Add WIP 8080 emulator
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428
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428
src/utils/em8080.c
Normal file
@ -0,0 +1,428 @@
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#include <stdio.h>
|
||||
#include <stdint.h>
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include <stdlib.h>
|
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uint8_t mem[64*1024];
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typedef struct flagbits {
|
||||
unsigned int c : 1;
|
||||
unsigned int u1 : 1;
|
||||
unsigned int p : 1;
|
||||
unsigned int u3 : 1;
|
||||
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||||
unsigned int a : 1;
|
||||
unsigned int u5 : 1;
|
||||
unsigned int z : 1;
|
||||
unsigned int s : 1;
|
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} flagbits;
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typedef struct reg {
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uint8_t flags;
|
||||
uint8_t a;
|
||||
uint8_t c;
|
||||
uint8_t b;
|
||||
uint8_t e;
|
||||
uint8_t d;
|
||||
uint8_t l;
|
||||
uint8_t h;
|
||||
} reg;
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typedef struct regp {
|
||||
uint16_t psw;
|
||||
uint16_t bc;
|
||||
uint16_t de;
|
||||
uint16_t hl;
|
||||
} regp;
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union regset {
|
||||
struct reg reg;
|
||||
struct regp regp;
|
||||
} regset;
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#define A regset.reg.a
|
||||
#define B regset.reg.b
|
||||
#define C regset.reg.c
|
||||
#define D regset.reg.d
|
||||
#define E regset.reg.e
|
||||
#define H regset.reg.h
|
||||
#define L regset.reg.l
|
||||
#define M mem[HL]
|
||||
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||||
#define BC regset.regp.bc
|
||||
#define DE regset.regp.de
|
||||
#define HL regset.regp.hl
|
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#define flags (*(struct flagbits*)®set.reg.flags)
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uint16_t IP = 0x100;
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uint16_t SP = 0;
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unsigned int tmp;
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// Dump registers
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void dump() {
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printf("\n");
|
||||
printf("A=%02X BC=%04X DE=%04X HL=%04X M=%02X SP=%04X ", A, BC, DE, HL, M, SP);
|
||||
printf("%c", flags.s ? 'S' : '-');
|
||||
printf("%c", flags.z ? 'Z' : '-');
|
||||
printf("%c", flags.a ? 'A' : '-');
|
||||
printf("%c", flags.p ? 'P' : '-');
|
||||
printf("%c", flags.c ? 'C' : '-');
|
||||
|
||||
printf("\n");
|
||||
printf("IP=%04X : %02X %02X\n", IP, mem[IP], mem[IP+1]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
uint8_t imm8() {
|
||||
uint8_t r = *(uint8_t*)&mem[IP];
|
||||
IP++;
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
uint16_t imm16() {
|
||||
uint16_t r = *(uint16_t*)&mem[IP];
|
||||
IP+=2;
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void push(uint16_t v) {
|
||||
SP -= 2;
|
||||
*(uint16_t*)&mem[SP] = v;
|
||||
}
|
||||
|
||||
uint16_t pop() {
|
||||
uint16_t v = *(uint16_t*)&mem[SP];
|
||||
SP += 2;
|
||||
return v;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int has_even_parity(uint8_t x){
|
||||
unsigned int count = 0, i, b = 1;
|
||||
|
||||
for(i = 0; i < 8; i++){
|
||||
if( x & (b << i) ){count++;}
|
||||
}
|
||||
|
||||
if( (count % 2) ){return 0;}
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void cpm_syscall(int number) {
|
||||
switch(number) {
|
||||
case 0:
|
||||
exit(0);
|
||||
break;
|
||||
case 2:
|
||||
printf("%c", E);
|
||||
break;
|
||||
default:
|
||||
fprintf(stderr, "Fatal: Unhandled CP/M syscall %Xh\n", number);
|
||||
exit(1);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
void handle_intr(int number) {
|
||||
switch(number) {
|
||||
default:
|
||||
fprintf(stderr, "Fatal: Unhandled interrupt %Xh\n", number);
|
||||
exit(1);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
#define add16c(a, b) \
|
||||
tmp = a + b; \
|
||||
flags.c = (tmp >> 16) & 1
|
||||
|
||||
#define unarync(a, op) \
|
||||
tmp=a; \
|
||||
tmp op; \
|
||||
flags.p = has_even_parity(tmp & 8); \
|
||||
flags.z = !(tmp); \
|
||||
flags.s = (tmp >> 7) & 1; \
|
||||
a=tmp
|
||||
|
||||
#define aritht(a, op, b) \
|
||||
tmp=a; \
|
||||
tmp=a op b; \
|
||||
flags.c = (tmp >> 8) & 1; \
|
||||
flags.p = has_even_parity(tmp & 8); \
|
||||
flags.z = !(tmp); \
|
||||
flags.s = (tmp >> 7) & 1;
|
||||
|
||||
#define arith(a, op, b) \
|
||||
aritht(a, op, b); \
|
||||
a=tmp
|
||||
|
||||
// Execute a single instruction
|
||||
void step() {
|
||||
uint8_t opcode = mem[IP];
|
||||
IP++;
|
||||
switch(opcode) {
|
||||
case 0x00: break;;
|
||||
case 0x01: BC=imm16(); break;;
|
||||
case 0x02: mem[BC]=A; break;;
|
||||
case 0x03: BC++;
|
||||
case 0x04: unarync(B, ++); break;;
|
||||
case 0x05: unarync(B, --); break;;
|
||||
case 0x06: B=imm8(); break;;
|
||||
|
||||
case 0x09: HL=add16c(HL,BC); break;;
|
||||
case 0x0a: A=mem[BC]; break;;
|
||||
case 0x0b: BC--;
|
||||
case 0x0c: unarync(B, ++); break;;
|
||||
case 0x0d: unarync(B, --); break;;
|
||||
case 0x0e: C=imm8(); break;;
|
||||
|
||||
case 0x11: DE=imm16(); break;;
|
||||
case 0x12: mem[DE]=A; break;;
|
||||
case 0x13: DE++;
|
||||
case 0x14: unarync(D, ++); break;;
|
||||
case 0x15: unarync(D, --); break;;
|
||||
case 0x16: D=imm8(); break;;
|
||||
|
||||
case 0x19: HL=add16c(HL,DE); break;;
|
||||
case 0x1a: A=mem[DE]; break;;
|
||||
case 0x1b: DE--;
|
||||
case 0x1c: unarync(E, ++); break;;
|
||||
case 0x1d: unarync(E, --); break;;
|
||||
case 0x1e: E=imm8(); break;;
|
||||
|
||||
case 0x21: HL=imm16(); break;;
|
||||
case 0x22: *(uint16_t*)&mem[imm16()]=HL; break;;
|
||||
case 0x23: HL++;
|
||||
case 0x24: unarync(H, ++); break;;
|
||||
case 0x25: unarync(H, --); break;;
|
||||
case 0x26: H=imm8(); break;;
|
||||
|
||||
case 0x29: HL=add16c(HL,HL); break;;
|
||||
case 0x2a: HL=*(uint16_t*)&mem[imm16()]; break;;
|
||||
case 0x2b: HL--;
|
||||
case 0x2c: unarync(L, ++); break;;
|
||||
case 0x2d: unarync(L, --); break;;
|
||||
case 0x2e: L=imm8(); break;;
|
||||
case 0x2f: A=~A; break;;
|
||||
|
||||
case 0x31: SP=imm16(); break;;
|
||||
case 0x32: mem[imm16()]=A; break;;
|
||||
case 0x33: SP++;
|
||||
case 0x34: unarync(M, ++); break;;
|
||||
case 0x35: unarync(M, --); break;;
|
||||
case 0x36: M=imm8(); break;;
|
||||
case 0x37: flags.c = 1; break;;
|
||||
|
||||
case 0x39: HL=add16c(HL,SP); break;;
|
||||
case 0x3a: A=mem[imm16()]; break;;
|
||||
case 0x3b: SP--;
|
||||
case 0x3c: unarync(A, ++); break;;
|
||||
case 0x3d: unarync(A, --); break;;
|
||||
case 0x3e: A=imm8(); break;;
|
||||
case 0x3f: flags.c = !flags.c; break;;
|
||||
|
||||
case 0x40: B=B; break;;
|
||||
case 0x41: B=C; break;;
|
||||
case 0x42: B=D; break;;
|
||||
case 0x43: B=E; break;;
|
||||
case 0x44: B=H; break;;
|
||||
case 0x45: B=L; break;;
|
||||
case 0x46: B=M; break;;
|
||||
case 0x47: B=A; break;;
|
||||
|
||||
case 0x48: C=B; break;;
|
||||
case 0x49: C=C; break;;
|
||||
case 0x4a: C=D; break;;
|
||||
case 0x4b: C=E; break;;
|
||||
case 0x4c: C=H; break;;
|
||||
case 0x4d: C=L; break;;
|
||||
case 0x4e: C=M; break;;
|
||||
case 0x4f: C=A; break;;
|
||||
|
||||
case 0x50: D=B; break;;
|
||||
case 0x51: D=C; break;;
|
||||
case 0x52: D=D; break;;
|
||||
case 0x53: D=E; break;;
|
||||
case 0x54: D=H; break;;
|
||||
case 0x55: D=L; break;;
|
||||
case 0x56: D=M; break;;
|
||||
case 0x57: D=A; break;;
|
||||
|
||||
case 0x58: E=B; break;;
|
||||
case 0x59: E=C; break;;
|
||||
case 0x5a: E=D; break;;
|
||||
case 0x5b: E=E; break;;
|
||||
case 0x5c: E=H; break;;
|
||||
case 0x5d: E=L; break;;
|
||||
case 0x5e: E=M; break;;
|
||||
case 0x5f: E=A; break;;
|
||||
|
||||
case 0x60: H=B; break;;
|
||||
case 0x61: H=C; break;;
|
||||
case 0x62: H=D; break;;
|
||||
case 0x63: H=E; break;;
|
||||
case 0x64: H=H; break;;
|
||||
case 0x65: H=L; break;;
|
||||
case 0x66: H=M; break;;
|
||||
case 0x67: H=A; break;;
|
||||
|
||||
case 0x68: L=B; break;;
|
||||
case 0x69: L=C; break;;
|
||||
case 0x6a: L=D; break;;
|
||||
case 0x6b: L=E; break;;
|
||||
case 0x6c: L=H; break;;
|
||||
case 0x6d: L=L; break;;
|
||||
case 0x6e: L=M; break;;
|
||||
case 0x6f: L=A; break;;
|
||||
|
||||
case 0x70: M=B; break;;
|
||||
case 0x71: M=C; break;;
|
||||
case 0x72: M=D; break;;
|
||||
case 0x73: M=E; break;;
|
||||
case 0x74: M=H; break;;
|
||||
case 0x75: M=L; break;;
|
||||
case 0x76: exit(0); break;;
|
||||
case 0x77: M=A; break;;
|
||||
|
||||
case 0x78: A=B; break;;
|
||||
case 0x79: A=C; break;;
|
||||
case 0x7a: A=D; break;;
|
||||
case 0x7b: A=E; break;;
|
||||
case 0x7c: A=H; break;;
|
||||
case 0x7d: A=L; break;;
|
||||
case 0x7e: A=M; break;;
|
||||
case 0x7f: A=A; break;;
|
||||
|
||||
case 0x80: arith(A, +, B); break;;
|
||||
case 0x81: arith(A, +, C); break;;
|
||||
case 0x82: arith(A, +, D); break;;
|
||||
case 0x83: arith(A, +, E); break;;
|
||||
case 0x84: arith(A, +, H); break;;
|
||||
case 0x85: arith(A, +, L); break;;
|
||||
case 0x86: arith(A, +, M); break;;
|
||||
case 0x87: arith(A, +, A); break;;
|
||||
|
||||
case 0x88: arith(A, +flags.c+, B); break;;
|
||||
case 0x89: arith(A, +flags.c+, C); break;;
|
||||
case 0x8A: arith(A, +flags.c+, D); break;;
|
||||
case 0x8B: arith(A, +flags.c+, E); break;;
|
||||
case 0x8C: arith(A, +flags.c+, H); break;;
|
||||
case 0x8D: arith(A, +flags.c+, L); break;;
|
||||
case 0x8E: arith(A, +flags.c+, M); break;;
|
||||
case 0x8F: arith(A, +flags.c+, A); break;;
|
||||
|
||||
case 0x90: arith(A, -, B); break;;
|
||||
case 0x91: arith(A, -, C); break;;
|
||||
case 0x92: arith(A, -, D); break;;
|
||||
case 0x93: arith(A, -, E); break;;
|
||||
case 0x94: arith(A, -, H); break;;
|
||||
case 0x95: arith(A, -, L); break;;
|
||||
case 0x96: arith(A, -, M); break;;
|
||||
case 0x97: arith(A, -, A); break;;
|
||||
|
||||
case 0x98: arith(A, -flags.c-, B); break;;
|
||||
case 0x99: arith(A, -flags.c-, C); break;;
|
||||
case 0x9A: arith(A, -flags.c-, D); break;;
|
||||
case 0x9B: arith(A, -flags.c-, E); break;;
|
||||
case 0x9C: arith(A, -flags.c-, H); break;;
|
||||
case 0x9D: arith(A, -flags.c-, L); break;;
|
||||
case 0x9E: arith(A, -flags.c-, M); break;;
|
||||
case 0x9F: arith(A, -flags.c-, A); break;;
|
||||
|
||||
case 0xA0: arith(A, &, B); break;;
|
||||
case 0xA1: arith(A, &, C); break;;
|
||||
case 0xA2: arith(A, &, D); break;;
|
||||
case 0xA3: arith(A, &, E); break;;
|
||||
case 0xA4: arith(A, &, H); break;;
|
||||
case 0xA5: arith(A, &, L); break;;
|
||||
case 0xA6: arith(A, &, M); break;;
|
||||
case 0xA7: arith(A, &, A); break;;
|
||||
|
||||
case 0xA8: arith(A, ^, B); break;;
|
||||
case 0xA9: arith(A, ^, C); break;;
|
||||
case 0xAA: arith(A, ^, D); break;;
|
||||
case 0xAB: arith(A, ^, E); break;;
|
||||
case 0xAC: arith(A, ^, H); break;;
|
||||
case 0xAD: arith(A, ^, L); break;;
|
||||
case 0xAE: arith(A, ^, M); break;;
|
||||
case 0xAF: arith(A, ^, A); break;;
|
||||
|
||||
case 0xB0: arith(A, |, B); break;;
|
||||
case 0xB1: arith(A, |, C); break;;
|
||||
case 0xB2: arith(A, |, D); break;;
|
||||
case 0xB3: arith(A, |, E); break;;
|
||||
case 0xB4: arith(A, |, H); break;;
|
||||
case 0xB5: arith(A, |, L); break;;
|
||||
case 0xB6: arith(A, |, M); break;;
|
||||
case 0xB7: arith(A, |, A); break;;
|
||||
|
||||
case 0xB8: aritht(A, -, B); break;;
|
||||
case 0xB9: aritht(A, -, C); break;;
|
||||
case 0xBA: aritht(A, -, D); break;;
|
||||
case 0xBB: aritht(A, -, E); break;;
|
||||
case 0xBC: aritht(A, -, H); break;;
|
||||
case 0xBD: aritht(A, -, L); break;;
|
||||
case 0xBE: aritht(A, -, M); break;;
|
||||
case 0xBF: aritht(A, -, A); break;;
|
||||
|
||||
default:
|
||||
IP--;
|
||||
dump();
|
||||
fprintf(stderr, "Invalid opcode at IP=%04X\n", IP);
|
||||
exit(1);
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
void copy_cmdline(char* str) {
|
||||
int i, c;
|
||||
uint8_t *len = &mem[0x80];
|
||||
char* ptr = (char*)&mem[0x81];
|
||||
c = strlen(str);
|
||||
// Clip at max length
|
||||
if (c>0x7E) {
|
||||
fprintf(stderr, "Command line too long, max is 126 bytes\n");
|
||||
exit(1);
|
||||
}
|
||||
memcpy(ptr, str, c);
|
||||
ptr[c]=0x0D;
|
||||
*len=c;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main(int argc, char** argv) {
|
||||
memset(&mem, sizeof(mem), 0);
|
||||
// Prepare default exit into int 20h
|
||||
mem[0]=0x76;
|
||||
push(0);
|
||||
|
||||
argc--;
|
||||
argv++;
|
||||
|
||||
while(argc && argv[0][0]=='-') {
|
||||
switch(argv[0][1]) {
|
||||
default:
|
||||
fprintf(stderr, "Unknown option %s\n", argv[0]);
|
||||
exit(1);
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
argc--;
|
||||
argv++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (argc) {
|
||||
FILE* fd = fopen(argv[0], "r");
|
||||
fread(mem + IP, 1, sizeof(mem) - IP, fd);
|
||||
argc--;
|
||||
argv++;
|
||||
} else {
|
||||
fprintf(stderr, "No COM file specified\n");
|
||||
exit(1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (argc) {
|
||||
copy_cmdline(argv[0]);
|
||||
} else {
|
||||
copy_cmdline("");
|
||||
}
|
||||
|
||||
while(1) {
|
||||
dump();
|
||||
step();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
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