    static constexpr std::string_view expected_hash =
 | 
					 | 
				
			||||||
      "fd2547724b505f487e6dcb29ec2ecff3af35a841a77ab2e85fd87350abd36570";
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (bios_hash != expected_hash) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        glogger.warn("BIOS hash failed to match, run at your own risk"
 | 
					 | 
				
			||||||
                     "\nExpected : {} "
 | 
					 | 
				
			||||||
                     "\nGot      : {}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                     expected_hash,
 | 
					 | 
				
			||||||
                     bios_hash);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    parse_header();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    glogger.info("Memory successfully initialised");
 | 
					 | 
				
			||||||
    glogger.info("Cartridge Title: {}", header.title);
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
std::shared_ptr<Bus>
 | 
					 | 
				
			||||||
Bus::init(std::array<uint8_t, BIOS_SIZE>&& bios, std::vector<uint8_t>&& rom) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    auto self =
 | 
					 | 
				
			||||||
      std::make_shared<Bus>(Private(), std::move(bios), std::move(rom));
 | 
					 | 
				
			||||||
    self->io = std::make_unique<IoDevices>(self);
 | 
					 | 
				
			||||||
    return self;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
constexpr decltype(Bus::cycle_map)
 | 
					 | 
				
			||||||
Bus::init_cycle_count() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    /*
 | 
					 | 
				
			||||||
      Region        Bus   Read      Write     Cycles
 | 
					 | 
				
			||||||
      BIOS ROM      32    8/16/32   -         1/1/1
 | 
					 | 
				
			||||||
      Work RAM 32K  32    8/16/32   8/16/32   1/1/1
 | 
					 | 
				
			||||||
      I/O           32    8/16/32   8/16/32   1/1/1
 | 
					 | 
				
			||||||
      OAM           32    8/16/32   16/32     1/1/1 *
 | 
					 | 
				
			||||||
      Work RAM 256K 16    8/16/32   8/16/32   3/3/6 **
 | 
					 | 
				
			||||||
      Palette RAM   16    8/16/32   16/32     1/1/2 *
 | 
					 | 
				
			||||||
      VRAM          16    8/16/32   16/32     1/1/2 *
 | 
					 | 
				
			||||||
      GamePak ROM   16    8/16/32   -         5/5/8 **|***
 | 
					 | 
				
			||||||
      GamePak Flash 16    8/16/32   16/32     5/5/8 **|***
 | 
					 | 
				
			||||||
      GamePak SRAM  8     8         8         5     **
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    Timing Notes:
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
      *   Plus 1 cycle if GBA accesses video memory at the same time.
 | 
					 | 
				
			||||||
      **  Default waitstate settings, see System Control chapter.
 | 
					 | 
				
			||||||
      *** Separate timings for sequential, and non-sequential accesses.
 | 
					 | 
				
			||||||
      One cycle equals approx. 59.59ns (ie. 16.78MHz clock).
 | 
					 | 
				
			||||||
    */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    decltype(cycle_map) map;
 | 
					 | 
				
			||||||
    map.fill({ 1, 1, 1, 1 });
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    /* used fill instead of this
 | 
					 | 
				
			||||||
    map[BIOS_REGION]      = { 1, 1, 1, 1 };
 | 
					 | 
				
			||||||
    map[CHIP_WRAM_REGION] = { 1, 1, 1, 1 };
 | 
					 | 
				
			||||||
    map[IO_REGION]        = { 1, 1, 1, 1 };
 | 
					 | 
				
			||||||
    map[OAM_REGION]       = { 1, 1, 1, 1 };
 | 
					 | 
				
			||||||
    */
 | 
					 | 
				
			||||||
    map[BOARD_WRAM_REGION] = { .n16 = 3, .n32 = 6, .s16 = 3, .s32 = 6 };
 | 
					 | 
				
			||||||
    map[PRAM_REGION]       = { .n16 = 1, .n32 = 2, .s16 = 1, .s32 = 2 };
 | 
					 | 
				
			||||||
    map[VRAM_REGION]       = { .n16 = 1, .n32 = 2, .s16 = 1, .s32 = 2 };
 | 
					 | 
				
			||||||
    // TODO: GamePak access cycles
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    return map;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
template<typename T>
 | 
					 | 
				
			||||||
T
 | 
					 | 
				
			||||||
Bus::read(uint32_t address) const {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // this is cleaned than std::enable_if
 | 
					 | 
				
			||||||
    static_assert(std::is_same_v<T, uint8_t> || std::is_same_v<T, uint16_t> ||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    std::is_same_v<T, uint32_t>,
 | 
					 | 
				
			||||||
                  "Can only read uint8_t, uin16_t or uint32_t");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    constexpr int N = std::is_same_v<T, uint8_t>    ? 1
 | 
					 | 
				
			||||||
                      : std::is_same_v<T, uint16_t> ? 2
 | 
					 | 
				
			||||||
                      : std::is_same_v<T, uint32_t> ? 4
 | 
					 | 
				
			||||||
                                                    : 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    switch (address >> 24 & 0xF) {
 | 
					 | 
				
			||||||
#define MATCHES(AREA, area)                                                    \
 | 
					 | 
				
			||||||
    case AREA##_REGION: {                                                      \
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t i = address - AREA##_START;                                   \
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (i > area.size() - N)                                               \
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;                                                             \
 | 
					 | 
				
			||||||
        if constexpr (std::is_same_v<T, uint8_t>)                              \
 | 
					 | 
				
			||||||
            return area.read_byte(i);                                          \
 | 
					 | 
				
			||||||
        else if constexpr (std::is_same_v<T, uint16_t>)                        \
 | 
					 | 
				
			||||||
            return area.read_halfword(i);                                      \
 | 
					 | 
				
			||||||
        else if constexpr (std::is_same_v<T, uint32_t>)                        \
 | 
					 | 
				
			||||||
            return area.read_word(i);                                          \
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#define MATCHES_PAK(AREA, area)                                                \
 | 
					 | 
				
			||||||
    case AREA##_REGION + 1:                                                    \
 | 
					 | 
				
			||||||
        MATCHES(AREA, area)
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        MATCHES(BIOS, bios)
 | 
					 | 
				
			||||||
        MATCHES(BOARD_WRAM, board_wram)
 | 
					 | 
				
			||||||
        MATCHES(CHIP_WRAM, chip_wram)
 | 
					 | 
				
			||||||
        MATCHES(PRAM, io->display.pram)
 | 
					 | 
				
			||||||
        MATCHES(VRAM, io->display.vram)
 | 
					 | 
				
			||||||
        MATCHES(OAM, io->display.oam)
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        MATCHES_PAK(ROM_0, rom)
 | 
					 | 
				
			||||||
        MATCHES_PAK(ROM_1, rom)
 | 
					 | 
				
			||||||
        MATCHES_PAK(ROM_2, rom)
 | 
					 | 
				
			||||||
#undef MATCHES_PAK
 | 
					 | 
				
			||||||
#undef MATCHES
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    glogger.error("invalid memory region read at {:08x}", address);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if constexpr (std::is_same_v<T, uint8_t>)
 | 
					 | 
				
			||||||
        return 0xFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
    else if constexpr (std::is_same_v<T, uint16_t>)
 | 
					 | 
				
			||||||
        return 0xFFFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
    else if constexpr (std::is_same_v<T, uint32_t>)
 | 
					 | 
				
			||||||
        return 0xFFFFFFFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
template<typename T>
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
Bus::write(uint32_t address, T value) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    static_assert(std::is_same_v<T, uint8_t> || std::is_same_v<T, uint16_t> ||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    std::is_same_v<T, uint32_t>,
 | 
					 | 
				
			||||||
                  "Can only write uint8_t, uin16_t or uint32_t");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    constexpr int N = std::is_same_v<T, uint8_t>    ? 1
 | 
					 | 
				
			||||||
                      : std::is_same_v<T, uint16_t> ? 2
 | 
					 | 
				
			||||||
                      : std::is_same_v<T, uint32_t> ? 4
 | 
					 | 
				
			||||||
                                                    : 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    switch (address >> 24 & 0xF) {
 | 
					 | 
				
			||||||
#define MATCHES(AREA, area)                                                    \
 | 
					 | 
				
			||||||
    case AREA##_REGION: {                                                      \
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t i = address - AREA##_START;                                   \
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (i > area.size() - N)                                               \
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;                                                             \
 | 
					 | 
				
			||||||
        if constexpr (std::is_same_v<T, uint8_t>)                              \
 | 
					 | 
				
			||||||
            area.write_byte(i, value);                                         \
 | 
					 | 
				
			||||||
        else if constexpr (std::is_same_v<T, uint16_t>)                        \
 | 
					 | 
				
			||||||
            area.write_halfword(i, value);                                     \
 | 
					 | 
				
			||||||
        else if constexpr (std::is_same_v<T, uint32_t>)                        \
 | 
					 | 
				
			||||||
            area.write_word(i, value);                                         \
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;                                                                \
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        MATCHES(BOARD_WRAM, board_wram)
 | 
					 | 
				
			||||||
        MATCHES(CHIP_WRAM, chip_wram)
 | 
					 | 
				
			||||||
        MATCHES(PRAM, io->display.pram)
 | 
					 | 
				
			||||||
        MATCHES(VRAM, io->display.vram)
 | 
					 | 
				
			||||||
        MATCHES(OAM, io->display.oam)
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#undef MATCHES
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    glogger.error("invalid memory region written at {:08x}", address);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
uint8_t
 | 
					uint8_t
 | 
				
			||||||
Bus::read_byte(uint32_t address) {
 | 
					Bus::read_byte(size_t address) {
 | 
				
			||||||
    if (address >= IO_START && address <= IO_END)
 | 
					    return memory->read(address);
 | 
				
			||||||
        return io->read_byte(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    return read<uint8_t>(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void
 | 
					void
 | 
				
			||||||
Bus::write_byte(uint32_t address, uint8_t byte) {
 | 
					Bus::write_byte(size_t address, uint8_t byte) {
 | 
				
			||||||
    if (address >= IO_START && address <= IO_END) {
 | 
					    memory->write(address, byte);
 | 
				
			||||||
        io->write_byte(address, byte);
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    write<uint8_t>(address, byte);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
uint16_t
 | 
					uint16_t
 | 
				
			||||||
Bus::read_halfword(uint32_t address) {
 | 
					Bus::read_halfword(size_t address) {
 | 
				
			||||||
    if (address & 0b01)
 | 
					    return memory->read_halfword(address);
 | 
				
			||||||
        glogger.warn("Reading a non aligned halfword address");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (address >= IO_START && address <= IO_END)
 | 
					 | 
				
			||||||
        return io->read_halfword(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    return read<uint16_t>(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void
 | 
					void
 | 
				
			||||||
Bus::write_halfword(uint32_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");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (address >= IO_START && address <= IO_END) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        io->write_halfword(address, halfword);
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    write<uint16_t>(address, halfword);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
uint32_t
 | 
					uint32_t
 | 
				
			||||||
Bus::read_word(uint32_t address) {
 | 
					Bus::read_word(size_t address) {
 | 
				
			||||||
    if (address & 0b11)
 | 
					    return memory->read_word(address);
 | 
				
			||||||
        glogger.warn("Reading a non aligned word address");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (address >= IO_START && address <= IO_END)
 | 
					 | 
				
			||||||
        return io->read_word(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    return read<uint32_t>(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void
 | 
					void
 | 
				
			||||||
Bus::write_word(uint32_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");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (address >= IO_START && address <= IO_END) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        io->write_word(address, word);
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    write<uint32_t>(address, word);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
Bus::parse_header() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (rom.size() < header.HEADER_SIZE) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        throw std::out_of_range(
 | 
					 | 
				
			||||||
          "ROM is not large enough to even have a header");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // entrypoint
 | 
					 | 
				
			||||||
    header.entrypoint =
 | 
					 | 
				
			||||||
      rom[0x00] | rom[0x01] << 8 | rom[0x02] << 16 | rom[0x03] << 24;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // nintendo logo
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (rom[0x9C] != 0x21)
 | 
					 | 
				
			||||||
        glogger.info("HEADER: BIOS debugger bits not set to 0");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // game info
 | 
					 | 
				
			||||||
    header.title = std::string(&rom[0xA0], &rom[0xA0 + 12]);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    switch (rom[0xAC]) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'A':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.unique_code = Header::UniqueCode::Old;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'B':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.unique_code = Header::UniqueCode::New;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'C':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.unique_code = Header::UniqueCode::Newer;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'F':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.unique_code = Header::UniqueCode::Famicom;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'K':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.unique_code = Header::UniqueCode::YoshiKoro;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'P':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.unique_code = Header::UniqueCode::Ereader;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'R':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.unique_code = Header::UniqueCode::Warioware;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'U':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.unique_code = Header::UniqueCode::Boktai;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'V':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.unique_code = Header::UniqueCode::DrillDozer;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        default:
 | 
					 | 
				
			||||||
            glogger.error("HEADER: invalid unique code: {}", rom[0xAC]);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    header.title_code = std::string(&rom[0xAD], &rom[0xAE]);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    switch (rom[0xAF]) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'J':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.i18n = Header::I18n::Japan;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'P':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.i18n = Header::I18n::Europe;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'F':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.i18n = Header::I18n::French;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'S':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.i18n = Header::I18n::Spanish;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'E':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.i18n = Header::I18n::Usa;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'D':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.i18n = Header::I18n::German;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case 'I':
 | 
					 | 
				
			||||||
            header.i18n = Header::I18n::Italian;
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        default:
 | 
					 | 
				
			||||||
            glogger.error("HEADER: invalid destination/language: {}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                          rom[0xAF]);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (rom[0xB2] != 0x96)
 | 
					 | 
				
			||||||
        glogger.error("HEADER: invalid fixed byte at 0xB2");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (uint32_t i = 0xB5; i < 0xBC; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (rom[i] != 0x00)
 | 
					 | 
				
			||||||
            glogger.error("HEADER: invalid fixed bytes at 0xB5");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    header.version = rom[0xBC];
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // checksum
 | 
					 | 
				
			||||||
    {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t i = 0xA0, chk = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
        while (i <= 0xBC)
 | 
					 | 
				
			||||||
            chk -= rom[i++];
 | 
					 | 
				
			||||||
        chk -= 0x19;
 | 
					 | 
				
			||||||
        chk &= 0xFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (chk != rom[0xBD])
 | 
					 | 
				
			||||||
            glogger.error("HEADER: checksum does not match");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // multiboot not required right now
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										108
									
								
								src/cpu/alu.cc
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										108
									
								
								src/cpu/alu.cc
									
									
									
									
									
								
							@@ -1,108 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "cpu/alu.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "util/bits.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <bit>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
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    = a >= b;
 | 
					 | 
				
			||||||
    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;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
uint8_t
 | 
					 | 
				
			||||||
multiplier_array_cycles(uint32_t x, bool zeroes_only) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    // set zeroes_only to evaluate first condition that checks ones to false
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if ((!zeroes_only && (x & 0xFFFFFF00) == 0xFFFFFF00) ||
 | 
					 | 
				
			||||||
        (x & 0xFFFFFF00) == 0)
 | 
					 | 
				
			||||||
        return 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
    if ((!zeroes_only && (x & 0xFFFF0000) == 0xFFFF0000) ||
 | 
					 | 
				
			||||||
        (x & 0xFFFF0000) == 0)
 | 
					 | 
				
			||||||
        return 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
    if ((!zeroes_only && (x & 0xFF000000) == 0xFF000000) ||
 | 
					 | 
				
			||||||
        (x & 0xFF000000) == 0)
 | 
					 | 
				
			||||||
        return 3;
 | 
					 | 
				
			||||||
    return 4;
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,237 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "cpu/arm/instruction.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "util/bits.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <format>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace matar::arm {
 | 
					 | 
				
			||||||
std::string
 | 
					 | 
				
			||||||
Instruction::disassemble() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    auto condition = stringify(this->condition);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    return std::visit(
 | 
					 | 
				
			||||||
      overloaded{
 | 
					 | 
				
			||||||
        [condition](BranchAndExchange& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format("BX{} R{:d}", condition, data.rn);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [condition](Branch& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format(
 | 
					 | 
				
			||||||
              "B{}{} {:#06x}",
 | 
					 | 
				
			||||||
              (data.link ? "L" : ""),
 | 
					 | 
				
			||||||
              condition,
 | 
					 | 
				
			||||||
              static_cast<int32_t>(data.offset + 2 * INSTRUCTION_SIZE));
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [condition](Multiply& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.acc) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                return std::format("MLA{}{} R{:d},R{:d},R{:d},R{:d}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   condition,
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   (data.set ? "S" : ""),
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   data.rd,
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   data.rm,
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   data.rs,
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   data.rn);
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                return std::format("MUL{}{} R{:d},R{:d},R{:d}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   condition,
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   (data.set ? "S" : ""),
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   data.rd,
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   data.rm,
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   data.rs);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [condition](MultiplyLong& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::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 std::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 =
 | 
					 | 
				
			||||||
                      std::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 = std::format(",{}R{:d},{} #{:d}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                                         (data.up ? '+' : '-'),
 | 
					 | 
				
			||||||
                                         shift->rm,
 | 
					 | 
				
			||||||
                                         stringify(shift->data.type),
 | 
					 | 
				
			||||||
                                         shift->data.operand);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::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 = std::format(
 | 
					 | 
				
			||||||
                      ",{}#{:d}", (data.up ? '+' : '-'), data.offset);
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                expression =
 | 
					 | 
				
			||||||
                  std::format(",{}R{:d}", (data.up ? '+' : '-'), data.offset);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::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))
 | 
					 | 
				
			||||||
                    std::format_to(std::back_inserter(regs), "R{:d},", i);
 | 
					 | 
				
			||||||
            };
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            regs.pop_back();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::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 std::format("MRS{} R{:d},{}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   condition,
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   data.operand,
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   (data.spsr ? "SPSR_all" : "CPSR_all"));
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                return std::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 = std::format("#{:d}", *operand);
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else if (const Shift* shift = std::get_if<Shift>(&data.operand)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                op_2 = std::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 std::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 std::format("{}{} R{:d},{}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                                       stringify(data.opcode),
 | 
					 | 
				
			||||||
                                       condition,
 | 
					 | 
				
			||||||
                                       data.rn,
 | 
					 | 
				
			||||||
                                       op_2);
 | 
					 | 
				
			||||||
                default:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    return std::format("{}{}{} R{:d},R{:d},{}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                                       stringify(data.opcode),
 | 
					 | 
				
			||||||
                                       condition,
 | 
					 | 
				
			||||||
                                       (data.set ? "S" : ""),
 | 
					 | 
				
			||||||
                                       data.rd,
 | 
					 | 
				
			||||||
                                       data.rn,
 | 
					 | 
				
			||||||
                                       op_2);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [condition](SoftwareInterrupt) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format("SWI{}", condition);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [condition](CoprocessorDataTransfer& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            std::string expression = std::format(",#{:d}", data.offset);
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::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 std::format("CDP{} p{},{},c{},c{},c{},{}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                               condition,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.cpn,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.cp_opc,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.crd,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.crn,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.crm,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.cp);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [condition](CoprocessorRegisterTransfer& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::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);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,54 +1,42 @@
 | 
				
			|||||||
#include "bus.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "cpu/cpu.hh"
 | 
					#include "cpu/cpu.hh"
 | 
				
			||||||
#include "util/bits.hh"
 | 
					#include "util/bits.hh"
 | 
				
			||||||
#include "util/log.hh"
 | 
					#include "util/log.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					using namespace logger;
 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
Cpu::exec(arm::Instruction& instruction) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    bool is_flushed = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    if (!cpsr.condition(instruction.condition)) {
 | 
					void
 | 
				
			||||||
        advance_pc_arm();
 | 
					Cpu::exec_arm(const arm::Instruction instruction) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    auto cond = instruction.condition;
 | 
				
			||||||
 | 
					    auto data = instruction.data;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (!cpsr.condition(cond)) {
 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					        return;
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    auto pc_error = [](uint8_t r) {
 | 
					    auto pc_error = [](uint8_t r) {
 | 
				
			||||||
        if (r == 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 = [](uint8_t r) {
 | 
					    auto pc_warn = [](uint8_t r) {
 | 
				
			||||||
        if (r == 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{
 | 
				
			||||||
        [this, pc_warn, &is_flushed](BranchAndExchange& data) {
 | 
					        [this, pc_warn](BranchAndExchange& data) {
 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					            State state = static_cast<State>(data.rn & 1);
 | 
				
			||||||
              S -> reading instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              N -> fetch from the new address in branch
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> last opcode fetch at +L to refill the pipeline
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = 2S + N cycles
 | 
					 | 
				
			||||||
                      1S done, S+N taken care of by flush_pipeline()
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t addr = gpr[data.rn];
 | 
					 | 
				
			||||||
            State state   = static_cast<State>(get_bit(addr, 0));
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            pc_warn(data.rn);
 | 
					            pc_warn(data.rn);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            if (state != cpsr.state())
 | 
					 | 
				
			||||||
                glogger.info_bold("State changed");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // set state
 | 
					            // set state
 | 
				
			||||||
            cpsr.set_state(state);
 | 
					            cpsr.set_state(state);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            // copy to PC
 | 
					            // copy to PC
 | 
				
			||||||
            pc = addr;
 | 
					            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(pc, 0);
 | 
					            rst_bit(pc, 0);
 | 
				
			||||||
@@ -56,59 +44,32 @@ Cpu::exec(arm::Instruction& instruction) {
 | 
				
			|||||||
            if (state == State::Arm)
 | 
					            if (state == State::Arm)
 | 
				
			||||||
                rst_bit(pc, 1);
 | 
					                rst_bit(pc, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            // PC is affected so flush the pipeline
 | 
					            // pc is affected so flush the pipeline
 | 
				
			||||||
            is_flushed = true;
 | 
					            is_flushed = true;
 | 
				
			||||||
        },
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
        [this, &is_flushed](Branch& data) {
 | 
					        [this](Branch& data) {
 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> reading instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              N -> fetch from the new address in branch
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> last opcode fetch at +L to refill the pipeline
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = 2S + N cycles
 | 
					 | 
				
			||||||
                      1S done, S+N taken care of by flush_pipeline()
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.link)
 | 
					            if (data.link)
 | 
				
			||||||
                gpr[14] = pc - INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					                gpr[14] = pc - ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            pc += data.offset;
 | 
					            // data.offset accounts for two instructions ahead when
 | 
				
			||||||
 | 
					            // disassembling, so need to adjust
 | 
				
			||||||
 | 
					            pc =
 | 
				
			||||||
 | 
					              static_cast<int32_t>(pc) - 2 * ARM_INSTRUCTION_SIZE + data.offset;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            // pc is affected so flush the pipeline
 | 
					            // pc is affected so flush the pipeline
 | 
				
			||||||
            is_flushed = true;
 | 
					            is_flushed = true;
 | 
				
			||||||
        },
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
        [this, pc_error](Multiply& data) {
 | 
					        [this, pc_error](Multiply& data) {
 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> reading instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              mI -> m internal cycles
 | 
					 | 
				
			||||||
              I -> only when accumulating
 | 
					 | 
				
			||||||
              let v = data at rn
 | 
					 | 
				
			||||||
              m = 1 if bits [32:8] of v are all zero or all one
 | 
					 | 
				
			||||||
              m = 2         [32:16]
 | 
					 | 
				
			||||||
              m = 3         [32:24]
 | 
					 | 
				
			||||||
              m = 4         otherwise
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = S + mI or S + (m+1)I
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            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);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            // mI
 | 
					            gpr[data.rd] =
 | 
				
			||||||
            for (int i = 0; i < multiplier_array_cycles(gpr[data.rs]); i++)
 | 
					              gpr[data.rm] * gpr[data.rs] + (data.acc ? gpr[data.rn] : 0);
 | 
				
			||||||
                internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            gpr[data.rd] = gpr[data.rm] * gpr[data.rs];
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.acc) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rd] += gpr[data.rn];
 | 
					 | 
				
			||||||
                // 1I
 | 
					 | 
				
			||||||
                internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            if (data.set) {
 | 
					            if (data.set) {
 | 
				
			||||||
                cpsr.set_z(gpr[data.rd] == 0);
 | 
					                cpsr.set_z(gpr[data.rd] == 0);
 | 
				
			||||||
@@ -117,61 +78,34 @@ Cpu::exec(arm::Instruction& instruction) {
 | 
				
			|||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
        },
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
        [this, pc_error](MultiplyLong& data) {
 | 
					        [this, pc_error](MultiplyLong& data) {
 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> reading instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              (m+1)I -> m + 1 internal cycles
 | 
					 | 
				
			||||||
              I -> only when accumulating
 | 
					 | 
				
			||||||
              let v = data at rs
 | 
					 | 
				
			||||||
              m = 1 if bits [32:8] of v are all zeroes (or all ones if signed)
 | 
					 | 
				
			||||||
              m = 2         [32:16]
 | 
					 | 
				
			||||||
              m = 3         [32:24]
 | 
					 | 
				
			||||||
              m = 4         otherwise
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = S + (m+1)I or S + (m+2)I
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            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);
 | 
				
			||||||
            pc_error(data.rm);
 | 
					            pc_error(data.rm);
 | 
				
			||||||
            pc_error(data.rs);
 | 
					            pc_error(data.rs);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            // 1I
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.acc)
 | 
					 | 
				
			||||||
                internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // m+1 internal cycles
 | 
					 | 
				
			||||||
            for (int i = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
                 i <= multiplier_array_cycles(gpr[data.rs], data.uns);
 | 
					 | 
				
			||||||
                 i++)
 | 
					 | 
				
			||||||
                internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.uns) {
 | 
					            if (data.uns) {
 | 
				
			||||||
                auto cast = [](uint32_t x) -> uint64_t {
 | 
					                uint64_t eval =
 | 
				
			||||||
                    return static_cast<uint64_t>(x);
 | 
					                  static_cast<uint64_t>(gpr[data.rm]) *
 | 
				
			||||||
                };
 | 
					                    static_cast<uint64_t>(gpr[data.rs]) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                  (data.acc ? (static_cast<uint64_t>(gpr[data.rdhi]) << 32) |
 | 
				
			||||||
                uint64_t eval = cast(gpr[data.rm]) * cast(gpr[data.rs]) +
 | 
					                                static_cast<uint64_t>(gpr[data.rdlo])
 | 
				
			||||||
                                (data.acc ? (cast(gpr[data.rdhi]) << 32) |
 | 
					                            : 0);
 | 
				
			||||||
                                              cast(gpr[data.rdlo])
 | 
					 | 
				
			||||||
                                          : 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
                gpr[data.rdlo] = bit_range(eval, 0, 31);
 | 
					                gpr[data.rdlo] = bit_range(eval, 0, 31);
 | 
				
			||||||
                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 |
 | 
				
			||||||
                int64_t eval = cast(gpr[data.rm]) * cast(gpr[data.rs]) +
 | 
					                                static_cast<int64_t>(gpr[data.rdlo])
 | 
				
			||||||
                               (data.acc ? (cast(gpr[data.rdhi]) << 32) |
 | 
					                            : 0);
 | 
				
			||||||
                                             cast(gpr[data.rdlo])
 | 
					 | 
				
			||||||
                                         : 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
                gpr[data.rdlo] = bit_range(eval, 0, 31);
 | 
					                gpr[data.rdlo] = bit_range(eval, 0, 31);
 | 
				
			||||||
                gpr[data.rdhi] = bit_range(eval, 32, 63);
 | 
					                gpr[data.rdhi] = bit_range(eval, 32, 63);
 | 
				
			||||||
@@ -184,66 +118,31 @@ Cpu::exec(arm::Instruction& instruction) {
 | 
				
			|||||||
                cpsr.set_v(0);
 | 
					                cpsr.set_v(0);
 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
        },
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
        [](Undefined) {
 | 
					        [](Undefined) { log_warn("Undefined instruction"); },
 | 
				
			||||||
            // this should be 2S + N + I, should i flush the pipeline? i
 | 
					 | 
				
			||||||
            // dont know. TODO: study
 | 
					 | 
				
			||||||
            glogger.warn("Undefined instruction");
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, pc_error](SingleDataSwap& data) {
 | 
					        [this, pc_error](SingleDataSwap& data) {
 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              N -> reading instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              N -> unrelated read
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> related write
 | 
					 | 
				
			||||||
              I -> earlier read value is written to register
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = S + 2N +I
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            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) {
 | 
				
			||||||
                gpr[data.rd] =
 | 
					                gpr[data.rd] = bus->read_byte(gpr[data.rn]);
 | 
				
			||||||
                  bus->read_byte(gpr[data.rn], CpuAccess::NonSequential);
 | 
					                bus->write_byte(gpr[data.rn], gpr[data.rm] & 0xFF);
 | 
				
			||||||
                bus->write_byte(
 | 
					 | 
				
			||||||
                  gpr[data.rn], gpr[data.rm] & 0xFF, CpuAccess::Sequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
                gpr[data.rd] =
 | 
					                gpr[data.rd] = bus->read_word(gpr[data.rn]);
 | 
				
			||||||
                  bus->read_word(gpr[data.rn], CpuAccess::NonSequential);
 | 
					                bus->write_word(gpr[data.rn], gpr[data.rm]);
 | 
				
			||||||
                bus->write_word(
 | 
					 | 
				
			||||||
                  gpr[data.rn], gpr[data.rm], CpuAccess::Sequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
            // last write address is unrelated to next
 | 
					 | 
				
			||||||
            next_access = CpuAccess::NonSequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
        [this, pc_warn, pc_error, &is_flushed](SingleDataTransfer& data) {
 | 
					        [this, pc_warn, pc_error](SingleDataTransfer& data) {
 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              Load
 | 
					 | 
				
			||||||
              ====
 | 
					 | 
				
			||||||
              S   -> reading instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              N   -> read from target
 | 
					 | 
				
			||||||
              I   -> stored in register
 | 
					 | 
				
			||||||
              N+S -> if PC is written - taken care of by flush_pipeline()
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = S + N + I or 2S + 2N + I
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              Store
 | 
					 | 
				
			||||||
              =====
 | 
					 | 
				
			||||||
              N -> calculating memory address
 | 
					 | 
				
			||||||
              N -> write at target
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = 2N
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t offset  = 0;
 | 
					            uint32_t offset  = 0;
 | 
				
			||||||
            uint32_t address = 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 == 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);
 | 
				
			||||||
@@ -269,41 +168,35 @@ Cpu::exec(arm::Instruction& instruction) {
 | 
				
			|||||||
                cpsr.set_c(carry);
 | 
					                cpsr.set_c(carry);
 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // PC is always two instructions ahead
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.rn == PC_INDEX)
 | 
				
			||||||
 | 
					                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)
 | 
				
			||||||
                    gpr[data.rd] =
 | 
					                    gpr[data.rd] = bus->read_byte(address);
 | 
				
			||||||
                      bus->read_byte(address, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
                // word
 | 
					                // word
 | 
				
			||||||
                else
 | 
					                else
 | 
				
			||||||
                    gpr[data.rd] =
 | 
					                    gpr[data.rd] = bus->read_word(address);
 | 
				
			||||||
                      bus->read_word(address, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                // N + S
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.rd == PC_INDEX)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                // I
 | 
					 | 
				
			||||||
                internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
                // store
 | 
					                // store
 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
                // take PC into consideration
 | 
					                // take PC into consideration
 | 
				
			||||||
                uint32_t value = gpr[data.rd];
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.rd == PC_INDEX)
 | 
					                if (data.rd == PC_INDEX)
 | 
				
			||||||
                    value += INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					                    address += ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
                // byte
 | 
					                // byte
 | 
				
			||||||
                if (data.byte)
 | 
					                if (data.byte)
 | 
				
			||||||
                    bus->write_byte(
 | 
					                    bus->write_byte(address, gpr[data.rd] & 0xFF);
 | 
				
			||||||
                      address, value & 0xFF, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
                // word
 | 
					                // word
 | 
				
			||||||
                else
 | 
					                else
 | 
				
			||||||
                    bus->write_word(address, value, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					                    bus->write_word(address, gpr[data.rd]);
 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            if (!data.pre)
 | 
					            if (!data.pre)
 | 
				
			||||||
@@ -312,49 +205,28 @@ Cpu::exec(arm::Instruction& instruction) {
 | 
				
			|||||||
            if (!data.pre || data.write)
 | 
					            if (!data.pre || data.write)
 | 
				
			||||||
                gpr[data.rn] = address;
 | 
					                gpr[data.rn] = address;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            // last read/write is unrelated, this will be overwriten if
 | 
					            if (data.rd == PC_INDEX && data.load)
 | 
				
			||||||
            // flushed
 | 
					                is_flushed = true;
 | 
				
			||||||
            next_access = CpuAccess::NonSequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
        [this, pc_warn, pc_error, &is_flushed](HalfwordTransfer& data) {
 | 
					        [this, pc_warn, pc_error](HalfwordTransfer& data) {
 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              Load
 | 
					 | 
				
			||||||
              ====
 | 
					 | 
				
			||||||
              S   -> reading instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              N   -> read from target
 | 
					 | 
				
			||||||
              I   -> stored in register
 | 
					 | 
				
			||||||
              N+S -> if PC is written - taken care of by flush_pipeline()
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = S + N + I or 2S + 2N + I
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              Store
 | 
					 | 
				
			||||||
              =====
 | 
					 | 
				
			||||||
              N -> calculating memory address
 | 
					 | 
				
			||||||
              N -> write at target
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = 2N
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t address = 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 = gpr[data.offset];
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                offset = data.offset;
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            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) {
 | 
				
			||||||
@@ -362,8 +234,7 @@ Cpu::exec(arm::Instruction& instruction) {
 | 
				
			|||||||
                if (data.sign) {
 | 
					                if (data.sign) {
 | 
				
			||||||
                    // halfword
 | 
					                    // halfword
 | 
				
			||||||
                    if (data.half) {
 | 
					                    if (data.half) {
 | 
				
			||||||
                        gpr[data.rd] =
 | 
					                        gpr[data.rd] = bus->read_halfword(address);
 | 
				
			||||||
                          bus->read_halfword(address, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
                        // sign extend the halfword
 | 
					                        // sign extend the halfword
 | 
				
			||||||
                        gpr[data.rd] =
 | 
					                        gpr[data.rd] =
 | 
				
			||||||
@@ -371,8 +242,7 @@ Cpu::exec(arm::Instruction& instruction) {
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
                        // byte
 | 
					                        // byte
 | 
				
			||||||
                    } else {
 | 
					                    } else {
 | 
				
			||||||
                        gpr[data.rd] =
 | 
					                        gpr[data.rd] = bus->read_byte(address);
 | 
				
			||||||
                          bus->read_byte(address, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
                        // sign extend the byte
 | 
					                        // sign extend the byte
 | 
				
			||||||
                        gpr[data.rd] =
 | 
					                        gpr[data.rd] =
 | 
				
			||||||
@@ -380,71 +250,40 @@ Cpu::exec(arm::Instruction& instruction) {
 | 
				
			|||||||
                    }
 | 
					                    }
 | 
				
			||||||
                    // unsigned halfword
 | 
					                    // unsigned halfword
 | 
				
			||||||
                } else if (data.half) {
 | 
					                } else if (data.half) {
 | 
				
			||||||
                    gpr[data.rd] =
 | 
					                    gpr[data.rd] = bus->read_halfword(address);
 | 
				
			||||||
                      bus->read_halfword(address, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                // I
 | 
					 | 
				
			||||||
                internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.rd == PC_INDEX)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                // store
 | 
					                // store
 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
                uint32_t value = gpr[data.rd];
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                // take PC into consideration
 | 
					                // take PC into consideration
 | 
				
			||||||
                if (data.rd == PC_INDEX)
 | 
					                if (data.rd == PC_INDEX)
 | 
				
			||||||
                    value += INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					                    address += ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
                // halfword
 | 
					                // halfword
 | 
				
			||||||
                if (data.half)
 | 
					                if (data.half)
 | 
				
			||||||
                    bus->write_halfword(
 | 
					                    bus->write_halfword(address, gpr[data.rd]);
 | 
				
			||||||
                      address, value & 0xFFFF, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            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)
 | 
				
			||||||
                gpr[data.rn] = address;
 | 
					                gpr[data.rn] = address;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            // last read/write is unrelated, this will be overwriten if
 | 
					            if (data.rd == PC_INDEX && data.load)
 | 
				
			||||||
            // flushed
 | 
					                is_flushed = true;
 | 
				
			||||||
            next_access = CpuAccess::NonSequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
        [this, pc_error, &is_flushed](BlockDataTransfer& data) {
 | 
					        [this, pc_error](BlockDataTransfer& data) {
 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					            uint32_t address  = gpr[data.rn];
 | 
				
			||||||
              Load
 | 
					            Mode mode         = cpsr.mode();
 | 
				
			||||||
              ====
 | 
					            uint8_t alignment = 4; // word
 | 
				
			||||||
              S       -> reading instruction in step()
 | 
					            uint8_t i         = 0;
 | 
				
			||||||
              N       -> unrelated read from target
 | 
					            uint8_t n_regs    = std::popcount(data.regs);
 | 
				
			||||||
              (n-1) S -> next n - 1 related reads from target
 | 
					 | 
				
			||||||
              I       -> stored in register
 | 
					 | 
				
			||||||
              N+S     -> if PC is written - taken care of by
 | 
					 | 
				
			||||||
              flush_pipeline() Total = nS + N + I or (n+1)S + 2N + I
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              Store
 | 
					 | 
				
			||||||
              =====
 | 
					 | 
				
			||||||
              N       -> calculating memory address
 | 
					 | 
				
			||||||
              N       -> unrelated write at target
 | 
					 | 
				
			||||||
              (n-1) S -> next n - 1 related writes
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = 2N + (n-1)S
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            static constexpr uint8_t alignment = 4; // word
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t address = gpr[data.rn];
 | 
					 | 
				
			||||||
            Mode mode        = cpsr.mode();
 | 
					 | 
				
			||||||
            int8_t i         = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            CpuAccess access = CpuAccess::NonSequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            pc_error(data.rn);
 | 
					            pc_error(data.rn);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            if (cpsr.mode() == Mode::User && data.s) {
 | 
					            if (cpsr.mode() == Mode::User && data.s) {
 | 
				
			||||||
                glogger.error("Bit S is set outside priviliged modes in block "
 | 
					                log_error("Bit S is set outside priviliged modes in {}",
 | 
				
			||||||
                              "data transfer");
 | 
					                          typeid(data).name());
 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            // we just change modes to load user registers
 | 
					            // we just change modes to load user registers
 | 
				
			||||||
@@ -453,88 +292,60 @@ Cpu::exec(arm::Instruction& instruction) {
 | 
				
			|||||||
                chg_mode(Mode::User);
 | 
					                chg_mode(Mode::User);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
                if (data.write) {
 | 
					                if (data.write) {
 | 
				
			||||||
                    glogger.error("Write-back enable for user bank registers "
 | 
					                    log_error("Write-back enable for user bank registers in {}",
 | 
				
			||||||
                                  "in block data transfer");
 | 
					                              typeid(data).name());
 | 
				
			||||||
                }
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            // increment beforehand
 | 
					            // account for decrement
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (!data.up)
 | 
				
			||||||
 | 
					                address -= (n_regs - 1) * alignment;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            if (data.pre)
 | 
					            if (data.pre)
 | 
				
			||||||
                address += (data.up ? alignment : -alignment);
 | 
					                address += (data.up ? alignment : -alignment);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            if (data.load) {
 | 
					            if (data.load) {
 | 
				
			||||||
                if (get_bit(data.regs, PC_INDEX)) {
 | 
					                if (get_bit(data.regs, PC_INDEX) && data.s && data.load) {
 | 
				
			||||||
                    is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    // current mode's spsr is already loaded when it was
 | 
					                    // current mode's spsr is already loaded when it was
 | 
				
			||||||
                    // switched
 | 
					                    // switched
 | 
				
			||||||
                    if (data.s)
 | 
					                    spsr = cpsr;
 | 
				
			||||||
                        spsr = cpsr;
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
                if (data.up) {
 | 
					                for (i = 0; i < GPR_COUNT; i++) {
 | 
				
			||||||
                    for (i = 0; i < GPR_COUNT; i++) {
 | 
					                    if (get_bit(data.regs, i)) {
 | 
				
			||||||
                        if (get_bit(data.regs, i)) {
 | 
					                        gpr[i] = bus->read_word(address);
 | 
				
			||||||
                            gpr[i] = bus->read_word(address, access);
 | 
					                        address += alignment;
 | 
				
			||||||
                            address += alignment;
 | 
					 | 
				
			||||||
                            access = CpuAccess::Sequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
                        }
 | 
					 | 
				
			||||||
                    }
 | 
					 | 
				
			||||||
                } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    for (i = GPR_COUNT - 1; i >= 0; i--) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                        if (get_bit(data.regs, i)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                            gpr[i] = bus->read_word(address, access);
 | 
					 | 
				
			||||||
                            address -= alignment;
 | 
					 | 
				
			||||||
                            access = CpuAccess::Sequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
                        }
 | 
					 | 
				
			||||||
                    }
 | 
					                    }
 | 
				
			||||||
                }
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                // I
 | 
					 | 
				
			||||||
                internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
                if (data.up) {
 | 
					                for (i = 0; i < GPR_COUNT; i++) {
 | 
				
			||||||
                    for (i = 0; i < GPR_COUNT; i++) {
 | 
					                    if (get_bit(data.regs, i)) {
 | 
				
			||||||
                        if (get_bit(data.regs, i)) {
 | 
					                        bus->write_word(address, gpr[i]);
 | 
				
			||||||
                            bus->write_word(address, gpr[i], access);
 | 
					                        address += alignment;
 | 
				
			||||||
                            address += alignment;
 | 
					 | 
				
			||||||
                            access = CpuAccess::Sequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
                        }
 | 
					 | 
				
			||||||
                    }
 | 
					 | 
				
			||||||
                } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    for (i = GPR_COUNT - 1; i >= 0; i--) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                        if (get_bit(data.regs, i)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                            bus->write_word(address, gpr[i], access);
 | 
					 | 
				
			||||||
                            address -= alignment;
 | 
					 | 
				
			||||||
                            access = CpuAccess::Sequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
                        }
 | 
					 | 
				
			||||||
                    }
 | 
					                    }
 | 
				
			||||||
                }
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            // fix increment
 | 
					            if (!data.pre)
 | 
				
			||||||
            if (data.pre)
 | 
					                address += (data.up ? alignment : -alignment);
 | 
				
			||||||
                address += (data.up ? -alignment : alignment);
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // reset back to original address + offset if incremented earlier
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.up)
 | 
				
			||||||
 | 
					                address -= n_regs * alignment;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            if (!data.pre || data.write)
 | 
					            if (!data.pre || data.write)
 | 
				
			||||||
                gpr[data.rn] = address;
 | 
					                gpr[data.rn] = address;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (data.load && get_bit(data.regs, PC_INDEX))
 | 
				
			||||||
 | 
					                is_flushed = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            // load back the original mode registers
 | 
					            // load back the original mode registers
 | 
				
			||||||
            chg_mode(mode);
 | 
					            chg_mode(mode);
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // last read/write is unrelated, this will be overwriten if
 | 
					 | 
				
			||||||
            // flushed
 | 
					 | 
				
			||||||
            next_access = CpuAccess::NonSequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
        [this, pc_error](PsrTransfer& data) {
 | 
					        [this, pc_error](PsrTransfer& data) {
 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> prefetched instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = 1S cycle
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.spsr && cpsr.mode() == Mode::User) {
 | 
					            if (data.spsr && cpsr.mode() == Mode::User) {
 | 
				
			||||||
                glogger.error("Accessing SPSR in User mode in {}",
 | 
					                log_error("Accessing SPSR in User mode in {}",
 | 
				
			||||||
                              typeid(data).name());
 | 
					                          typeid(data).name());
 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            Psr& psr = data.spsr ? spsr : cpsr;
 | 
					            Psr& psr = data.spsr ? spsr : cpsr;
 | 
				
			||||||
@@ -548,50 +359,28 @@ Cpu::exec(arm::Instruction& instruction) {
 | 
				
			|||||||
                    pc_error(data.operand);
 | 
					                    pc_error(data.operand);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
                    if (cpsr.mode() != Mode::User) {
 | 
					                    if (cpsr.mode() != Mode::User) {
 | 
				
			||||||
                        if (!data.spsr) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                            Psr tmp = Psr(gpr[data.operand]);
 | 
					 | 
				
			||||||
                            chg_mode(tmp.mode());
 | 
					 | 
				
			||||||
                        }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                        psr.set_all(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 : 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;
 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
        },
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
        [this, pc_error, &is_flushed](DataProcessing& data) {
 | 
					        [this, pc_error](DataProcessing& data) {
 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              Always
 | 
					 | 
				
			||||||
              ======
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> prefetched instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              With Register specified shift
 | 
					 | 
				
			||||||
              =============================
 | 
					 | 
				
			||||||
              I -> internal cycle
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              When PC is written
 | 
					 | 
				
			||||||
              ==================
 | 
					 | 
				
			||||||
              N -> fetch from the new address in branch
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> last opcode fetch at +L to refill the pipeline
 | 
					 | 
				
			||||||
              S+N taken care of by flush_pipeline()
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = S or S + I or 2S + N + I or 2S + N cycles
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            using OpCode = DataProcessing::OpCode;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t op_1 = gpr[data.rn];
 | 
					            uint32_t op_1 = 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;
 | 
				
			||||||
@@ -613,73 +402,154 @@ Cpu::exec(arm::Instruction& instruction) {
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
                // PC is 12 bytes ahead when shifting
 | 
					                // PC is 12 bytes ahead when shifting
 | 
				
			||||||
                if (data.rn == PC_INDEX)
 | 
					                if (data.rn == PC_INDEX)
 | 
				
			||||||
                    op_1 += INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					                    op_1 += ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                // 1I when register specified shift
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (!shift->data.immediate)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            bool overflow = cpsr.v();
 | 
					 | 
				
			||||||
            bool carry    = 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 = [this, carry, overflow, result]() {
 | 
					            zero = result == 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            debug(carry);
 | 
				
			||||||
 | 
					            debug(overflow);
 | 
				
			||||||
 | 
					            debug(zero);
 | 
				
			||||||
 | 
					            debug(negative);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            auto set_conditions = [this, carry, overflow, negative, zero]() {
 | 
				
			||||||
                cpsr.set_c(carry);
 | 
					                cpsr.set_c(carry);
 | 
				
			||||||
                cpsr.set_v(overflow);
 | 
					                cpsr.set_v(overflow);
 | 
				
			||||||
                cpsr.set_n(get_bit(result, 31));
 | 
					                cpsr.set_n(negative);
 | 
				
			||||||
                cpsr.set_z(result == 0);
 | 
					                cpsr.set_z(zero);
 | 
				
			||||||
            };
 | 
					            };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            if (data.set) {
 | 
					            if (data.set) {
 | 
				
			||||||
                if (data.rd == PC_INDEX) {
 | 
					                if (data.rd == 15) {
 | 
				
			||||||
                    if (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());
 | 
				
			||||||
                    spsr = cpsr;
 | 
					 | 
				
			||||||
                } else {
 | 
					                } else {
 | 
				
			||||||
                    set_conditions();
 | 
					                    set_conditions();
 | 
				
			||||||
                }
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
@@ -690,24 +560,17 @@ Cpu::exec(arm::Instruction& instruction) {
 | 
				
			|||||||
                set_conditions();
 | 
					                set_conditions();
 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
                gpr[data.rd] = result;
 | 
					                gpr[data.rd] = result;
 | 
				
			||||||
                if (data.rd == PC_INDEX || data.opcode == OpCode::MVN)
 | 
					                if (data.rd == 15 || data.opcode == OpCode::MVN)
 | 
				
			||||||
                    is_flushed = true;
 | 
					                    is_flushed = true;
 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
        },
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
        [this, &is_flushed](SoftwareInterrupt) {
 | 
					        [this](SoftwareInterrupt) {
 | 
				
			||||||
            chg_mode(Mode::Supervisor);
 | 
					            chg_mode(Mode::Supervisor);
 | 
				
			||||||
            pc         = 0x00;
 | 
					            pc   = 0x08;
 | 
				
			||||||
            spsr       = cpsr;
 | 
					            spsr = cpsr;
 | 
				
			||||||
            is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					        },
 | 
				
			||||||
        [](auto& data) {
 | 
					        [](auto& data) {
 | 
				
			||||||
            glogger.error("Unimplemented {} instruction", typeid(data).name());
 | 
					            log_error("Unimplemented {} instruction", typeid(data).name());
 | 
				
			||||||
        } },
 | 
					        } },
 | 
				
			||||||
      instruction.data);
 | 
					      data);
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (is_flushed)
 | 
					 | 
				
			||||||
        flush_pipeline<State::Arm>();
 | 
					 | 
				
			||||||
    else
 | 
					 | 
				
			||||||
        advance_pc_arm();
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,7 +1,10 @@
 | 
				
			|||||||
#include "cpu/arm/instruction.hh"
 | 
					#include "cpu/arm/instruction.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "cpu/utility.hh"
 | 
				
			||||||
#include "util/bits.hh"
 | 
					#include "util/bits.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <iterator>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					using namespace arm;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
namespace matar::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
 | 
				
			||||||
@@ -12,11 +15,13 @@ Instruction::Instruction(uint32_t insn)
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        // Branch
 | 
					        // Branch
 | 
				
			||||||
    } else if ((insn & 0x0E000000) == 0x0A000000) {
 | 
					    } else if ((insn & 0x0E000000) == 0x0A000000) {
 | 
				
			||||||
        bool link      = get_bit(insn, 24);
 | 
					        bool link       = get_bit(insn, 24);
 | 
				
			||||||
        int32_t offset = static_cast<int32_t>(bit_range(insn, 0, 23));
 | 
					        uint32_t offset = bit_range(insn, 0, 23);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        // 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 = (offset << 8) >> 6;
 | 
					        offset = (static_cast<int32_t>(offset) << 8) >> 6;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        offset += 2 * ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        data = Branch{ .link = link, .offset = offset };
 | 
					        data = Branch{ .link = link, .offset = offset };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
@@ -147,8 +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);
 | 
				
			||||||
@@ -270,4 +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);
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -2,7 +2,3 @@ lib_sources += files(
 | 
				
			|||||||
  'instruction.cc',
 | 
					  'instruction.cc',
 | 
				
			||||||
  'exec.cc'
 | 
					  'exec.cc'
 | 
				
			||||||
)
 | 
					)
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
if get_option('disassembler')
 | 
					 | 
				
			||||||
  lib_sources += files('disassembler.cc')
 | 
					 | 
				
			||||||
endif
 | 
					 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										104
									
								
								src/cpu/cpu.cc
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										104
									
								
								src/cpu/cpu.cc
									
									
									
									
									
								
							@@ -1,20 +1,29 @@
 | 
				
			|||||||
#include "cpu/cpu.hh"
 | 
					#include "cpu/cpu.hh"
 | 
				
			||||||
#include "cpu/arm/instruction.hh"
 | 
					#include "cpu/utility.hh"
 | 
				
			||||||
#include "cpu/thumb/instruction.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "util/bits.hh"
 | 
					#include "util/bits.hh"
 | 
				
			||||||
#include "util/log.hh"
 | 
					#include "util/log.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <algorithm>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <cstdio>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					using namespace logger;
 | 
				
			||||||
Cpu::Cpu(std::shared_ptr<Bus> bus) noexcept
 | 
					
 | 
				
			||||||
  : bus(bus) {
 | 
					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_mode(Mode::Supervisor);
 | 
				
			||||||
    cpsr.set_irq_disabled(true);
 | 
					    cpsr.set_irq_disabled(true);
 | 
				
			||||||
    cpsr.set_fiq_disabled(true);
 | 
					    cpsr.set_fiq_disabled(true);
 | 
				
			||||||
    cpsr.set_state(State::Arm);
 | 
					    cpsr.set_state(State::Arm);
 | 
				
			||||||
    glogger.info("CPU successfully initialised");
 | 
					    log_info("CPU successfully initialised");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    // PC always points to two instructions ahead
 | 
					    // PC always points to two instructions ahead
 | 
				
			||||||
    flush_pipeline<State::Arm>();
 | 
					    // PC - 2 is the instruction being executed
 | 
				
			||||||
 | 
					    pc += 2 * ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
/* change modes */
 | 
					/* change modes */
 | 
				
			||||||
@@ -29,16 +38,13 @@ Cpu::chg_mode(const Mode to) {
 | 
				
			|||||||
 * concatenate views */
 | 
					 * concatenate views */
 | 
				
			||||||
#define STORE_BANKED(mode, MODE)                                               \
 | 
					#define STORE_BANKED(mode, MODE)                                               \
 | 
				
			||||||
    std::copy(gpr.begin() + GPR_##MODE##_FIRST,                                \
 | 
					    std::copy(gpr.begin() + GPR_##MODE##_FIRST,                                \
 | 
				
			||||||
              gpr.end() - 1,                                                   \
 | 
					              gpr.begin() + gpr.size() - 1,                                    \
 | 
				
			||||||
              gpr_banked.mode.begin())
 | 
					              gpr_banked.mode.begin())
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    switch (from) {
 | 
					    switch (from) {
 | 
				
			||||||
        case Mode::Fiq:
 | 
					        case Mode::Fiq:
 | 
				
			||||||
            STORE_BANKED(fiq, FIQ);
 | 
					            STORE_BANKED(fiq, FIQ);
 | 
				
			||||||
            spsr_banked.fiq = spsr;
 | 
					            spsr_banked.fiq = spsr;
 | 
				
			||||||
            std::copy(gpr_banked.old.begin(),
 | 
					 | 
				
			||||||
                      gpr_banked.old.end() - 2, // dont copy R13 and R14
 | 
					 | 
				
			||||||
                      gpr.begin() + GPR_OLD_FIRST);
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        case Mode::Supervisor:
 | 
					        case Mode::Supervisor:
 | 
				
			||||||
@@ -63,15 +69,10 @@ Cpu::chg_mode(const Mode to) {
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        case Mode::User:
 | 
					        case Mode::User:
 | 
				
			||||||
        case Mode::System:
 | 
					        case Mode::System:
 | 
				
			||||||
            // we only take care of r13 and r14, because FIQ takes care of the
 | 
					            STORE_BANKED(old, SYS_USR);
 | 
				
			||||||
            // rest
 | 
					 | 
				
			||||||
            gpr_banked.old[5] = gpr[13];
 | 
					 | 
				
			||||||
            gpr_banked.old[6] = gpr[14];
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#undef STORE_BANKED
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#define RESTORE_BANKED(mode, MODE)                                             \
 | 
					#define RESTORE_BANKED(mode, MODE)                                             \
 | 
				
			||||||
    std::copy(gpr_banked.mode.begin(),                                         \
 | 
					    std::copy(gpr_banked.mode.begin(),                                         \
 | 
				
			||||||
              gpr_banked.mode.end(),                                           \
 | 
					              gpr_banked.mode.end(),                                           \
 | 
				
			||||||
@@ -81,9 +82,6 @@ Cpu::chg_mode(const Mode to) {
 | 
				
			|||||||
        case Mode::Fiq:
 | 
					        case Mode::Fiq:
 | 
				
			||||||
            RESTORE_BANKED(fiq, FIQ);
 | 
					            RESTORE_BANKED(fiq, FIQ);
 | 
				
			||||||
            spsr = spsr_banked.fiq;
 | 
					            spsr = spsr_banked.fiq;
 | 
				
			||||||
            std::copy(gpr.begin() + GPR_FIQ_FIRST,
 | 
					 | 
				
			||||||
                      gpr.end() - 2, // dont copy R13 and R14
 | 
					 | 
				
			||||||
                      gpr_banked.old.begin());
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        case Mode::Supervisor:
 | 
					        case Mode::Supervisor:
 | 
				
			||||||
@@ -108,65 +106,39 @@ Cpu::chg_mode(const Mode to) {
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        case Mode::User:
 | 
					        case Mode::User:
 | 
				
			||||||
        case Mode::System:
 | 
					        case Mode::System:
 | 
				
			||||||
            gpr[13] = gpr_banked.old[5];
 | 
					            STORE_BANKED(old, SYS_USR);
 | 
				
			||||||
            gpr[14] = gpr_banked.old[6];
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#undef RESTORE_BANKED
 | 
					#undef RESTORE_BANKED
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    cpsr.set_mode(to);
 | 
					    cpsr.set_mode(to);
 | 
				
			||||||
    glogger.info_bold("Mode changed from {:b} to {:b}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                      static_cast<uint32_t>(from),
 | 
					 | 
				
			||||||
                      static_cast<uint32_t>(to));
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void
 | 
					void
 | 
				
			||||||
Cpu::step() {
 | 
					Cpu::step() {
 | 
				
			||||||
    // halfword align
 | 
					    // Current instruction is two instructions behind PC
 | 
				
			||||||
    rst_bit(pc, 0);
 | 
					    uint32_t cur_pc = pc - 2 * ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    if (cpsr.state() == State::Arm) {
 | 
					    if (cpsr.state() == State::Arm) {
 | 
				
			||||||
        // word align
 | 
					        debug(cur_pc);
 | 
				
			||||||
        rst_bit(pc, 1);
 | 
					        uint32_t x = bus->read_word(cur_pc);
 | 
				
			||||||
 | 
					        arm::Instruction instruction(x);
 | 
				
			||||||
 | 
					        log_info("{:#034b}", x);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        arm::Instruction instruction(opcodes[0]);
 | 
					        exec_arm(instruction);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        opcodes[0] = opcodes[1];
 | 
					        log_info("0x{:08X} : {}", cur_pc, instruction.disassemble());
 | 
				
			||||||
        opcodes[1] = bus->read_word(pc, next_access);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#ifdef DISASSEMBLER
 | 
					        if (is_flushed) {
 | 
				
			||||||
        glogger.info("0x{:08X} : {}",
 | 
					            // if flushed, do not increment the PC, instead set it to two
 | 
				
			||||||
                     pc - 2 * arm::INSTRUCTION_SIZE,
 | 
					            // instructions ahead to account for flushed "fetch" and "decode"
 | 
				
			||||||
                     instruction.disassemble());
 | 
					            // instructions
 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					            pc += 2 * ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					            is_flushed = false;
 | 
				
			||||||
        exec(instruction);
 | 
					        } else {
 | 
				
			||||||
    } else {
 | 
					            // if not flushed continue like normal
 | 
				
			||||||
        thumb::Instruction instruction(opcodes[0]);
 | 
					            pc += ARM_INSTRUCTION_SIZE;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
        opcodes[0] = opcodes[1];
 | 
					 | 
				
			||||||
        opcodes[1] = bus->read_halfword(pc, next_access);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#ifdef DISASSEMBLER
 | 
					 | 
				
			||||||
        glogger.info("0x{:08X} : {}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                     pc - 2 * thumb::INSTRUCTION_SIZE,
 | 
					 | 
				
			||||||
                     instruction.disassemble());
 | 
					 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        exec(instruction);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
Cpu::advance_pc_arm() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    rst_bit(pc, 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
    rst_bit(pc, 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
    pc += arm::INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
Cpu::advance_pc_thumb() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    rst_bit(pc, 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
    pc += thumb::INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,8 +1,7 @@
 | 
				
			|||||||
lib_sources += files(
 | 
					lib_sources += files(
 | 
				
			||||||
  'cpu.cc',
 | 
					  'cpu.cc',
 | 
				
			||||||
  'psr.cc',
 | 
					  'psr.cc',
 | 
				
			||||||
  'alu.cc'
 | 
					  'utility.cc'
 | 
				
			||||||
)
 | 
					)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
subdir('arm')
 | 
					subdir('arm')
 | 
				
			||||||
subdir('thumb')
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,7 +1,7 @@
 | 
				
			|||||||
#include "cpu/psr.hh"
 | 
					#include "cpu/psr.hh"
 | 
				
			||||||
#include "util/bits.hh"
 | 
					#include "util/bits.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) {}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
@@ -12,17 +12,17 @@ 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
 | 
				
			||||||
Psr::mode() const {
 | 
					Psr::mode() const {
 | 
				
			||||||
    return static_cast<Mode>(psr & 0b11111);
 | 
					    return static_cast<Mode>(psr & ~PSR_CLEAR_MODE);
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void
 | 
					void
 | 
				
			||||||
Psr::set_mode(Mode mode) {
 | 
					Psr::set_mode(Mode mode) {
 | 
				
			||||||
    psr &= 0b00000;
 | 
					    psr &= PSR_CLEAR_MODE;
 | 
				
			||||||
    psr |= static_cast<uint32_t>(mode);
 | 
					    psr |= static_cast<uint32_t>(mode);
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
@@ -95,4 +95,3 @@ Psr::condition(Condition cond) const {
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    return false;
 | 
					    return false;
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,155 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "cpu/thumb/instruction.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "util/bits.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <format>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace matar::thumb {
 | 
					 | 
				
			||||||
std::string
 | 
					 | 
				
			||||||
Instruction::disassemble() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    return std::visit(
 | 
					 | 
				
			||||||
      overloaded{
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](MoveShiftedRegister& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format("{} R{:d},R{:d},#{:d}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                               stringify(data.opcode),
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.rd,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.rs,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.offset);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](AddSubtract& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format("{} R{:d},R{:d},{}{:d}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                               stringify(data.opcode),
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.rd,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.rs,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               (data.imm ? '#' : 'R'),
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.offset);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](MovCmpAddSubImmediate& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format(
 | 
					 | 
				
			||||||
              "{} R{:d},#{:d}", stringify(data.opcode), data.rd, data.offset);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](AluOperations& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format(
 | 
					 | 
				
			||||||
              "{} R{:d},R{:d}", stringify(data.opcode), data.rd, data.rs);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](HiRegisterOperations& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.opcode == HiRegisterOperations::OpCode::BX) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                return std::format("{} R{:d}", stringify(data.opcode), data.rs);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format(
 | 
					 | 
				
			||||||
              "{} R{:d},R{:d}", stringify(data.opcode), data.rd, data.rs);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](PcRelativeLoad& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format("LDR R{:d},[PC,#{:d}]", data.rd, data.word);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](LoadStoreRegisterOffset& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::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 std::format(
 | 
					 | 
				
			||||||
                  "STRH R{:d},[R{:d},R{:d}]", data.rd, data.rb, data.ro);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format("{}{} R{:d},[R{:d},R{:d}]",
 | 
					 | 
				
			||||||
                               (data.s ? "LDS" : "LDR"),
 | 
					 | 
				
			||||||
                               (data.h ? 'H' : 'B'),
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.rd,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.rb,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.ro);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](LoadStoreImmediateOffset& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format("{}{} R{:d},[R{:d},#{:d}]",
 | 
					 | 
				
			||||||
                               (data.load ? "LDR" : "STR"),
 | 
					 | 
				
			||||||
                               (data.byte ? "B" : ""),
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.rd,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.rb,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.offset);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](LoadStoreHalfword& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format("{} R{:d},[R{:d},#{:d}]",
 | 
					 | 
				
			||||||
                               (data.load ? "LDRH" : "STRH"),
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.rd,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.rb,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.offset);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](SpRelativeLoad& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format("{} R{:d},[SP,#{:d}]",
 | 
					 | 
				
			||||||
                               (data.load ? "LDR" : "STR"),
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.rd,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.word);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](LoadAddress& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format("ADD R{:d},{},#{:d}",
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.rd,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               (data.sp ? "SP" : "PC"),
 | 
					 | 
				
			||||||
                               data.word);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](AddOffsetStackPointer& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::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))
 | 
					 | 
				
			||||||
                    std::format_to(std::back_inserter(regs), "R{:d},", i);
 | 
					 | 
				
			||||||
            };
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.load) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.pclr)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    regs += "PC";
 | 
					 | 
				
			||||||
                else
 | 
					 | 
				
			||||||
                    regs.pop_back();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                return std::format("POP {{{}}}", regs);
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.pclr)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    regs += "LR";
 | 
					 | 
				
			||||||
                else
 | 
					 | 
				
			||||||
                    regs.pop_back();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                return std::format("PUSH {{{}}}", regs);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](MultipleLoad& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            std::string regs;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            for (uint8_t i = 0; i < 16; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (get_bit(data.regs, i))
 | 
					 | 
				
			||||||
                    std::format_to(std::back_inserter(regs), "R{:d},", i);
 | 
					 | 
				
			||||||
            };
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            regs.pop_back();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format(
 | 
					 | 
				
			||||||
              "{} R{}!,{{{}}}", (data.load ? "LDMIA" : "STMIA"), data.rb, regs);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](SoftwareInterrupt& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format("SWI {:d}", data.vector);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](ConditionalBranch& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format(
 | 
					 | 
				
			||||||
              "B{} #{:d}",
 | 
					 | 
				
			||||||
              stringify(data.condition),
 | 
					 | 
				
			||||||
              static_cast<int32_t>(data.offset + 2 * INSTRUCTION_SIZE));
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](UnconditionalBranch& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format(
 | 
					 | 
				
			||||||
              "B #{:d}",
 | 
					 | 
				
			||||||
              static_cast<int32_t>(data.offset + 2 * INSTRUCTION_SIZE));
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](LongBranchWithLink& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            // duh this manual be empty for H = 0
 | 
					 | 
				
			||||||
            return std::format(
 | 
					 | 
				
			||||||
              "BL{} #{:d}", (data.low ? "" : "H"), data.offset);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](auto) { return std::string("unknown instruction"); } },
 | 
					 | 
				
			||||||
      data);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,612 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "bus.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "cpu/alu.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "cpu/cpu.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "util/bits.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "util/log.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
Cpu::exec(thumb::Instruction& instruction) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    bool is_flushed = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    dbg(pc);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    auto set_cc = [this](bool c, bool v, bool n, bool z) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        cpsr.set_c(c);
 | 
					 | 
				
			||||||
        cpsr.set_v(v);
 | 
					 | 
				
			||||||
        cpsr.set_n(n);
 | 
					 | 
				
			||||||
        cpsr.set_z(z);
 | 
					 | 
				
			||||||
    };
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    using namespace thumb;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::visit(
 | 
					 | 
				
			||||||
      overloaded{
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, set_cc](MoveShiftedRegister& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> prefetched instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = S cycle
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.opcode == ShiftType::ROR)
 | 
					 | 
				
			||||||
                glogger.error("Invalid opcode in {}", typeid(data).name());
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            bool carry = cpsr.c();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t shifted =
 | 
					 | 
				
			||||||
              eval_shift(data.opcode, gpr[data.rs], data.offset, carry);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            gpr[data.rd] = shifted;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            set_cc(carry, cpsr.v(), get_bit(shifted, 31), shifted == 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, set_cc](AddSubtract& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> prefetched instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = S cycle
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t offset =
 | 
					 | 
				
			||||||
              data.imm ? static_cast<uint32_t>(static_cast<int8_t>(data.offset))
 | 
					 | 
				
			||||||
                       : gpr[data.offset];
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t result = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            bool carry      = cpsr.c();
 | 
					 | 
				
			||||||
            bool overflow   = cpsr.v();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            switch (data.opcode) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                case AddSubtract::OpCode::ADD:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = add(gpr[data.rs], offset, carry, overflow);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case AddSubtract::OpCode::SUB:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = sub(gpr[data.rs], offset, carry, overflow);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            gpr[data.rd] = result;
 | 
					 | 
				
			||||||
            set_cc(carry, overflow, get_bit(result, 31), result == 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, set_cc](MovCmpAddSubImmediate& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> prefetched instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = S cycle
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t result = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            bool carry      = cpsr.c();
 | 
					 | 
				
			||||||
            bool overflow   = cpsr.v();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            switch (data.opcode) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                case MovCmpAddSubImmediate::OpCode::MOV:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = data.offset;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    carry  = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case MovCmpAddSubImmediate::OpCode::ADD:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = add(gpr[data.rd], data.offset, carry, overflow);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case MovCmpAddSubImmediate::OpCode::SUB:
 | 
					 | 
				
			||||||
                case MovCmpAddSubImmediate::OpCode::CMP:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = sub(gpr[data.rd], data.offset, carry, overflow);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            set_cc(carry, overflow, get_bit(result, 31), result == 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.opcode != MovCmpAddSubImmediate::OpCode::CMP)
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rd] = result;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, set_cc](AluOperations& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              Data Processing
 | 
					 | 
				
			||||||
              ===============
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> prefetched instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              I -> only when register specified shift
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = S or S + I cycles
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              Multiply
 | 
					 | 
				
			||||||
              ========
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> reading instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              mI -> m internal cycles
 | 
					 | 
				
			||||||
              let v = data at rn
 | 
					 | 
				
			||||||
              m = 1 if bits [32:8] of v are all zero or all one
 | 
					 | 
				
			||||||
              m = 2         [32:16]
 | 
					 | 
				
			||||||
              m = 3         [32:24]
 | 
					 | 
				
			||||||
              m = 4         otherwise
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = S + mI cycles
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t op_1   = gpr[data.rd];
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t op_2   = gpr[data.rs];
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t result = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            bool carry    = cpsr.c();
 | 
					 | 
				
			||||||
            bool overflow = 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);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case AluOperations::OpCode::LSR:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = eval_shift(ShiftType::LSR, op_1, op_2, carry);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case AluOperations::OpCode::ASR:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    result = eval_shift(ShiftType::ASR, op_1, op_2, carry);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
                    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);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
                    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;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    // mI cycles
 | 
					 | 
				
			||||||
                    for (int i = 0; i < multiplier_array_cycles(op_2); i++)
 | 
					 | 
				
			||||||
                        internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
                    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)
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rd] = result;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            set_cc(carry, overflow, get_bit(result, 31), result == 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, set_cc, &is_flushed](HiRegisterOperations& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              Always
 | 
					 | 
				
			||||||
              ======
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> prefetched instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              When PC is written
 | 
					 | 
				
			||||||
              ==================
 | 
					 | 
				
			||||||
              N -> fetch from the new address in branch
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> last opcode fetch at +L to refill the pipeline
 | 
					 | 
				
			||||||
              S+N taken care of by flush_pipeline()
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = S or 2S + N cycles
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t op_1 = gpr[data.rd];
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t op_2 = gpr[data.rs];
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            bool carry    = cpsr.c();
 | 
					 | 
				
			||||||
            bool overflow = cpsr.v();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // PC is already current + 4, so dont need to do that
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.rd == PC_INDEX)
 | 
					 | 
				
			||||||
                rst_bit(op_1, 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.rs == PC_INDEX)
 | 
					 | 
				
			||||||
                rst_bit(op_2, 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            switch (data.opcode) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                case HiRegisterOperations::OpCode::ADD: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    gpr[data.rd] = add(op_1, op_2, carry, overflow);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    if (data.rd == PC_INDEX)
 | 
					 | 
				
			||||||
                        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: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    gpr[data.rd] = op_2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    if (data.rd == PC_INDEX)
 | 
					 | 
				
			||||||
                        is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case HiRegisterOperations::OpCode::BX: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    State state = static_cast<State>(get_bit(op_2, 0));
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    if (state != cpsr.state())
 | 
					 | 
				
			||||||
                        glogger.info_bold("State changed");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    // set state
 | 
					 | 
				
			||||||
                    cpsr.set_state(state);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    // copy to PC
 | 
					 | 
				
			||||||
                    pc = op_2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    // ignore [1:0] bits for arm and 0 bit for thumb
 | 
					 | 
				
			||||||
                    rst_bit(pc, 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    if (state == State::Arm)
 | 
					 | 
				
			||||||
                        rst_bit(pc, 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    // pc is affected so flush the pipeline
 | 
					 | 
				
			||||||
                    is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
                } break;
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this](PcRelativeLoad& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              S   -> reading instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              N   -> read from target
 | 
					 | 
				
			||||||
              I   -> stored in register
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = S + N + I cycles
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t pc_ = pc;
 | 
					 | 
				
			||||||
            rst_bit(pc_, 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
            rst_bit(pc_, 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            gpr[data.rd] =
 | 
					 | 
				
			||||||
              bus->read_word(pc_ + data.word, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // last read is unrelated
 | 
					 | 
				
			||||||
            next_access = CpuAccess::NonSequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this](LoadStoreRegisterOffset& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              Load
 | 
					 | 
				
			||||||
              ====
 | 
					 | 
				
			||||||
              S   -> reading instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              N   -> read from target
 | 
					 | 
				
			||||||
              I   -> stored in register
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = S + N + I
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              Store
 | 
					 | 
				
			||||||
              =====
 | 
					 | 
				
			||||||
              N -> calculating memory address
 | 
					 | 
				
			||||||
              N -> write at target
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = 2N
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t address = gpr[data.rb] + gpr[data.ro];
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.load) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.byte) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    gpr[data.rd] =
 | 
					 | 
				
			||||||
                      bus->read_byte(address, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
                } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    gpr[data.rd] =
 | 
					 | 
				
			||||||
                      bus->read_word(address, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
                internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.byte) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bus->write_byte(
 | 
					 | 
				
			||||||
                      address, gpr[data.rd] & 0xFF, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
                } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bus->write_word(
 | 
					 | 
				
			||||||
                      address, gpr[data.rd], CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // last read/write is unrelated
 | 
					 | 
				
			||||||
            next_access = CpuAccess::NonSequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this](LoadStoreSignExtendedHalfword& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            // Same cycles as above
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t address = gpr[data.rb] + gpr[data.ro];
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            switch (data.s << 1 | data.h) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 0b00:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bus->write_halfword(
 | 
					 | 
				
			||||||
                      address, gpr[data.rd] & 0xFFFF, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 0b01:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    gpr[data.rd] =
 | 
					 | 
				
			||||||
                      bus->read_halfword(address, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 0b10:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    // sign extend and load the byte
 | 
					 | 
				
			||||||
                    gpr[data.rd] = (static_cast<int32_t>(bus->read_byte(
 | 
					 | 
				
			||||||
                                      address, CpuAccess::NonSequential))
 | 
					 | 
				
			||||||
                                    << 24) >>
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   24;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 0b11:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    // sign extend the halfword
 | 
					 | 
				
			||||||
                    gpr[data.rd] = (static_cast<int32_t>(bus->read_halfword(
 | 
					 | 
				
			||||||
                                      address, CpuAccess::NonSequential))
 | 
					 | 
				
			||||||
                                    << 16) >>
 | 
					 | 
				
			||||||
                                   16;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    // unreachable
 | 
					 | 
				
			||||||
                default: {
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // last read/write is unrelated
 | 
					 | 
				
			||||||
            next_access = CpuAccess::NonSequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this](LoadStoreImmediateOffset& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            // Same cycles as above
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t address = gpr[data.rb] + data.offset;
 | 
					 | 
				
			||||||
            dbg(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.load) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.byte) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    gpr[data.rd] =
 | 
					 | 
				
			||||||
                      bus->read_byte(address, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
                } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    gpr[data.rd] =
 | 
					 | 
				
			||||||
                      bus->read_word(address, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
                internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.byte) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bus->write_byte(
 | 
					 | 
				
			||||||
                      address, gpr[data.rd] & 0xFF, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
                } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bus->write_word(
 | 
					 | 
				
			||||||
                      address, gpr[data.rd], CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // last read/write is unrelated
 | 
					 | 
				
			||||||
            next_access = CpuAccess::NonSequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this](LoadStoreHalfword& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            // Same cycles as above
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t address = gpr[data.rb] + data.offset;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.load) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rd] =
 | 
					 | 
				
			||||||
                  bus->read_halfword(address, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
                internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                bus->write_halfword(
 | 
					 | 
				
			||||||
                  address, gpr[data.rd] & 0xFFFF, CpuAccess::NonSequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // last read/write is unrelated
 | 
					 | 
				
			||||||
            next_access = CpuAccess::NonSequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this](SpRelativeLoad& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            // Same cycles as above
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t address = sp + data.word;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.load) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rd] = bus->read_word(address, CpuAccess::Sequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
                internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                bus->write_word(address, gpr[data.rd], CpuAccess::Sequential);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // last read/write is unrelated
 | 
					 | 
				
			||||||
            next_access = CpuAccess::NonSequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this](LoadAddress& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            // 1S cycle in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.sp) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rd] = sp + data.word;
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                // PC is already current + 4, so dont need to do that
 | 
					 | 
				
			||||||
                // force bit 1 to 0
 | 
					 | 
				
			||||||
                gpr[data.rd] = (pc & ~(1 << 1)) + data.word;
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this](AddOffsetStackPointer& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            // 1S cycle in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            sp += data.word;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, &is_flushed](PushPopRegister& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              Load
 | 
					 | 
				
			||||||
              ====
 | 
					 | 
				
			||||||
              S       -> reading instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              N       -> unrelated read from target
 | 
					 | 
				
			||||||
              (n-1) S -> next n - 1 related reads from target
 | 
					 | 
				
			||||||
              I       -> stored in register
 | 
					 | 
				
			||||||
              N+S     -> if PC is written - taken care of by flush_pipeline()
 | 
					 | 
				
			||||||
              S       -> if PC, memory read for PC write
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = nS + N + I or (n+2)S + 2N + I
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              Store
 | 
					 | 
				
			||||||
              =====
 | 
					 | 
				
			||||||
              N       -> calculating memory address
 | 
					 | 
				
			||||||
              N       -> if LR, memory read for PC write
 | 
					 | 
				
			||||||
              N/S     -> unrelated write at target
 | 
					 | 
				
			||||||
              (n-1) S -> next n - 1 related writes
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = 2N + nS or 2N + (n-1)S
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
            static constexpr uint8_t alignment = 4;
 | 
					 | 
				
			||||||
            CpuAccess access                   = CpuAccess::NonSequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.load) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    if (get_bit(data.regs, i)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                        gpr[i] = bus->read_word(sp, access);
 | 
					 | 
				
			||||||
                        sp += alignment;
 | 
					 | 
				
			||||||
                        access = CpuAccess::Sequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    }
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.pclr) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    pc = bus->read_word(sp, access);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    sp += alignment;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                // I
 | 
					 | 
				
			||||||
                internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (data.pclr) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    sp -= alignment;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    bus->write_word(sp, lr, access);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    access = CpuAccess::Sequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                for (int8_t i = 7; i >= 0; i--) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    if (get_bit(data.regs, i)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                        sp -= alignment;
 | 
					 | 
				
			||||||
                        bus->write_word(sp, gpr[i], access);
 | 
					 | 
				
			||||||
                        access = CpuAccess::Sequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    }
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // last read/write is unrelated
 | 
					 | 
				
			||||||
            next_access = CpuAccess::NonSequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this](MultipleLoad& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              Load
 | 
					 | 
				
			||||||
              ====
 | 
					 | 
				
			||||||
              S       -> reading instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              N       -> unrelated read from target
 | 
					 | 
				
			||||||
              (n-1) S -> next n - 1 related reads from target
 | 
					 | 
				
			||||||
              I       -> stored in register
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = nS + N + I
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
              Store
 | 
					 | 
				
			||||||
              =====
 | 
					 | 
				
			||||||
              N       -> calculating memory address
 | 
					 | 
				
			||||||
              N       -> unrelated write at target
 | 
					 | 
				
			||||||
              (n-1) S -> next n - 1 related writes
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = 2N + (n-1)S
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            static constexpr uint8_t alignment = 4;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            uint32_t rb      = gpr[data.rb];
 | 
					 | 
				
			||||||
            CpuAccess access = CpuAccess::NonSequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.load) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    if (get_bit(data.regs, i)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                        gpr[i] = bus->read_word(rb, access);
 | 
					 | 
				
			||||||
                        rb += alignment;
 | 
					 | 
				
			||||||
                        access = CpuAccess::Sequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    }
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
                internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    if (get_bit(data.regs, i)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                        bus->write_word(rb, gpr[i], access);
 | 
					 | 
				
			||||||
                        rb += alignment;
 | 
					 | 
				
			||||||
                        access = CpuAccess::Sequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    }
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            gpr[data.rb] = rb;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // last read/write is unrelated
 | 
					 | 
				
			||||||
            next_access = CpuAccess::NonSequential;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, &is_flushed](ConditionalBranch& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              S   -> reading instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              N+S -> if condition is true, branch and refill pipeline
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = S or 2S + N
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.condition == Condition::AL)
 | 
					 | 
				
			||||||
                glogger.warn("Condition 1110 (AL) is undefined");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (!cpsr.condition(data.condition))
 | 
					 | 
				
			||||||
                return;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc += data.offset;
 | 
					 | 
				
			||||||
            is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, &is_flushed](SoftwareInterrupt& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              S   -> reading instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              N+S -> refill pipeline
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = 2S + N
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // next instruction is one instruction behind PC
 | 
					 | 
				
			||||||
            lr   = pc - INSTRUCTION_SIZE;
 | 
					 | 
				
			||||||
            spsr = cpsr;
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc   = data.vector;
 | 
					 | 
				
			||||||
            cpsr.set_state(State::Arm);
 | 
					 | 
				
			||||||
            chg_mode(Mode::Supervisor);
 | 
					 | 
				
			||||||
            is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, &is_flushed](UnconditionalBranch& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              S   -> reading instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              N+S -> branch and refill pipeline
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = 2S + N
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc += data.offset;
 | 
					 | 
				
			||||||
            is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [this, &is_flushed](LongBranchWithLink& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            /*
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> prefetched instruction in step()
 | 
					 | 
				
			||||||
              N -> fetch from the new address in branch
 | 
					 | 
				
			||||||
              S -> last opcode fetch at +L to refill the pipeline
 | 
					 | 
				
			||||||
              Total = 2S + N cycles
 | 
					 | 
				
			||||||
                      1S done, S+N taken care of by flush_pipeline()
 | 
					 | 
				
			||||||
            */
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // 12 bit integer
 | 
					 | 
				
			||||||
            int32_t offset = data.offset;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (data.low) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                uint32_t old_pc = pc;
 | 
					 | 
				
			||||||
                offset <<= 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                pc         = lr + offset;
 | 
					 | 
				
			||||||
                lr         = (old_pc - INSTRUCTION_SIZE) | 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
                is_flushed = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                // 12 + 11 = 23 bit
 | 
					 | 
				
			||||||
                offset <<= 12;
 | 
					 | 
				
			||||||
                // sign extend
 | 
					 | 
				
			||||||
                offset = (offset << 9) >> 9;
 | 
					 | 
				
			||||||
                lr     = pc + offset;
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        },
 | 
					 | 
				
			||||||
        [](auto& data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            glogger.error("Unknown thumb format : {}", typeid(data).name());
 | 
					 | 
				
			||||||
        } },
 | 
					 | 
				
			||||||
      instruction.data);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (is_flushed)
 | 
					 | 
				
			||||||
        flush_pipeline<State::Thumb>();
 | 
					 | 
				
			||||||
    else
 | 
					 | 
				
			||||||
        advance_pc_thumb();
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,211 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "cpu/thumb/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 low        = get_bit(insn, 11);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        data = LongBranchWithLink{ .offset = offset, .low = low };
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -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;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										487
									
								
								src/gdb_rsp.cc
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										487
									
								
								src/gdb_rsp.cc
									
									
									
									
									
								
							@@ -1,487 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "gdb_rsp.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "util/log.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <csignal>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <numeric>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <regex>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <stdexcept>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <string>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
template<typename... Args>
 | 
					 | 
				
			||||||
static inline constexpr void
 | 
					 | 
				
			||||||
gdb_log(const std::format_string<Args...>& fmt, Args&&... args) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    glogger.debug("GDB: {}", std::format(fmt, std::forward<Args>(args)...));
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
static inline void
 | 
					 | 
				
			||||||
append_le(std::string& str, uint32_t value) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    // little endian only
 | 
					 | 
				
			||||||
    str += std::format("{:02x}", value & 0xFF);
 | 
					 | 
				
			||||||
    str += std::format("{:02x}", value >> 8 & 0xFF);
 | 
					 | 
				
			||||||
    str += std::format("{:02x}", value >> 16 & 0xFF);
 | 
					 | 
				
			||||||
    str += std::format("{:02x}", value >> 24 & 0xFF);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
static inline std::string
 | 
					 | 
				
			||||||
be_to_le(std::string str) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (str.length() != 8)
 | 
					 | 
				
			||||||
        throw std::out_of_range("string is supposed to be 8 bytes");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::string current;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int i = 7; i >= 0; i -= 2) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        current += str[i - 1];
 | 
					 | 
				
			||||||
        current += str[i];
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    return current;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::GdbRsp(std::shared_ptr<Cpu> cpu, uint port)
 | 
					 | 
				
			||||||
  : cpu(cpu) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    server.start(port);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::start() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    server.run();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    attach();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // attaching is not enough, we continue, until the last GDB communication
 | 
					 | 
				
			||||||
    // happens for ARMv4t i.e, fetching of the CPSR
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::string msg;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    while (msg != "$p19") {
 | 
					 | 
				
			||||||
        msg = receive();
 | 
					 | 
				
			||||||
        step(msg); // 25th (0x19) register is cpsr
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::attach() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    while (!attached) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        step();
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::satisfy_client() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    while (server.client_waiting() && attached) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        step();
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::step() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::string msg = receive();
 | 
					 | 
				
			||||||
    step(msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::step(std::string msg) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    switch (msg[0]) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        case '+':
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case '-':
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case '\x03':
 | 
					 | 
				
			||||||
            gdb_log("ctrl+c interrupt received");
 | 
					 | 
				
			||||||
            cmd_halted();
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case '$': {
 | 
					 | 
				
			||||||
            acknowledge();
 | 
					 | 
				
			||||||
            switch (msg[1]) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                case '?':
 | 
					 | 
				
			||||||
                    cmd_halted();
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 'g':
 | 
					 | 
				
			||||||
                    cmd_read_registers();
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 'G':
 | 
					 | 
				
			||||||
                    cmd_write_registers(msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 'p':
 | 
					 | 
				
			||||||
                    cmd_read_register(msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 'P':
 | 
					 | 
				
			||||||
                    cmd_write_register(msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 'm':
 | 
					 | 
				
			||||||
                    cmd_read_memory(msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 'M':
 | 
					 | 
				
			||||||
                    cmd_write_memory(msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 'z':
 | 
					 | 
				
			||||||
                    cmd_rm_breakpoint(msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 'Z':
 | 
					 | 
				
			||||||
                    cmd_add_breakpoint(msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 'c':
 | 
					 | 
				
			||||||
                    cmd_continue();
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 'D':
 | 
					 | 
				
			||||||
                    cmd_detach();
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 'Q':
 | 
					 | 
				
			||||||
                    if (msg == "$QStartNoAckMode")
 | 
					 | 
				
			||||||
                        ack_mode = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    send_ok();
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case 'q':
 | 
					 | 
				
			||||||
                    if (msg.starts_with("$qSupported")) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                        cmd_supported(msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
                        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    } else if (msg == "$qAttached") {
 | 
					 | 
				
			||||||
                        cmd_attached();
 | 
					 | 
				
			||||||
                        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                    }
 | 
					 | 
				
			||||||
                    [[fallthrough]];
 | 
					 | 
				
			||||||
                default:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    gdb_log("unknown command");
 | 
					 | 
				
			||||||
                    send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        default:
 | 
					 | 
				
			||||||
            gdb_log("unknown message received");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
std::string
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::receive() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::string msg = server.receive(1);
 | 
					 | 
				
			||||||
    char ch         = msg[0];
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint checksum   = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (ch == '$') {
 | 
					 | 
				
			||||||
        while ((ch = server.receive(1)[0]) != '#') {
 | 
					 | 
				
			||||||
            checksum += static_cast<uint>(ch);
 | 
					 | 
				
			||||||
            msg += ch;
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (msg.length() > MAX_MSG_LEN) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                throw std::logic_error("GDB: received message is too long");
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (std::stoul(server.receive(2), nullptr, 16) != (checksum & 0xFF)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            gdb_log("{}", msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
            throw std::logic_error("GDB: bad message checksum");
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    gdb_log("received message \"{}\"", msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
    return msg;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
std::string
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::make_packet(std::string raw) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint checksum = std::accumulate(raw.begin(), raw.end(), 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
    return std::format("${}#{:02x}", raw, checksum & 0xFF);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::acknowledge() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (ack_mode)
 | 
					 | 
				
			||||||
        server.send("+");
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::send_empty() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    server.send(make_packet(""));
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::send_ok() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    acknowledge();
 | 
					 | 
				
			||||||
    server.send(make_packet("OK"));
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::notify_breakpoint_reached() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    gdb_log("reached breakpoint, sending signal");
 | 
					 | 
				
			||||||
    server.send(make_packet(std::format("S{:02x}", SIGTRAP)));
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::cmd_attached() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    attached = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    gdb_log("server is now attached");
 | 
					 | 
				
			||||||
    server.send(make_packet("1"));
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::cmd_supported(std::string msg) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::string response;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (msg.find("hwbreak+;") != std::string::npos)
 | 
					 | 
				
			||||||
        response += "hwbreak+;";
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // no acknowledgement mode
 | 
					 | 
				
			||||||
    response += "QStartNoAckMode+";
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    gdb_log("sending response for qSupported");
 | 
					 | 
				
			||||||
    server.send(make_packet(response));
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::cmd_halted() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    gdb_log("sending reason for upcoming halt");
 | 
					 | 
				
			||||||
    server.send(make_packet(std::format("S{:02x}", SIGTRAP)));
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::cmd_read_registers() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::string response;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int i = 0; i < cpu->GPR_COUNT - 1; i++)
 | 
					 | 
				
			||||||
        append_le(response, cpu->gpr[i]);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // for some reason this PC needs to be the address of executing instruction
 | 
					 | 
				
			||||||
    // i.e, two instructions behind actual PC
 | 
					 | 
				
			||||||
    append_le(response,
 | 
					 | 
				
			||||||
              cpu->pc - 2 * (cpu->cpsr.state() == State::Arm
 | 
					 | 
				
			||||||
                               ? arm::INSTRUCTION_SIZE
 | 
					 | 
				
			||||||
                               : thumb::INSTRUCTION_SIZE));
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    gdb_log("sending register values");
 | 
					 | 
				
			||||||
    server.send(make_packet(response));
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::cmd_write_registers(std::string msg) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    static std::regex rgx("\\$G([0-9A-Fa-f]+)");
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::smatch sm;
 | 
					 | 
				
			||||||
    regex_match(msg, sm, rgx);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (sm.size() != 2 || sm[1].str().size() != 16 * 8) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("invalid arguments to write registers");
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    try {
 | 
					 | 
				
			||||||
        std::string values = sm[1].str();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (uint i = 0, j = 0; i < values.length() - 8; i += 8, j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            cpu->gpr[i] = std::stoul(sm[i + 1].str(), nullptr, 16);
 | 
					 | 
				
			||||||
            cpu->gpr[j] =
 | 
					 | 
				
			||||||
              std::stoul(be_to_le(values.substr(i, 8)), nullptr, 16);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("register values written");
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_ok();
 | 
					 | 
				
			||||||
    } catch (const std::exception& e) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("{}", e.what());
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::cmd_read_register(std::string msg) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::string response;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    try {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint reg = std::stoul(msg.substr(2), nullptr, 16);
 | 
					 | 
				
			||||||
        // 25th register is CPSR in gdb ARM
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (reg == 25)
 | 
					 | 
				
			||||||
            append_le(response, cpu->cpsr.raw());
 | 
					 | 
				
			||||||
        else if (reg < cpu->GPR_COUNT)
 | 
					 | 
				
			||||||
            append_le(response, cpu->gpr[reg]);
 | 
					 | 
				
			||||||
        else
 | 
					 | 
				
			||||||
            response += "xxxxxxxx";
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("sending single register value");
 | 
					 | 
				
			||||||
        server.send(make_packet(response));
 | 
					 | 
				
			||||||
    } catch (const std::exception& e) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("{}", e.what());
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::cmd_write_register(std::string msg) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    static std::regex rgx("\\$P([0-9A-Fa-f]+)\\=([0-9A-Fa-f]+)");
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::smatch sm;
 | 
					 | 
				
			||||||
    regex_match(msg, sm, rgx);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (sm.size() != 3 && sm[2].str().length() != 8) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("invalid arguments to write single register");
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    try {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint reg       = std::stoul(sm[1].str(), nullptr, 16);
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t value = std::stoul(be_to_le(sm[2].str()), nullptr, 16);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        dbg(value);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (reg == 25)
 | 
					 | 
				
			||||||
            cpu->cpsr.set_all(value);
 | 
					 | 
				
			||||||
        else if (reg < cpu->GPR_COUNT)
 | 
					 | 
				
			||||||
            cpu->gpr[reg] = value;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("single register value written");
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_ok();
 | 
					 | 
				
			||||||
    } catch (const std::exception& e) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("{}", e.what());
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::cmd_read_memory(std::string msg) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::string response;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    static std::regex rgx("\\$m([0-9A-Fa-f]+),([0-9A-Fa-f]+)");
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::smatch sm;
 | 
					 | 
				
			||||||
    regex_match(msg, sm, rgx);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (sm.size() != 3) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("invalid arguments to read memory");
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t address = 0, length = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    try {
 | 
					 | 
				
			||||||
        address = std::stoul(sm[1].str(), nullptr, 16);
 | 
					 | 
				
			||||||
        length  = std::stoul(sm[2].str(), nullptr, 16);
 | 
					 | 
				
			||||||
    } catch (const std::exception& e) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("{}", e.what());
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (uint i = 0; i < length; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        response += std::format("{:02x}", cpu->bus->read_byte(address + i));
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    gdb_log("sending memory values values");
 | 
					 | 
				
			||||||
    server.send(make_packet(response));
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::cmd_write_memory(std::string msg) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    static std::regex rgx("\\$M([0-9A-Fa-f]+),([0-9A-Fa-f]+):([0-9A-Fa-f]+)");
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::smatch sm;
 | 
					 | 
				
			||||||
    regex_match(msg, sm, rgx);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (sm.size() != 4) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("invalid arguments to write memory");
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    try {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t address = std::stoul(sm[1].str(), nullptr, 16);
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t length  = std::stoul(sm[2].str(), nullptr, 16);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        std::string values = sm[3].str();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (uint i = 0, j = 0; i < length && j < values.size(); i++, j += 2) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            cpu->bus->write_byte(
 | 
					 | 
				
			||||||
              address + i, std::stoul(values.substr(j, 2), nullptr, 16) & 0xFF);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("register values written");
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_ok();
 | 
					 | 
				
			||||||
    } catch (const std::exception& e) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("{}", e.what());
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::cmd_rm_breakpoint(std::string msg) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    static std::regex rgx("\\$z(0|1),([0-9A-Fa-f]+),(2|3|4)");
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::smatch sm;
 | 
					 | 
				
			||||||
    regex_match(msg, sm, rgx);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (sm.size() != 4) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("invalid arguments to remove breakpoint");
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (sm[1].str() != "0" && sm[0].str() != "1") {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("unrecognized breakpoint type encountered");
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (sm[3].str() != "3" && sm[3].str() != "4") {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("only 32 bit breakpoints supported");
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    try {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t address = std::stoul(sm[2].str(), nullptr, 16);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        cpu->breakpoints.erase(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("breakpoint {:#08x} removed", address);
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_ok();
 | 
					 | 
				
			||||||
    } catch (const std::exception& e) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("{}", e.what());
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::cmd_add_breakpoint(std::string msg) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    static std::regex rgx("\\$Z(0|1),([0-9A-Fa-f]+),(2|3|4)");
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::smatch sm;
 | 
					 | 
				
			||||||
    regex_match(msg, sm, rgx);
 | 
					 | 
				
			||||||
    dbg(sm.size());
 | 
					 | 
				
			||||||
    dbg(sm[0].str());
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (sm.size() != 4) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("invalid arguments to add breakpoint");
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (sm[1].str() != "0" && sm[0].str() != "1") {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("unrecognized breakpoint type encountered");
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (sm[3].str() != "3" && sm[3].str() != "4") {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("only 32 bit breakpoints supported");
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    try {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t address = std::stoul(sm[2].str(), nullptr, 16);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        cpu->breakpoints.insert(address);
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("breakpoint {:#08x} added", address);
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_ok();
 | 
					 | 
				
			||||||
    } catch (const std::exception& e) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        gdb_log("{}", e.what());
 | 
					 | 
				
			||||||
        send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::cmd_detach() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    attached = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    gdb_log("detached");
 | 
					 | 
				
			||||||
    send_ok();
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
GdbRsp::cmd_continue() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    // what to do?
 | 
					 | 
				
			||||||
    gdb_log("cpu continued");
 | 
					 | 
				
			||||||
    send_ok();
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,47 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "cpu/cpu.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "util/tcp_server.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					 | 
				
			||||||
class GdbRsp {
 | 
					 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					 | 
				
			||||||
    GdbRsp(std::shared_ptr<Cpu> cpu, uint port);
 | 
					 | 
				
			||||||
    ~GdbRsp() = default;
 | 
					 | 
				
			||||||
    void start();
 | 
					 | 
				
			||||||
    void attach();
 | 
					 | 
				
			||||||
    void satisfy_client();
 | 
					 | 
				
			||||||
    void step();
 | 
					 | 
				
			||||||
    void step(std::string msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
    void notify_breakpoint_reached();
 | 
					 | 
				
			||||||
    inline bool is_attached() { return attached; }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
  private:
 | 
					 | 
				
			||||||
    bool attached = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::shared_ptr<Cpu> cpu;
 | 
					 | 
				
			||||||
    net::TcpServer server;
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::string receive();
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::string make_packet(std::string raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    bool ack_mode = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
    void acknowledge();
 | 
					 | 
				
			||||||
    void send_empty();
 | 
					 | 
				
			||||||
    void send_ok();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // Commands
 | 
					 | 
				
			||||||
    void cmd_attached();
 | 
					 | 
				
			||||||
    void cmd_supported(std::string msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
    void cmd_halted();
 | 
					 | 
				
			||||||
    void cmd_read_registers();
 | 
					 | 
				
			||||||
    void cmd_write_registers(std::string msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
    void cmd_read_register(std::string msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
    void cmd_write_register(std::string msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
    void cmd_read_memory(std::string msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
    void cmd_write_memory(std::string msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
    void cmd_rm_breakpoint(std::string msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
    void cmd_add_breakpoint(std::string msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
    void cmd_detach();
 | 
					 | 
				
			||||||
    void cmd_continue();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    static constexpr uint MAX_MSG_LEN = 4096;
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,23 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "io/display/display.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace display {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
/*
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint LCD_HEIGHT = 160;
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint LCD_WIDTH  = 240;
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint BLANK      = 68;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint PIXEL_CYCLES    = 4;                             // 4
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint HDRAW_CYCLES    = LCD_WIDTH * PIXEL_CYCLES + 46; // 1006
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint HBLANK_CYCLES   = BLANK * PIXEL_CYCLES - 46;     // 226
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint HREFRESH_CYCLES = HDRAW_CYCLES + HBLANK_CYCLES;  // 1232
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint VDRAW_CYCLES    = LCD_HEIGHT * HREFRESH_CYCLES;  // 197120
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint VBLANK_CYCLES   = BLANK * HREFRESH_CYCLES;       // 83776
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint VREFRESH_CYCLES = VDRAW_CYCLES + VBLANK_CYCLES;  // 280896
 | 
					 | 
				
			||||||
*/
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
Display::mode_3() {}
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,3 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
lib_sources += files(
 | 
					 | 
				
			||||||
  'display.cc'
 | 
					 | 
				
			||||||
)
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,51 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "io/display/display.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace display {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
struct TextScreen {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint16_t tile_number : 10;
 | 
					 | 
				
			||||||
    bool mirror_horizontal : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
    bool mirror_vertical : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint8_t palette_number : 4;
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
// if 16th bit is set, this will denote the transparent color in rgb555 format
 | 
					 | 
				
			||||||
static constexpr uint16_t TRANSPARENT_RGB555 = 0x8000;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
template<int MODE, typename>
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
Display::render_bitmap_mode() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    static constexpr std::size_t VIEWPORT_WIDTH = MODE == 5 ? 160 : 240;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int x = 0; x < LCD_WIDTH; x++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        // pixel to texel for x
 | 
					 | 
				
			||||||
        // shift by 8 cuz both ref.x and a are fixed point floats shifted by 8
 | 
					 | 
				
			||||||
        int32_t x_ = (bg2_rot_scale.ref.x + x * bg2_rot_scale.a) >> 8;
 | 
					 | 
				
			||||||
        int32_t y_ = (bg2_rot_scale.ref.y + x * bg2_rot_scale.c) >> 8;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        // ignore handling area overflow for bitmap modes
 | 
					 | 
				
			||||||
        // i am not sure how well this will turn out
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        std::size_t idx = y_ * VIEWPORT_WIDTH + x_;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        // mode 3 and 5 takes 2 bytes per pixel
 | 
					 | 
				
			||||||
        if constexpr (MODE != 4)
 | 
					 | 
				
			||||||
            idx *= 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        // offset
 | 
					 | 
				
			||||||
        if constexpr (MODE != 3) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            std::size_t offset =
 | 
					 | 
				
			||||||
              lcd_control.value.frame_select_1 ? 0xA000 : 0x0000;
 | 
					 | 
				
			||||||
            idx += offset;
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        // read two bytes
 | 
					 | 
				
			||||||
        if constexpr (MODE == 4)
 | 
					 | 
				
			||||||
            scanline_buffers[2][x] = pram.read_halfword(vram.read_byte(idx));
 | 
					 | 
				
			||||||
        else
 | 
					 | 
				
			||||||
            scanline_buffers[2][x] = vram.read_halfword(idx);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										419
									
								
								src/io/io.cc
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										419
									
								
								src/io/io.cc
									
									
									
									
									
								
							@@ -1,419 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "io/io.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "util/bits.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "util/log.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace matar {
 | 
					 | 
				
			||||||
#define ADDR static constexpr uint32_t
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
// lcd
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DISPCNT  = 0x4000000;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DISPSTAT = 0x4000004;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR VCOUNT   = 0x4000006;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG0CNT   = 0x4000008;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG1CNT   = 0x400000A;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG2CNT   = 0x400000C;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG3CNT   = 0x400000E;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG0HOFS  = 0x4000010;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG0VOFS  = 0x4000012;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG1HOFS  = 0x4000014;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG1VOFS  = 0x4000016;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG2HOFS  = 0x4000018;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG2VOFS  = 0x400001A;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG3HOFS  = 0x400001C;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG3VOFS  = 0x400001E;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG2PA    = 0x4000020;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG2PB    = 0x4000022;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG2PC    = 0x4000024;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG2PD    = 0x4000026;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG2X_L   = 0x4000028;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG2X_H   = 0x400002A;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG2Y_L   = 0x400002C;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG2Y_H   = 0x400002E;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG3PA    = 0x4000030;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG3PB    = 0x4000032;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG3PC    = 0x4000034;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG3PD    = 0x4000036;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG3X_L   = 0x4000038;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG3X_H   = 0x400003A;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG3Y_L   = 0x400003C;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BG3Y_H   = 0x400003E;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR WIN0H    = 0x4000040;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR WIN1H    = 0x4000042;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR WIN0V    = 0x4000044;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR WIN1V    = 0x4000046;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR WININ    = 0x4000048;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR WINOUT   = 0x400004A;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR MOSAIC   = 0x400004C;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BLDCNT   = 0x4000050;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BLDALPHA = 0x4000052;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR BLDY     = 0x4000054;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
// sound
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR SOUND1CNT_L = 0x4000060;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR SOUND1CNT_H = 0x4000062;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR SOUND1CNT_X = 0x4000064;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR SOUND2CNT_L = 0x4000068;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR SOUND2CNT_H = 0x400006C;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR SOUND3CNT_L = 0x4000070;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR SOUND3CNT_H = 0x4000072;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR SOUND3CNT_X = 0x4000074;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR SOUND4CNT_L = 0x4000078;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR SOUND4CNT_H = 0x400007C;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR SOUNDCNT_L  = 0x4000080;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR SOUNDCNT_H  = 0x4000082;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR SOUNDCNT_X  = 0x4000084;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR SOUNDBIAS   = 0x4000088;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR WAVE_RAM0_L = 0x4000090;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR WAVE_RAM0_H = 0x4000092;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR WAVE_RAM1_L = 0x4000094;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR WAVE_RAM1_H = 0x4000096;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR WAVE_RAM2_L = 0x4000098;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR WAVE_RAM2_H = 0x400009A;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR WAVE_RAM3_L = 0x400009C;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR WAVE_RAM3_H = 0x400009E;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR FIFO_A_L    = 0x40000A0;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR FIFO_A_H    = 0x40000A2;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR FIFO_B_L    = 0x40000A4;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR FIFO_B_H    = 0x40000A6;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
// dma
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA0SAD   = 0x40000B0;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA0DAD   = 0x40000B4;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA0CNT_L = 0x40000B8;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA0CNT_H = 0x40000BA;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA1SAD   = 0x40000BC;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA1DAD   = 0x40000C0;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA1CNT_L = 0x40000C4;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA1CNT_H = 0x40000C6;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA2SAD   = 0x40000C8;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA2DAD   = 0x40000CC;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA2CNT_L = 0x40000D0;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA2CNT_H = 0x40000D2;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA3SAD   = 0x40000D4;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA3DAD   = 0x40000D8;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA3CNT_L = 0x40000DC;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR DMA3CNT_H = 0x40000DE;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
// system
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR POSTFLG = 0x4000300;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR IME     = 0x4000208;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR IE      = 0x4000200;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR IF      = 0x4000202;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR WAITCNT = 0x4000204;
 | 
					 | 
				
			||||||
ADDR HALTCNT = 0x4000301;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#undef ADDR
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
IoDevices::IoDevices(std::weak_ptr<Bus> bus)
 | 
					 | 
				
			||||||
  : bus(bus) {}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
uint8_t
 | 
					 | 
				
			||||||
IoDevices::read_byte(uint32_t address) const {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint16_t halfword = read_halfword(address & ~1);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (address & 1)
 | 
					 | 
				
			||||||
        halfword >>= 8;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    return halfword & 0xFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
IoDevices::write_byte(uint32_t address, uint8_t byte) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint16_t halfword = read_halfword(address & ~1);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (address & 1)
 | 
					 | 
				
			||||||
        write_halfword(address & ~1,
 | 
					 | 
				
			||||||
                       (static_cast<uint16_t>(byte) << 8) | (halfword & 0xFF));
 | 
					 | 
				
			||||||
    else
 | 
					 | 
				
			||||||
        write_halfword(address & ~1,
 | 
					 | 
				
			||||||
                       (static_cast<uint16_t>(byte) | (halfword & 0xFF00)));
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
uint32_t
 | 
					 | 
				
			||||||
IoDevices::read_word(uint32_t address) const {
 | 
					 | 
				
			||||||
    return read_halfword(address) | read_halfword(address + 2) << 16;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
IoDevices::write_word(uint32_t address, uint32_t word) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    write_halfword(address, word & 0xFFFF);
 | 
					 | 
				
			||||||
    write_halfword(address + 2, (word >> 16) & 0xFFFF);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
uint16_t
 | 
					 | 
				
			||||||
IoDevices::read_halfword(uint32_t address) const {
 | 
					 | 
				
			||||||
    switch (address) {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#define READ(name, var)                                                        \
 | 
					 | 
				
			||||||
    case name:                                                                 \
 | 
					 | 
				
			||||||
        return var;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // lcd
 | 
					 | 
				
			||||||
        case DISPCNT:
 | 
					 | 
				
			||||||
            return display.lcd_control.read();
 | 
					 | 
				
			||||||
        case DISPSTAT:
 | 
					 | 
				
			||||||
            return display.general_lcd_status.read();
 | 
					 | 
				
			||||||
        case BG0CNT:
 | 
					 | 
				
			||||||
            return display.bg_control[0].read();
 | 
					 | 
				
			||||||
        case BG1CNT:
 | 
					 | 
				
			||||||
            return display.bg_control[1].read();
 | 
					 | 
				
			||||||
        case BG2CNT:
 | 
					 | 
				
			||||||
            return display.bg_control[2].read();
 | 
					 | 
				
			||||||
        case BG3CNT:
 | 
					 | 
				
			||||||
            return display.bg_control[3].read();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(VCOUNT, display.vertical_counter)
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(WININ, display.inside_win_0_1)
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(WINOUT, display.outside_win)
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(BLDCNT, display.color_special_effects_selection)
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(BLDALPHA, display.alpha_blending_coefficients)
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // sound
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(SOUND1CNT_L, sound.ch1_sweep)
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(SOUND1CNT_H, sound.ch1_duty_length_env)
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(SOUND1CNT_X, sound.ch1_freq_control)
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(SOUND2CNT_L, sound.ch2_duty_length_env)
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(SOUND2CNT_H, sound.ch2_freq_control)
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(SOUND3CNT_L, sound.ch3_stop_wave_ram_select)
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(SOUND3CNT_H, sound.ch3_length_volume)
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(SOUND3CNT_X, sound.ch3_freq_control)
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(WAVE_RAM0_L, sound.ch3_wave_pattern[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(WAVE_RAM0_H, sound.ch3_wave_pattern[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(WAVE_RAM1_L, sound.ch3_wave_pattern[2]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(WAVE_RAM1_H, sound.ch3_wave_pattern[3]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(WAVE_RAM2_L, sound.ch3_wave_pattern[4]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(WAVE_RAM2_H, sound.ch3_wave_pattern[5]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(WAVE_RAM3_L, sound.ch3_wave_pattern[6]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(WAVE_RAM3_H, sound.ch3_wave_pattern[7]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(SOUND4CNT_L, sound.ch4_length_env);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(SOUND4CNT_H, sound.ch4_freq_control);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(SOUNDCNT_L, sound.ctrl_stereo_volume);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(SOUNDCNT_H, sound.ctrl_mixing);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(SOUNDCNT_X, sound.ctrl_sound_on_off);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(SOUNDBIAS, sound.pwm_control);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // dma
 | 
					 | 
				
			||||||
        case DMA0CNT_H:
 | 
					 | 
				
			||||||
            return dma.channels[0].control.read();
 | 
					 | 
				
			||||||
        case DMA1CNT_H:
 | 
					 | 
				
			||||||
            return dma.channels[1].control.read();
 | 
					 | 
				
			||||||
        case DMA2CNT_H:
 | 
					 | 
				
			||||||
            return dma.channels[2].control.read();
 | 
					 | 
				
			||||||
        case DMA3CNT_H:
 | 
					 | 
				
			||||||
            return dma.channels[3].control.read();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA0SAD, dma.channels[0].source[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA0SAD + 2, dma.channels[0].source[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA0DAD, dma.channels[0].destination[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA0DAD + 2, dma.channels[0].destination[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA0CNT_L, dma.channels[0].word_count);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA1SAD, dma.channels[1].source[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA1SAD + 2, dma.channels[1].source[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA1DAD, dma.channels[1].destination[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA1DAD + 2, dma.channels[1].destination[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA1CNT_L, dma.channels[1].word_count);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA2SAD, dma.channels[2].source[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA2SAD + 2, dma.channels[2].source[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA2DAD, dma.channels[2].destination[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA2DAD + 2, dma.channels[2].destination[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA2CNT_L, dma.channels[2].word_count);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA3SAD, dma.channels[3].source[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA3SAD + 2, dma.channels[3].source[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA3DAD, dma.channels[3].destination[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA3DAD + 2, dma.channels[3].destination[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(DMA3CNT_L, dma.channels[3].word_count);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // system
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(POSTFLG, system.post_boot_flag)
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(IME, system.interrupt_master_enabler)
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(IE, system.interrupt_enable);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(IF, system.interrupt_request_flags);
 | 
					 | 
				
			||||||
            READ(WAITCNT, system.waitstate_control);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#undef READ
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        default:
 | 
					 | 
				
			||||||
            glogger.warn("Unused IO address read at 0x{:08X}", address);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    return 0xFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
IoDevices::write_halfword(uint32_t address, uint16_t halfword) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    // set lower 16 bits for reference points (BG 2/3)
 | 
					 | 
				
			||||||
    auto ref_low = [](uint32_t original, uint16_t low) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        return static_cast<int32_t>((original & 0xFFFF0000) | low);
 | 
					 | 
				
			||||||
    };
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // set upper 12 bits for reference points (BG 2/3)
 | 
					 | 
				
			||||||
    // and sign extend
 | 
					 | 
				
			||||||
    auto ref_high = [](uint32_t original, uint16_t high) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        return static_cast<int32_t>(
 | 
					 | 
				
			||||||
          ((((high & 0xFFF) << 16) | (original & 0xFFFF)) << 4) >> 4);
 | 
					 | 
				
			||||||
    };
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    switch (address) {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#define WRITE(name, var)                                                       \
 | 
					 | 
				
			||||||
    case name:                                                                 \
 | 
					 | 
				
			||||||
        var = halfword;                                                        \
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#define WRITE_2(name, var, val)                                                \
 | 
					 | 
				
			||||||
    case name:                                                                 \
 | 
					 | 
				
			||||||
        var = val;                                                             \
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        // lcd
 | 
					 | 
				
			||||||
        case DISPCNT:
 | 
					 | 
				
			||||||
            display.lcd_control.write(halfword);
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case DISPSTAT:
 | 
					 | 
				
			||||||
            display.general_lcd_status.write(halfword);
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case BG0CNT:
 | 
					 | 
				
			||||||
            display.bg_control[0].write(halfword);
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case BG1CNT:
 | 
					 | 
				
			||||||
            display.bg_control[1].write(halfword);
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case BG2CNT:
 | 
					 | 
				
			||||||
            display.bg_control[2].write(halfword);
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case BG3CNT:
 | 
					 | 
				
			||||||
            display.bg_control[3].write(halfword);
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG0HOFS, display.bg0_offset.x)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG0VOFS, display.bg0_offset.y)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG1HOFS, display.bg1_offset.x)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG1VOFS, display.bg1_offset.y)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG2HOFS, display.bg2_offset.x)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG2VOFS, display.bg2_offset.y)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG3HOFS, display.bg3_offset.x)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG3VOFS, display.bg3_offset.y)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG2PA, display.bg2_rot_scale.a)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG2PB, display.bg2_rot_scale.b)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG2PC, display.bg2_rot_scale.c)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG2PD, display.bg2_rot_scale.d)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE_2(BG2X_L,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    display.bg2_rot_scale.ref.x,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    ref_low(display.bg2_rot_scale.ref.x, halfword));
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE_2(BG2X_H,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    display.bg2_rot_scale.ref.x,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    ref_high(display.bg2_rot_scale.ref.x, halfword));
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE_2(BG2Y_L,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    display.bg2_rot_scale.ref.y,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    ref_low(display.bg2_rot_scale.ref.y, halfword));
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE_2(BG2Y_H,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    display.bg2_rot_scale.ref.y,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    ref_high(display.bg2_rot_scale.ref.y, halfword));
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG3PA, display.bg3_rot_scale.a)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG3PB, display.bg3_rot_scale.b)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG3PC, display.bg3_rot_scale.c)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BG3PD, display.bg3_rot_scale.d)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE_2(BG3X_L,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    display.bg3_rot_scale.ref.x,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    ref_low(display.bg3_rot_scale.ref.x, halfword));
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE_2(BG3X_H,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    display.bg3_rot_scale.ref.x,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    ref_high(display.bg3_rot_scale.ref.x, halfword));
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE_2(BG3Y_L,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    display.bg3_rot_scale.ref.y,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    ref_low(display.bg3_rot_scale.ref.y, halfword));
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE_2(BG3Y_H,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    display.bg3_rot_scale.ref.y,
 | 
					 | 
				
			||||||
                    ref_high(display.bg3_rot_scale.ref.y, halfword));
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(WIN0H, display.win0_horizontal_dimensions)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(WIN1H, display.win1_horizontal_dimensions)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(WIN0V, display.win0_vertical_dimensions)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(WIN1V, display.win1_vertical_dimensions)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(WININ, display.inside_win_0_1)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(WINOUT, display.outside_win)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(MOSAIC, display.mosaic_size)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BLDCNT, display.color_special_effects_selection)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BLDALPHA, display.alpha_blending_coefficients)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(BLDY, display.brightness_coefficient)
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // sound
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(SOUND1CNT_L, sound.ch1_sweep)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(SOUND1CNT_H, sound.ch1_duty_length_env)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(SOUND1CNT_X, sound.ch1_freq_control)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(SOUND2CNT_L, sound.ch2_duty_length_env)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(SOUND2CNT_H, sound.ch2_freq_control)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(SOUND3CNT_L, sound.ch3_stop_wave_ram_select)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(SOUND3CNT_H, sound.ch3_length_volume)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(SOUND3CNT_X, sound.ch3_freq_control)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(WAVE_RAM0_L, sound.ch3_wave_pattern[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(WAVE_RAM0_H, sound.ch3_wave_pattern[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(WAVE_RAM1_L, sound.ch3_wave_pattern[2]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(WAVE_RAM1_H, sound.ch3_wave_pattern[3]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(WAVE_RAM2_L, sound.ch3_wave_pattern[4]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(WAVE_RAM2_H, sound.ch3_wave_pattern[5]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(WAVE_RAM3_L, sound.ch3_wave_pattern[6]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(WAVE_RAM3_H, sound.ch3_wave_pattern[7]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(SOUND4CNT_L, sound.ch4_length_env);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(SOUND4CNT_H, sound.ch4_freq_control);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(SOUNDCNT_L, sound.ctrl_stereo_volume);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(SOUNDCNT_H, sound.ctrl_mixing);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(SOUNDCNT_X, sound.ctrl_sound_on_off);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(SOUNDBIAS, sound.pwm_control);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(FIFO_A_L, sound.fifo_a[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(FIFO_A_H, sound.fifo_a[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(FIFO_B_L, sound.fifo_b[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(FIFO_B_H, sound.fifo_b[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // dma
 | 
					 | 
				
			||||||
        case DMA0CNT_H:
 | 
					 | 
				
			||||||
            dma.channels[0].control.write(halfword);
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case DMA1CNT_H:
 | 
					 | 
				
			||||||
            dma.channels[1].control.write(halfword);
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case DMA2CNT_H:
 | 
					 | 
				
			||||||
            dma.channels[2].control.write(halfword);
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        case DMA3CNT_H:
 | 
					 | 
				
			||||||
            dma.channels[3].control.write(halfword);
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA0SAD, dma.channels[0].source[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA0SAD + 2, dma.channels[0].source[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA0DAD, dma.channels[0].destination[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA0DAD + 2, dma.channels[0].destination[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA0CNT_L, dma.channels[0].word_count);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA1SAD, dma.channels[1].source[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA1SAD + 2, dma.channels[1].source[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA1DAD, dma.channels[1].destination[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA1DAD + 2, dma.channels[1].destination[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA1CNT_L, dma.channels[1].word_count);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA2SAD, dma.channels[2].source[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA2SAD + 2, dma.channels[2].source[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA2DAD, dma.channels[2].destination[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA2DAD + 2, dma.channels[2].destination[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA2CNT_L, dma.channels[2].word_count);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA3SAD, dma.channels[3].source[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA3SAD + 2, dma.channels[3].source[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA3DAD, dma.channels[3].destination[0]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA3DAD + 2, dma.channels[3].destination[1]);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(DMA3CNT_L, dma.channels[3].word_count);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            // system
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE_2(POSTFLG, system.post_boot_flag, halfword & 1)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE_2(IME, system.interrupt_master_enabler, halfword & 1)
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(IE, system.interrupt_enable);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(IF, system.interrupt_request_flags);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE(WAITCNT, system.waitstate_control);
 | 
					 | 
				
			||||||
            WRITE_2(HALTCNT, system.low_power_mode, get_bit(halfword, 7));
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#undef WRITE
 | 
					 | 
				
			||||||
#undef WRITE_2
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        default:
 | 
					 | 
				
			||||||
            glogger.warn("Unused IO address written at 0x{:08X}", address);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
    return;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,3 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
lib_sources += files(
 | 
					 | 
				
			||||||
  'io.cc'
 | 
					 | 
				
			||||||
)
 | 
					 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										234
									
								
								src/memory.cc
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										234
									
								
								src/memory.cc
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,234 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					#include "memory.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "header.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "util/bits.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "util/log.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "util/utils.hh"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <bitset>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdexcept>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					using namespace logger;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					Memory::Memory(std::array<uint8_t, BIOS_SIZE>&& bios,
 | 
				
			||||||
 | 
					               std::vector<uint8_t>&& rom)
 | 
				
			||||||
 | 
					  : bios(std::move(bios))
 | 
				
			||||||
 | 
					  , board_wram({ 0 })
 | 
				
			||||||
 | 
					  , chip_wram({ 0 })
 | 
				
			||||||
 | 
					  , palette_ram({ 0 })
 | 
				
			||||||
 | 
					  , vram({ 0 })
 | 
				
			||||||
 | 
					  , oam_obj_attr({ 0 })
 | 
				
			||||||
 | 
					  , rom(std::move(rom)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    std::string bios_hash = crypto::sha256(this->bios);
 | 
				
			||||||
 | 
					    static constexpr std::string_view expected_hash =
 | 
				
			||||||
 | 
					      "fd2547724b505f487e6dcb29ec2ecff3af35a841a77ab2e85fd87350abd36570";
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (bios_hash != expected_hash) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        log_warn("BIOS hash failed to match, run at your own risk"
 | 
				
			||||||
 | 
					                 "\nExpected : {} "
 | 
				
			||||||
 | 
					                 "\nGot      : {}",
 | 
				
			||||||
 | 
					                 expected_hash,
 | 
				
			||||||
 | 
					                 bios_hash);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    parse_header();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    log_info("Memory successfully initialised");
 | 
				
			||||||
 | 
					    log_info("Cartridge Title: {}", header.title);
 | 
				
			||||||
 | 
					};
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define MATCHES(area) address >= area##_START&& address <= area##_END
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					uint8_t
 | 
				
			||||||
 | 
					Memory::read(size_t address) const {
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (MATCHES(BIOS)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        return bios[address];
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(BOARD_WRAM)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        return board_wram[address - BOARD_WRAM_START];
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(CHIP_WRAM)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        return chip_wram[address - CHIP_WRAM_START];
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(PALETTE_RAM)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        return palette_ram[address - PALETTE_RAM_START];
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(VRAM)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        return vram[address - VRAM_START];
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(OAM_OBJ_ATTR)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        return oam_obj_attr[address - OAM_OBJ_ATTR_START];
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(ROM_0)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        return rom[address - ROM_0_START];
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(ROM_1)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        return rom[address - ROM_1_START];
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(ROM_2)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        return rom[address - ROM_2_START];
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					        log_error("Invalid memory region accessed");
 | 
				
			||||||
 | 
					        return 0xFF;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void
 | 
				
			||||||
 | 
					Memory::write(size_t address, uint8_t byte) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (MATCHES(BIOS)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        bios[address] = byte;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(BOARD_WRAM)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        board_wram[address - BOARD_WRAM_START] = byte;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(CHIP_WRAM)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        chip_wram[address - CHIP_WRAM_START] = byte;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(PALETTE_RAM)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        palette_ram[address - PALETTE_RAM_START] = byte;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(VRAM)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        vram[address - VRAM_START] = byte;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(OAM_OBJ_ATTR)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        oam_obj_attr[address - OAM_OBJ_ATTR_START] = byte;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(ROM_0)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        rom[address - ROM_0_START] = byte;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(ROM_1)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        rom[address - ROM_1_START] = byte;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (MATCHES(ROM_2)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        rom[address - ROM_2_START] = byte;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					        log_error("Invalid memory region accessed");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#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
 | 
				
			||||||
 | 
					Memory::parse_header() {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (rom.size() < 192) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        throw std::out_of_range(
 | 
				
			||||||
 | 
					          "ROM is not large enough to even have a header");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // entrypoint
 | 
				
			||||||
 | 
					    header.entrypoint =
 | 
				
			||||||
 | 
					      rom[0x00] | rom[0x01] << 8 | rom[0x02] << 16 | rom[0x03] << 24;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // nintendo logo
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (rom[0x9C] != 0x21)
 | 
				
			||||||
 | 
					        log_info("HEADER: BIOS debugger bits not set to 0");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // game info
 | 
				
			||||||
 | 
					    header.title = std::string(&rom[0xA0], &rom[0xA0 + 12]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    switch (rom[0xAC]) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'A':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.unique_code = Header::UniqueCode::Old;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'B':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.unique_code = Header::UniqueCode::New;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'C':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.unique_code = Header::UniqueCode::Newer;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'F':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.unique_code = Header::UniqueCode::Famicom;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'K':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.unique_code = Header::UniqueCode::YoshiKoro;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'P':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.unique_code = Header::UniqueCode::Ereader;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'R':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.unique_code = Header::UniqueCode::Warioware;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'U':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.unique_code = Header::UniqueCode::Boktai;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'V':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.unique_code = Header::UniqueCode::DrillDozer;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        default:
 | 
				
			||||||
 | 
					            log_error("HEADER: invalid unique code: {}", rom[0xAC]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    header.title_code = std::string(&rom[0xAD], &rom[0xAE]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    switch (rom[0xAF]) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'J':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.i18n = Header::I18n::Japan;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'P':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.i18n = Header::I18n::Europe;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'F':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.i18n = Header::I18n::French;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'S':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.i18n = Header::I18n::Spanish;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'E':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.i18n = Header::I18n::Usa;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'D':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.i18n = Header::I18n::German;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case 'I':
 | 
				
			||||||
 | 
					            header.i18n = Header::I18n::Italian;
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        default:
 | 
				
			||||||
 | 
					            log_error("HEADER: invalid destination/language: {}", rom[0xAF]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (rom[0xB2] != 0x96)
 | 
				
			||||||
 | 
					        log_error("HEADER: invalid fixed byte at 0xB2");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (size_t i = 0xB5; i < 0xBC; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (rom[i] != 0x00)
 | 
				
			||||||
 | 
					            log_error("HEADER: invalid fixed bytes at 0xB5");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    header.version = rom[0xBC];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // checksum
 | 
				
			||||||
 | 
					    {
 | 
				
			||||||
 | 
					        size_t i = 0xA0, chk = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        while (i <= 0xBC)
 | 
				
			||||||
 | 
					            chk -= rom[i++];
 | 
				
			||||||
 | 
					        chk -= 0x19;
 | 
				
			||||||
 | 
					        chk &= 0xFF;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (chk != rom[0xBD])
 | 
				
			||||||
 | 
					            log_error("HEADER: checksum does not match");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // multiboot not required right now
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
@@ -1,21 +1,17 @@
 | 
				
			|||||||
lib_sources = files(
 | 
					lib_sources = files(
 | 
				
			||||||
  'bus.cc',
 | 
					  'memory.cc',
 | 
				
			||||||
 | 
					  'bus.cc'
 | 
				
			||||||
)
 | 
					)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
if get_option('gdb_debug')
 | 
					 | 
				
			||||||
  lib_sources += files('gdb_rsp.cc')
 | 
					 | 
				
			||||||
endif
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
subdir('util')
 | 
					 | 
				
			||||||
subdir('cpu')
 | 
					subdir('cpu')
 | 
				
			||||||
subdir('io')
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					fmt = dependency('fmt', version : '>=10.1.0')
 | 
				
			||||||
lib = library(
 | 
					lib = library(
 | 
				
			||||||
  meson.project_name(),
 | 
					  meson.project_name(),
 | 
				
			||||||
  lib_sources,
 | 
					  lib_sources,
 | 
				
			||||||
 | 
					  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
 | 
				
			||||||
@@ -35,6 +35,6 @@ inline Int
 | 
				
			|||||||
bit_range(Int num, size_t start, size_t end) {
 | 
					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_signed<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);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										131
									
								
								src/util/log.hh
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										131
									
								
								src/util/log.hh
									
									
									
									
									
								
							@@ -1,91 +1,58 @@
 | 
				
			|||||||
#pragma once
 | 
					#pragma once
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#include "util/loglevel.hh"
 | 
					#include <fmt/ostream.h>
 | 
				
			||||||
#include <print>
 | 
					#include <iostream>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
namespace logging {
 | 
					using fmt::print;
 | 
				
			||||||
 | 
					using std::clog;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					namespace logger {
 | 
				
			||||||
namespace ansi {
 | 
					namespace ansi {
 | 
				
			||||||
static constexpr auto RED     = "\033[31m";
 | 
					static constexpr std::string_view RED     = "\033[31m";
 | 
				
			||||||
static constexpr auto YELLOW  = "\033[33m";
 | 
					static constexpr std::string_view YELLOW  = "\033[33m";
 | 
				
			||||||
static constexpr auto MAGENTA = "\033[35m";
 | 
					static constexpr std::string_view MAGENTA = "\033[35m";
 | 
				
			||||||
static constexpr auto WHITE   = "\033[37m";
 | 
					static constexpr std::string_view WHITE   = "\033[37m";
 | 
				
			||||||
static constexpr auto BOLD    = "\033[1m";
 | 
					static constexpr std::string_view BOLD    = "\033[1m";
 | 
				
			||||||
static constexpr auto RESET   = "\033[0m";
 | 
					static constexpr std::string_view RESET   = "\033[0m";
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
using std::print;
 | 
					template<typename... Args>
 | 
				
			||||||
 | 
					inline void
 | 
				
			||||||
class Logger {
 | 
					log_raw(const fmt::format_string<Args...>& fmt, Args&&... args) {
 | 
				
			||||||
    using LogLevel = matar::LogLevel;
 | 
					    fmt::println(clog, fmt, std::forward<Args>(args)...);
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					 | 
				
			||||||
    Logger(LogLevel level = LogLevel::Debug, FILE* stream = stdout)
 | 
					 | 
				
			||||||
      : level(0)
 | 
					 | 
				
			||||||
      , stream(stream) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        set_level(level);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    template<typename... Args>
 | 
					 | 
				
			||||||
    void log(const std::format_string<Args...>& fmt, Args&&... args) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        std::println(stream, fmt, std::forward<Args>(args)...);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    template<typename... Args>
 | 
					 | 
				
			||||||
    void debug(const std::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 std::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 info_bold(const std::format_string<Args...>& fmt, Args&&... args) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (level & static_cast<uint8_t>(LogLevel::Info)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            print(stream, "{}{}[INFO] ", ansi::WHITE, ansi::BOLD);
 | 
					 | 
				
			||||||
            log(fmt, std::forward<Args>(args)...);
 | 
					 | 
				
			||||||
            print(stream, ansi::RESET);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    template<typename... Args>
 | 
					 | 
				
			||||||
    void warn(const std::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 std::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_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);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#define dbg(x) glogger.debug("{} = {}", #x, x);
 | 
					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)
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,8 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
lib_sources += files(
 | 
					 | 
				
			||||||
  'log.cc',
 | 
					 | 
				
			||||||
  'tcp_server.cc'
 | 
					 | 
				
			||||||
)
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
if get_option('gdb_debug')
 | 
					 | 
				
			||||||
  lib_sources += files('tcp_server.cc')
 | 
					 | 
				
			||||||
endif
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,89 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "tcp_server.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <netinet/tcp.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <cstring>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <format>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <sys/ioctl.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <unistd.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace net {
 | 
					 | 
				
			||||||
TcpServer::TcpServer()
 | 
					 | 
				
			||||||
  : server_fd(0)
 | 
					 | 
				
			||||||
  , client_fd(0) {}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TcpServer::~TcpServer() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    close(server_fd);
 | 
					 | 
				
			||||||
    close(client_fd);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
bool
 | 
					 | 
				
			||||||
TcpServer::client_waiting() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    int count = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
    ioctl(client_fd, FIONREAD, &count);
 | 
					 | 
				
			||||||
    return static_cast<bool>(count);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
TcpServer::run() {
 | 
					 | 
				
			||||||
    socklen_t cli_addr_size = sizeof(client_addr);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    client_fd = ::accept(
 | 
					 | 
				
			||||||
      server_fd, reinterpret_cast<sockaddr*>(&client_addr), &cli_addr_size);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (client_fd == -1)
 | 
					 | 
				
			||||||
        throw std::runtime_error("accept failed");
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
TcpServer::start(uint port) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    int opts  = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
    server_fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (server_fd == -1) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        throw std::runtime_error("creating socket failed");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    int option = 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    opts +=
 | 
					 | 
				
			||||||
      setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &option, sizeof(option));
 | 
					 | 
				
			||||||
    opts +=
 | 
					 | 
				
			||||||
      setsockopt(server_fd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, &option, sizeof(option));
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (opts != 0) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        throw std::runtime_error("failed to set socket opts");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
 | 
					 | 
				
			||||||
    server_addr.sin_family      = PF_INET;
 | 
					 | 
				
			||||||
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
 | 
					 | 
				
			||||||
    server_addr.sin_port        = htons(port);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (::bind(server_fd,
 | 
					 | 
				
			||||||
               reinterpret_cast<sockaddr*>(&server_addr),
 | 
					 | 
				
			||||||
               sizeof(server_addr)) == -1) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        throw std::runtime_error("binding socket failed");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (::listen(server_fd, 1) == -1) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        throw std::runtime_error("listening failed");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
TcpServer::send(std::string msg) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (::send(client_fd, msg.data(), msg.length(), 0) == -1) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        throw std::runtime_error(
 | 
					 | 
				
			||||||
          std::format("failed to send message: {}\n", strerror(errno)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
std::string
 | 
					 | 
				
			||||||
TcpServer::receive(uint length) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    ssize_t num_bytes = recv(client_fd, msg, length, 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
    msg[num_bytes]    = '\0';
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (num_bytes < 0) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        throw std::runtime_error(
 | 
					 | 
				
			||||||
          std::format("failed to receive messages: {}\n", strerror(errno)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
    return std::string(msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,28 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#pragma once
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <netinet/in.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <string>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
namespace net {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
class TcpServer {
 | 
					 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					 | 
				
			||||||
    TcpServer();
 | 
					 | 
				
			||||||
    ~TcpServer();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    void run();
 | 
					 | 
				
			||||||
    void start(uint port);
 | 
					 | 
				
			||||||
    void send(std::string msg);
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::string receive(uint length);
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::string receive_all() { return receive(MAX_PACKET_SIZE); };
 | 
					 | 
				
			||||||
    bool client_waiting();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
  private:
 | 
					 | 
				
			||||||
    static constexpr uint MAX_PACKET_SIZE = 4096;
 | 
					 | 
				
			||||||
    char msg[MAX_PACKET_SIZE];
 | 
					 | 
				
			||||||
    int server_fd;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int client_fd;
 | 
					 | 
				
			||||||
    sockaddr_in server_addr;
 | 
					 | 
				
			||||||
    sockaddr_in client_addr;
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -2,7 +2,7 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#include <array>
 | 
					#include <array>
 | 
				
			||||||
#include <bit>
 | 
					#include <bit>
 | 
				
			||||||
#include <format>
 | 
					#include <fmt/core.h>
 | 
				
			||||||
#include <string>
 | 
					#include <string>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
// Why I wrote this myself? I do not know
 | 
					// Why I wrote this myself? I do not know
 | 
				
			||||||
@@ -110,7 +110,7 @@ sha256(std::array<uint8_t, N>& data) {
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    for (j = 0; j < 8; j++)
 | 
					    for (j = 0; j < 8; j++)
 | 
				
			||||||
        for (i = 0; i < 4; i++)
 | 
					        for (i = 0; i < 4; i++)
 | 
				
			||||||
            std::format_to(std::back_inserter(string),
 | 
					            fmt::format_to(std::back_inserter(string),
 | 
				
			||||||
                           "{:02x}",
 | 
					                           "{:02x}",
 | 
				
			||||||
                           ((h[j] >> (24 - i * 8)) & 0xFF));
 | 
					                           ((h[j] >> (24 - i * 8)) & 0xFF));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										128
									
								
								tests/bus.cc
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										128
									
								
								tests/bus.cc
									
									
									
									
									
								
							@@ -1,128 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "bus.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <catch2/catch_test_macros.hpp>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#define TAG "[bus]"
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
using namespace matar;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
class BusFixture {
 | 
					 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					 | 
				
			||||||
    BusFixture()
 | 
					 | 
				
			||||||
      : bus(Bus::init(std::array<uint8_t, Bus::BIOS_SIZE>(),
 | 
					 | 
				
			||||||
                      std::vector<uint8_t>(Header::HEADER_SIZE))) {}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
  protected:
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::shared_ptr<Bus> bus;
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("bios", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::array<uint8_t, Bus::BIOS_SIZE> bios = { 0 };
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // populate bios
 | 
					 | 
				
			||||||
    bios[0]      = 0xAC;
 | 
					 | 
				
			||||||
    bios[0x3FFF] = 0x48;
 | 
					 | 
				
			||||||
    bios[0x2A56] = 0x10;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    auto bus =
 | 
					 | 
				
			||||||
      Bus::init(std::move(bios), std::vector<uint8_t>(Header::HEADER_SIZE));
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0) == 0xAC);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x3FFF) == 0x48);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x2A56) == 0x10);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE_METHOD(BusFixture, "board wram", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_byte(0x2000000, 0xAC);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x2000000) == 0xAC);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_byte(0x203FFFF, 0x48);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x203FFFF) == 0x48);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_byte(0x2022A56, 0x10);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x2022A56) == 0x10);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE_METHOD(BusFixture, "chip wram", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_byte(0x3000000, 0xAC);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x3000000) == 0xAC);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_byte(0x3007FFF, 0x48);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x3007FFF) == 0x48);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_byte(0x3002A56, 0x10);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x3002A56) == 0x10);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE_METHOD(BusFixture, "palette ram", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_byte(0x5000000, 0xAC);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x5000000) == 0xAC);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_byte(0x50003FF, 0x48);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x50003FF) == 0x48);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_byte(0x5000156, 0x10);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x5000156) == 0x10);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE_METHOD(BusFixture, "video ram", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_byte(0x6000000, 0xAC);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x6000000) == 0xAC);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_byte(0x6017FFF, 0x48);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x6017FFF) == 0x48);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_byte(0x6012A56, 0x10);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x6012A56) == 0x10);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE_METHOD(BusFixture, "oam obj ram", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_byte(0x7000000, 0xAC);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x7000000) == 0xAC);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_byte(0x70003FF, 0x48);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x70003FF) == 0x48);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_byte(0x7000156, 0x10);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->read_byte(0x7000156) == 0x10);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("rom", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::vector<uint8_t> rom(32 * 1024 * 1024, 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // populate rom
 | 
					 | 
				
			||||||
    rom[0]         = 0xAC;
 | 
					 | 
				
			||||||
    rom[0x1FFFFFF] = 0x48;
 | 
					 | 
				
			||||||
    rom[0x0EF0256] = 0x10;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // 32 megabyte ROM
 | 
					 | 
				
			||||||
    auto bus = Bus::init(std::array<uint8_t, Bus::BIOS_SIZE>(), std::move(rom));
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    SECTION("ROM1") {
 | 
					 | 
				
			||||||
        CHECK(bus->read_byte(0x8000000) == 0xAC);
 | 
					 | 
				
			||||||
        CHECK(bus->read_byte(0x9FFFFFF) == 0x48);
 | 
					 | 
				
			||||||
        CHECK(bus->read_byte(0x8EF0256) == 0x10);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    SECTION("ROM2") {
 | 
					 | 
				
			||||||
        CHECK(bus->read_byte(0xA000000) == 0xAC);
 | 
					 | 
				
			||||||
        CHECK(bus->read_byte(0xBFFFFFF) == 0x48);
 | 
					 | 
				
			||||||
        CHECK(bus->read_byte(0xAEF0256) == 0x10);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    SECTION("ROM3") {
 | 
					 | 
				
			||||||
        CHECK(bus->read_byte(0xC000000) == 0xAC);
 | 
					 | 
				
			||||||
        CHECK(bus->read_byte(0xDFFFFFF) == 0x48);
 | 
					 | 
				
			||||||
        CHECK(bus->read_byte(0xCEF0256) == 0x10);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE_METHOD(BusFixture, "internal cycle", TAG) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t cycles = bus->get_cycles();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bus->get_cycles() == cycles + 2);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#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) {
 | 
				
			||||||
@@ -27,21 +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
 | 
				
			||||||
    CHECK(b->offset == static_cast<int32_t>(0xfe15ff0c));
 | 
					    // Also +8 since PC is two instructions ahead
 | 
				
			||||||
    CHECK(b->link == true);
 | 
					    REQUIRE(b->offset == 0xFE15FF14);
 | 
				
			||||||
 | 
					    REQUIRE(b->link == true);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#ifdef DISASSEMBLER
 | 
					    REQUIRE(instruction.disassemble() == "BL 0xFE15FF14");
 | 
				
			||||||
    // take prefetch into account
 | 
					 | 
				
			||||||
    // offset + 8 = 0xfe15ff0c + 8 = -0x1ea00e4 + 8
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(instruction.disassemble() == "BL -0x1ea00ec");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    b->link = false;
 | 
					    b->link = false;
 | 
				
			||||||
    CHECK(instruction.disassemble() == "B -0x1ea00ec");
 | 
					    REQUIRE(instruction.disassemble() == "B 0xFE15FF14");
 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Multiply", TAG) {
 | 
					TEST_CASE("Multiply", TAG) {
 | 
				
			||||||
@@ -50,22 +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) {
 | 
				
			||||||
@@ -74,26 +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) {
 | 
				
			||||||
@@ -102,11 +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) {
 | 
				
			||||||
@@ -115,19 +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) {
 | 
				
			||||||
@@ -137,38 +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) {
 | 
				
			||||||
@@ -177,40 +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) {
 | 
				
			||||||
@@ -219,7 +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;
 | 
				
			||||||
@@ -231,24 +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);
 | 
				
			||||||
@@ -256,8 +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) {
 | 
				
			||||||
@@ -269,16 +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") {
 | 
				
			||||||
@@ -287,16 +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") {
 | 
				
			||||||
@@ -304,16 +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") {
 | 
				
			||||||
@@ -321,107 +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) {
 | 
				
			||||||
@@ -430,28 +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) {
 | 
				
			||||||
@@ -460,18 +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) {
 | 
				
			||||||
@@ -481,30 +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
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,99 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "cpu-fixture.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
Psr
 | 
					 | 
				
			||||||
CpuFixture::psr(bool spsr) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t pc = getr(15);
 | 
					 | 
				
			||||||
    Psr psr(0);
 | 
					 | 
				
			||||||
    Cpu tmp = cpu;
 | 
					 | 
				
			||||||
    arm::Instruction instruction(
 | 
					 | 
				
			||||||
      Condition::AL,
 | 
					 | 
				
			||||||
      arm::PsrTransfer{ .operand = 0,
 | 
					 | 
				
			||||||
                        .spsr    = spsr,
 | 
					 | 
				
			||||||
                        .type    = arm::PsrTransfer::Type::Mrs,
 | 
					 | 
				
			||||||
                        .imm     = false });
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    tmp.exec(instruction);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    psr.set_all(getr_(0, tmp));
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // reset pc
 | 
					 | 
				
			||||||
    setr(15, pc);
 | 
					 | 
				
			||||||
    return psr;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
CpuFixture::set_psr(Psr psr, bool spsr) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t pc  = getr(15);
 | 
					 | 
				
			||||||
    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 });
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    cpu.exec(instruction);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    setr(0, old);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // reset PC
 | 
					 | 
				
			||||||
    setr(15, pc);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
// 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, Cpu tmp) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t addr = 0x02000000;
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t word = bus->read_word(addr);
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t ret  = 0xFFFFFFFF;
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint8_t base  = r ? 0 : 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // set R0/R1 = addr
 | 
					 | 
				
			||||||
    arm::Instruction zero(
 | 
					 | 
				
			||||||
      Condition::AL,
 | 
					 | 
				
			||||||
      arm::DataProcessing{ .operand = addr,
 | 
					 | 
				
			||||||
                           .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>(0),
 | 
					 | 
				
			||||||
                               .rd     = r,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               .rn     = base,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               .load   = false,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               .write  = false,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               .byte   = false,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               .up     = true,
 | 
					 | 
				
			||||||
                               .pre    = true });
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    tmp.exec(zero);
 | 
					 | 
				
			||||||
    tmp.exec(get);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    ret = bus->read_word(addr);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    bus->write_word(addr, word);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    return ret - (r == 15 ? 4 : 0); // +4 for rd = 15 in str
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void
 | 
					 | 
				
			||||||
CpuFixture::setr_(uint8_t r, uint32_t value, Cpu& cpu) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    // set register
 | 
					 | 
				
			||||||
    arm::Instruction set(
 | 
					 | 
				
			||||||
      Condition::AL,
 | 
					 | 
				
			||||||
      arm::DataProcessing{
 | 
					 | 
				
			||||||
        .operand = (r == 15 ? value - 8 : value), // account for pipeline flush
 | 
					 | 
				
			||||||
        .rd      = r,
 | 
					 | 
				
			||||||
        .rn      = 0,
 | 
					 | 
				
			||||||
        .set     = false,
 | 
					 | 
				
			||||||
        .opcode  = arm::DataProcessing::OpCode::MOV });
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    cpu.exec(set);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,71 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "cpu/cpu.hh"
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
using namespace matar;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
class CpuFixture {
 | 
					 | 
				
			||||||
  public:
 | 
					 | 
				
			||||||
    CpuFixture()
 | 
					 | 
				
			||||||
      : bus(Bus::init(std::array<uint8_t, Bus::BIOS_SIZE>(),
 | 
					 | 
				
			||||||
                      std::vector<uint8_t>(Header::HEADER_SIZE)))
 | 
					 | 
				
			||||||
      , cpu(bus) {}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
  protected:
 | 
					 | 
				
			||||||
    void exec(arm::InstructionData data, Condition condition = Condition::AL) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        // hack to account for one fetch cycle
 | 
					 | 
				
			||||||
        bus->internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        arm::Instruction instruction(condition, data);
 | 
					 | 
				
			||||||
        cpu.exec(instruction);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    void exec(thumb::InstructionData data) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        // hack to account for one fetch cycle
 | 
					 | 
				
			||||||
        bus->internal_cycle();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        thumb::Instruction instruction(data);
 | 
					 | 
				
			||||||
        cpu.exec(instruction);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    void reset(uint32_t value = 0) { setr(15, value + 8); }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t getr(uint8_t r) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t pc = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (r != 15)
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc = getr_(15, cpu);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t ret = getr_(r, cpu);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (r == 15)
 | 
					 | 
				
			||||||
            pc = ret;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        // undo PC advance
 | 
					 | 
				
			||||||
        setr_(15, pc, cpu);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        return ret;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    void setr(uint8_t r, uint32_t value) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        uint32_t pc = getr_(15, cpu);
 | 
					 | 
				
			||||||
        setr_(r, value, cpu);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        // undo PC advance when r != 15
 | 
					 | 
				
			||||||
        // when r is 15, setr_ takes account of pipeline flush
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (r != 15)
 | 
					 | 
				
			||||||
            setr_(15, pc, cpu);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    Psr psr(bool spsr = false);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    void set_psr(Psr psr, bool spsr = false);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    std::shared_ptr<Bus> bus;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Cpu cpu;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
  private:
 | 
					 | 
				
			||||||
    // hack to get a register
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint32_t getr_(uint8_t r, Cpu tmp);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // hack to set a register
 | 
					 | 
				
			||||||
    void setr_(uint8_t r, uint32_t value, Cpu& 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(
 | 
					 | 
				
			||||||
  'cpu-fixture.cc'
 | 
					 | 
				
			||||||
)
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
subdir('arm')
 | 
					subdir('arm')
 | 
				
			||||||
subdir('thumb')
 | 
					 | 
				
			||||||
										
											
												File diff suppressed because it is too large
												Load Diff
											
										
									
								
							@@ -1,467 +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
 | 
					 | 
				
			||||||
    // take prefetch into account
 | 
					 | 
				
			||||||
    // offset + 4 = -152 + 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
 | 
					 | 
				
			||||||
    // take prefetch into account
 | 
					 | 
				
			||||||
    // offset + 4 = -410 + 4
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(instruction.disassemble() == "B #-406");
 | 
					 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
TEST_CASE("Long Branch with link") {
 | 
					 | 
				
			||||||
    uint16_t raw = 0b1111110011101100;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Instruction instruction(raw);
 | 
					 | 
				
			||||||
    LongBranchWithLink* bl = nullptr;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    REQUIRE((bl = std::get_if<LongBranchWithLink>(&instruction.data)));
 | 
					 | 
				
			||||||
    // 1260 << 1
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bl->offset == 1260);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(bl->low == true);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#ifdef DISASSEMBLER
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(instruction.disassemble() == "BL #1260");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    bl->low = false;
 | 
					 | 
				
			||||||
    CHECK(instruction.disassemble() == "BLH #1260");
 | 
					 | 
				
			||||||
#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);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -2,27 +2,18 @@ tests_deps = [
 | 
				
			|||||||
  lib
 | 
					  lib
 | 
				
			||||||
]
 | 
					]
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
src = include_directories('../src')
 | 
					tests_sources = files()
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
tests_sources = files(
 | 
					 | 
				
			||||||
  'main.cc',
 | 
					 | 
				
			||||||
  'bus.cc'
 | 
					 | 
				
			||||||
)
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
tests_cpp_args = lib_cpp_args
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
subdir('cpu')
 | 
					subdir('cpu')
 | 
				
			||||||
subdir('util')
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
catch2 = dependency('catch2', version: '>=3.4.0', static: true)
 | 
					catch2 = dependency('catch2-with-main', 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);
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					 | 
				
			||||||
}
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					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#undef TAG
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					 | 
				
			||||||
@@ -1,23 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
#include "util/crypto.hh"
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					 | 
				
			||||||
#include <catch2/catch_test_macros.hpp>
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					 | 
				
			||||||
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					 | 
				
			||||||
#define TAG "[util][crypto]"
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					 | 
				
			||||||
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					 | 
				
			||||||
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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