mirror of
https://github.com/lloeki/python-dcpu_16.git
synced 2025-12-06 09:54:39 +01:00
almost there, for an initial impl.
ironically test.py ended up way more advanced than dcpu_16.py
This commit is contained in:
commit
ff63a59cac
2 changed files with 500 additions and 0 deletions
136
dcpu_16.py
Normal file
136
dcpu_16.py
Normal file
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@ -0,0 +1,136 @@
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# System width
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w = 16
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wmask = 2**16-1
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# Literal values
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literal = xrange(0x00, 0x20)
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opcodes = [
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'nbi',
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'SET',
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'ADD',
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'SUB',
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||||||
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'MUL',
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'DIV',
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'MOD',
|
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'SHL',
|
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'SHR',
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'AND',
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'BOR',
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'XOR',
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'IFE',
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'IFN',
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'IFG',
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'IFB',
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]
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class CPU(object):
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class Ops(object):
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def SET(c, a, b):
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||||||
|
return None
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||||||
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def ADD(c, a, b):
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||||||
|
return None
|
||||||
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def SUB(c, a, b):
|
||||||
|
return None
|
||||||
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def MUL(c, a, b):
|
||||||
|
return None
|
||||||
|
def DIV(c, a, b):
|
||||||
|
return None
|
||||||
|
def MOD(c, a, b):
|
||||||
|
return None
|
||||||
|
def SHL(c, a, b):
|
||||||
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return (a << b) & wmask
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||||||
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def SHR(c, a, b):
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||||||
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return (a >> b)
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||||||
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def AND(c, a, b):
|
||||||
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return a & b
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||||||
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def BOR(c, a, b):
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||||||
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return a | b
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def XOR(c, a, b):
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return a ^ b
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def IFE(c, a, b):
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return a == b
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def IFN(c, a, b):
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||||||
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return a != b
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def IFG(c, a, b):
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return a > b
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def IFB(c, a, b):
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return (a & b) != 0
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def __init__(c):
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c.reset()
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c.clear()
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def reset(c):
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|
"""Reset CPU"""
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c.r = [0 for _ in xrange(0, w)]
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c.pc = 0
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c.sp = 0
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c.o = False
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c.skip = False
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def clear(c):
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"""Clear memory"""
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c.m = [0 for _ in xrange(0, 2**w)]
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||||||
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def __getitem__(c, addr):
|
||||||
|
"""Read value at memory address"""
|
||||||
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return c.m[addr]
|
||||||
|
|
||||||
|
def __setitem__(c, addr, value):
|
||||||
|
"""Write value at memory address"""
|
||||||
|
c.m[addr] = value
|
||||||
|
|
||||||
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def next_word(c):
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||||||
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val = c[c.pc]
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||||||
|
c.pc += 1
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||||||
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return val
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||||||
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||||||
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def dispatch_op(c):
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||||||
|
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||||||
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def get_opcode(word):
|
||||||
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return word & 0xF
|
||||||
|
def get_a(word):
|
||||||
|
return (word >> 4) & 0x3F
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||||||
|
def get_b(word):
|
||||||
|
return (word >> 10) & 0x3F
|
||||||
|
|
||||||
|
def get_op(word):
|
||||||
|
getattr(CPU.Ops, opcodes[get_opcode(word)])
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||||||
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||||||
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def is_nbi(opcode):
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return opcode == 0x0
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def is_set(opcode):
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return 0x0 < opcode <= 0xb
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||||||
|
def is_skip(opcode):
|
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|
return 0xb < opcode <= 0xf
|
||||||
|
def set_a(value):
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|
pass
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||||||
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||||||
|
word = c.next_word()
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||||||
|
if c.skip:
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|
c.skip = False
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return
|
||||||
|
|
||||||
|
opcode = get_opcode(word)
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||||||
|
if is_nbi(opcode):
|
||||||
|
pass
|
||||||
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elif is_set(opcode):
|
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set_a(get_op(opcode)())
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|
elif is_skip(opcode):
|
||||||
|
if not get_op(opcode)():
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|
c.skip = True
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else:
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raise OpcodeError(c.pc, opcode)
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class OpcodeError(Exception):
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def __init__(self, addr, data):
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|
self.addr = addr
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|
self.data = data
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|
def __str__(self):
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|
return "Invalid opcode at %s: '%s'" % (self.addr, self.data)
|
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||||||
364
test.py
Normal file
364
test.py
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,364 @@
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||||||
|
from __future__ import print_function, division
|
||||||
|
|
||||||
|
def log(string):
|
||||||
|
print(" << %s" % string)
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#http://0x10c.com/doc/dcpu-16.txt
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spec = '1.1'
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w = 16
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wmask = 2**w-1
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literals = [l for l in xrange(0, 0x20)]
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opcode_map = {}
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valcode_map = {}
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class opcode(object):
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def __init__(self, *opcode):
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|
self.opcode = opcode
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||||||
|
def __call__(self, f):
|
||||||
|
_opcode_f = f
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||||||
|
_opcode_f.opcode = self.opcode
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|
opcode_map[self.opcode] = _opcode_f
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|
return _opcode_f
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||||||
|
class valcode(object):
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def __init__(self, valcode):
|
||||||
|
self.valcode = valcode
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||||||
|
|
||||||
|
def __call__(self, f):
|
||||||
|
_valcode_f = f
|
||||||
|
_valcode_f.valcode = self.valcode
|
||||||
|
try:
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||||||
|
for code in self.valcode:
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|
# currify with (bound) code
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||||||
|
valcode_map[code] = lambda c, code=code: _valcode_f(c, code)
|
||||||
|
valcode_map[code].__name__ = '%s(code=0x%02X)' % (_valcode_f.__name__, code)
|
||||||
|
except TypeError:
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||||||
|
valcode_map[self.valcode] = _valcode_f
|
||||||
|
return _valcode_f
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
@opcode(0x0, 0x01)
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||||||
|
def JSR(c, a):
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||||||
|
"""pushes the address of the next instruction to the stack, then sets PC to a"""
|
||||||
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#pushnext
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||||||
|
c.pc = c[a]
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||||||
|
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||||||
|
@opcode(0x1)
|
||||||
|
def SET(c, a, b):
|
||||||
|
"""sets a to b"""
|
||||||
|
c[a] = c[b]
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||||||
|
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||||||
|
@opcode(0x2)
|
||||||
|
def ADD(c, a, b):
|
||||||
|
"""sets a to a+b, sets O to 0x0001 if there's an overflow"""
|
||||||
|
res = (c[a] + c[b])
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||||||
|
if res > wmask:
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||||||
|
c.o = 0x0001
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||||||
|
res = res & wmask
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||||||
|
c[a] = res
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||||||
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|
||||||
|
@opcode(0x3)
|
||||||
|
def SUB(c, a, b):
|
||||||
|
"""sets a to a-b, sets O to 0xFFFF if there's an underflow"""
|
||||||
|
res = (c[a] - c[b])
|
||||||
|
if res & (wmask+1):
|
||||||
|
c.o = 0xFFFF
|
||||||
|
res = res & wmask
|
||||||
|
c[a] = res
|
||||||
|
|
||||||
|
@opcode(0x4)
|
||||||
|
def MUL(c, a, b):
|
||||||
|
"""sets a to a*b, sets O to ((a*b)>>16)&0xFFFF"""
|
||||||
|
res = (c[a] * c[b])
|
||||||
|
c.o = ((c[a] * c[b]) >> w) & wmask
|
||||||
|
res = res & wmask
|
||||||
|
c[a] = res
|
||||||
|
|
||||||
|
@opcode(0x5)
|
||||||
|
def DIV(c, a, b):
|
||||||
|
"""sets a to a/b, sets O to ((a<<16)/b)&0xFFFF"""
|
||||||
|
res = c[a] / c[b]
|
||||||
|
c.o = ((c[a] << w) / c[b]) & wmask
|
||||||
|
c[a] = res
|
||||||
|
|
||||||
|
@opcode(0x6)
|
||||||
|
def MOD(c, a, b):
|
||||||
|
"""sets a to a%b. if b==0, sets a to 0 instead"""
|
||||||
|
if c[b]==0:
|
||||||
|
res = 0
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
res = c[a] % c[b]
|
||||||
|
c[a] = res
|
||||||
|
|
||||||
|
@opcode(0x7)
|
||||||
|
def SHL(c, a, b):
|
||||||
|
"""sets a to a<<b. sets O to ((a<<b)>>16)&0xFFFF"""
|
||||||
|
res = (c[a] << c[b])
|
||||||
|
c.o = ((c[a] << c[b]) >> w) & wmask
|
||||||
|
res = res & wmask
|
||||||
|
c[a] = res
|
||||||
|
|
||||||
|
@opcode(0x8)
|
||||||
|
def SHR(c, a, b):
|
||||||
|
"""sets a to a>>b. sets O to ((a>>16)>>b)&0xFFFF"""
|
||||||
|
res = (c[a] >> c[b])
|
||||||
|
c.o = ((c[a] >> w) >> c[b]) & wmask
|
||||||
|
res = res & wmask
|
||||||
|
c[a] = res
|
||||||
|
|
||||||
|
@opcode(0x9)
|
||||||
|
def AND(c, a, b):
|
||||||
|
"""sets a to a&b"""
|
||||||
|
res = c[a] & c[b]
|
||||||
|
c[a] = res
|
||||||
|
|
||||||
|
@opcode(0xA)
|
||||||
|
def BOR(c, a, b):
|
||||||
|
"""sets a to a|b"""
|
||||||
|
res = c[a] | c[b]
|
||||||
|
c[a] = res
|
||||||
|
|
||||||
|
@opcode(0xB)
|
||||||
|
def XOR(c, a, b):
|
||||||
|
"""sets a to a^b"""
|
||||||
|
res = c[a] ^ c[b]
|
||||||
|
c[a] = res
|
||||||
|
|
||||||
|
@opcode(0xC)
|
||||||
|
def IFE(c, a, b):
|
||||||
|
"""performs next instruction only if a==b"""
|
||||||
|
if c[a] == c[b]:
|
||||||
|
c.skip = True
|
||||||
|
|
||||||
|
@opcode(0xD)
|
||||||
|
def IFN(c, a, b):
|
||||||
|
"""performs next instruction only if a!=b"""
|
||||||
|
if c[a] != c[b]:
|
||||||
|
c.skip = True
|
||||||
|
|
||||||
|
@opcode(0xE)
|
||||||
|
def IFG(c, a, b):
|
||||||
|
"""performs next instruction only if a>b"""
|
||||||
|
if c[a] > c[b]:
|
||||||
|
c.skip = True
|
||||||
|
|
||||||
|
@opcode(0xF)
|
||||||
|
def IFB(c, a, b):
|
||||||
|
"""performs next instruction only if (a&b)!=0"""
|
||||||
|
if (c[a] & c[b]) != 0:
|
||||||
|
c.skip = True
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def make_pointer(c, codestr):
|
||||||
|
"""creates a pointer func that evaluates codestr"""
|
||||||
|
def getter(c=c):
|
||||||
|
return eval("%s" % codestr)
|
||||||
|
def setter(data, c=c):
|
||||||
|
exec("%s = %r" % (codestr, data)) in {}, {'c': c, 'data': data}
|
||||||
|
pointer = getter
|
||||||
|
pointer.codestr = codestr
|
||||||
|
pointer.set = setter
|
||||||
|
return pointer
|
||||||
|
|
||||||
|
def pointerize(f):
|
||||||
|
"""wraps a function that generates a codestr to create a pointer"""
|
||||||
|
if f.func_code.co_argcount == 1:
|
||||||
|
ptrz = lambda c: make_pointer(c, f(c))
|
||||||
|
elif f.func_code.co_argcount == 2:
|
||||||
|
ptrz = lambda c, code: make_pointer(c, f(c, code))
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
raise Exception('%s has too many arguments' % f.__name__)
|
||||||
|
ptrz.__name__ = 'ptr_to_%s' % f.__name__
|
||||||
|
ptrz.__doc__ = f.__doc__
|
||||||
|
return ptrz
|
||||||
|
|
||||||
|
@valcode(range(0x00, 0x08))
|
||||||
|
@pointerize
|
||||||
|
def register(c, code):
|
||||||
|
"""register"""
|
||||||
|
v = "c.r[%r]" % code
|
||||||
|
log(v)
|
||||||
|
return v
|
||||||
|
|
||||||
|
@valcode(range(0x08, 0x10))
|
||||||
|
@pointerize
|
||||||
|
def register_value(c, code):
|
||||||
|
"""[register]"""
|
||||||
|
v = "c.m[c.r[%r-0x07]]" % code
|
||||||
|
log(v)
|
||||||
|
return v
|
||||||
|
|
||||||
|
@valcode(range(0x10, 0x18))
|
||||||
|
@pointerize
|
||||||
|
def next_word_plus_register_value(c, code):
|
||||||
|
"""[next word + register]"""
|
||||||
|
v = "c.m[%r + %r-0x0f]" % (c.m[c.pc], code)
|
||||||
|
log(v)
|
||||||
|
c.pc += 1
|
||||||
|
return v
|
||||||
|
|
||||||
|
@valcode(0x18)
|
||||||
|
@pointerize
|
||||||
|
def pop(c):
|
||||||
|
"""POP / [SP++]"""
|
||||||
|
v = "c.m[%r]" % c.sp
|
||||||
|
log(v)
|
||||||
|
c.sp += 1
|
||||||
|
return v
|
||||||
|
|
||||||
|
@valcode(0x19)
|
||||||
|
@pointerize
|
||||||
|
def peek(c):
|
||||||
|
"""PEEK / [SP]"""
|
||||||
|
v = "c.m[%r]" % c.sp
|
||||||
|
log(v)
|
||||||
|
return v
|
||||||
|
|
||||||
|
@valcode(0x1A)
|
||||||
|
@pointerize
|
||||||
|
def push(c):
|
||||||
|
"""PUSH / [--SP]"""
|
||||||
|
c.sp -= 1
|
||||||
|
v = "c.m[%r]" % c.sp
|
||||||
|
log(v)
|
||||||
|
return v
|
||||||
|
|
||||||
|
@valcode(0x1B)
|
||||||
|
@pointerize
|
||||||
|
def stack_pointer(c):
|
||||||
|
"""stack pointer"""
|
||||||
|
v = "c.sp"
|
||||||
|
log(v)
|
||||||
|
return v
|
||||||
|
|
||||||
|
@valcode(0x1C)
|
||||||
|
@pointerize
|
||||||
|
def program_counter(c):
|
||||||
|
"""program counter"""
|
||||||
|
v = "c.pc"
|
||||||
|
log(v)
|
||||||
|
return v
|
||||||
|
|
||||||
|
@valcode(0x1D)
|
||||||
|
@pointerize
|
||||||
|
def overflow(c):
|
||||||
|
"""overflow"""
|
||||||
|
v = "c.o"
|
||||||
|
log(v)
|
||||||
|
return v
|
||||||
|
|
||||||
|
@valcode(0x1E)
|
||||||
|
@pointerize
|
||||||
|
def next_word_value(c):
|
||||||
|
"""[next_word]"""
|
||||||
|
v = "c.m[%r]" % c.m[c.pc]
|
||||||
|
c.pc += 1
|
||||||
|
log(v)
|
||||||
|
return v
|
||||||
|
|
||||||
|
@valcode(0x1F)
|
||||||
|
@pointerize
|
||||||
|
def next_word(c):
|
||||||
|
"""next_word (literal)"""
|
||||||
|
v = "c.m[%r]" % c.pc
|
||||||
|
c.pc += 1
|
||||||
|
log(v)
|
||||||
|
return v
|
||||||
|
|
||||||
|
@valcode(range(0x20, 0x40))
|
||||||
|
@pointerize
|
||||||
|
def literal(c, code):
|
||||||
|
"""literal value 0x00-0x1F (literal)"""
|
||||||
|
v = "%r" % (code - 0x20)
|
||||||
|
log(v)
|
||||||
|
return v
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
class CPU(object):
|
||||||
|
def __init__(c, debug=False):
|
||||||
|
c.clear()
|
||||||
|
c.reset()
|
||||||
|
c.debug = debug
|
||||||
|
|
||||||
|
def reset(c):
|
||||||
|
"""reset CPU"""
|
||||||
|
c.r = [0 for _ in xrange(0, 8)]
|
||||||
|
c.pc = 0x0000
|
||||||
|
c.sp = 0x0000
|
||||||
|
c.o = 0x0000
|
||||||
|
c.skip = False
|
||||||
|
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def clear(c):
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"""clear memory"""
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c.m = [0 for _ in xrange(0, 2**w)]
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||||||
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def _pointer(c, code):
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||||||
|
"""get pointer to value code"""
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||||||
|
try:
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||||||
|
return valcode_map[code](c)
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||||||
|
except KeyError:
|
||||||
|
raise Exception("Invalid value code")
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||||||
|
|
||||||
|
def __getitem__(c, code):
|
||||||
|
"""get pointer to value"""
|
||||||
|
return c._pointer(code)()
|
||||||
|
|
||||||
|
def __setitem__(c, code, value):
|
||||||
|
"""set value at pointer"""
|
||||||
|
c._pointer(code).set(value)
|
||||||
|
|
||||||
|
def step(c):
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||||||
|
"""start handling [PC]"""
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|
word = c.m[c.pc]
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||||||
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c.pc += 1
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||||||
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opcode = word & 0xF
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||||||
|
try:
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||||||
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op = opcode_map[(opcode,)]
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||||||
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log(op.__name__)
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||||||
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except KeyError:
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||||||
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raise Exception('Invalid opcode %01X at PC=%04X' % (opcode, c.pc))
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||||||
|
a = word >> 4 & 0x3F
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||||||
|
b = word >> 10 & 0x3F
|
||||||
|
if c.skip:
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||||||
|
c.skip = False
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||||||
|
else:
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||||||
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op(c, a, b)
|
||||||
|
if c.debug:
|
||||||
|
log(c.dump_r())
|
||||||
|
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||||||
|
def dump_r(c):
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||||||
|
"""human-readable register status"""
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return " ".join( "%s=%04X" %
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||||||
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(["A", "B", "C",
|
||||||
|
"X", "Y", "Z",
|
||||||
|
"I", "J",
|
||||||
|
"PC", "SP", "O",
|
||||||
|
][i],
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||||||
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(c.r + [c.pc, c.sp, c.o])[i])
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for i in range(11))
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def load_m(c, io=None):
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"""load data in memory"""
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# TODO: load from io object
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data = [
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0x7c01, 0x0030, 0x7de1, 0x1000, 0x0020, 0x7803, 0x1000, 0xc00d,
|
||||||
|
0x7dc1, 0x001a, 0xa861, 0x7c01, 0x2000, 0x2161, 0x2000, 0x8463,
|
||||||
|
0x806d, 0x7dc1, 0x000d, 0x9031, 0x7c10, 0x0018, 0x7dc1, 0x001a,
|
||||||
|
0x9037, 0x61c1, 0x7dc1, 0x001a, 0x0000, 0x0000, 0x0000, 0x0000,
|
||||||
|
]
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||||||
|
for i in xrange(len(data)):
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||||||
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c.m[i] = data[i]
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def dump_m(c, io):
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"""dump memory data"""
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||||||
|
# TODO: save to io object
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||||||
|
pass
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