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Vm.c
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#include "Vm.h"
void VmTest() {
execute("sum.obj1", 0); // irqTimes = 0 代表不中斷。
}
void execute(char *objFile, int irqTimes) { // 虛擬機器主函數
printf("===Vm:run %s===\n", objFile);
Vm *vm = VmNew(objFile); // 建立 M0 物件
vm->irqTimes = irqTimes; // 每 irqTimes 個指令發生一次時間中斷
vm->irqHandler = VmIrqHandler;
vm->swiHandler = VmSwiHandler;
VmRun(vm); // 開始執行
VmDump(vm); // 傾印暫存器
VmFree(vm); // 釋放記憶體
}
Vm* VmNew(char *objFile) { // 建立 CPU0 物件
Vm *vm=ObjNew(Vm, 1); // 分配 CPU0 物件空間
vm->m = fileToBytes(objFile, &vm->mSize); // 載入映像檔 objFile 到記憶體 m 中，預設記憶體大小為 64K=65536
vm->irqHandler = NULL;
vm->swiHandler = NULL;
vm->isTrace = TRUE;
vm->count = 0;
vm->opTable = OpTableNew();
return vm;
}
void VmFree(Vm *vm) { // 刪除 CPU0 物件
OpTableFree(vm->opTable);
memFree(vm->m); // 釋放 CPU0 的 memory
ObjFree(vm); // 釋放 CPU0 物件
}
int cmp(int a, int b) {
int sw = 0;
if (a > b) { // > : SW(N=0, Z=0)
sw &= 0x3FFFFFFF; // N=0, Z=0
} else if (a < b) { // < : SW(N=1, Z=0, ....)
sw |= 0x80000000; // N=1;
sw &= 0xBFFFFFFF; // Z=0;
} else { // = : SW(N=0, Z=1)
sw &= 0x7FFFFFFF; // N=0;
sw |= 0x40000000; // Z=1;
}
return sw;
}
void VmRun(Vm *vm) { // 虛擬機器的主要執行函數
char buffer[200];
Op *op;
int tPC;
PC = 0; // 設定起始位址，準備開始執行
LR = -1;
BOOL stop = FALSE;
while (!stop) {
if (I==1 && vm->irqHandler!= NULL) vm->irqHandler(vm);
R[0] = 0; // R[0] 永遠為 0
LoadInt32(IR, M, PC); // 指令擷取，IR=[PC..PC+3]
tPC = PC;
PC += 4; // 擷取完將 PC 加 4，指向下一個指令
OP = bits(IR, 24, 31); // 取得 op 欄位，IR[24..31]
RA = bits(IR, 20, 23); // 取得 ra 欄位，IR[20..23]
RB = bits(IR, 16, 19); // 取得 rb 欄位，IR[16..19]
RC = bits(IR, 12, 15); // 取得 rc 欄位，IR[12..15]
C5 = bits(IR, 0, 4); // 取得 5 位元的 cx
C12= bits(IR, 0, 11); // 取得 12 位元的 cx
C16= bits(IR, 0, 15); // 取得 16 位元的 cx
C24= bits(IR, 0, 23); // 取得 24 位元的 cx
N = bits(SW, 31, 31);
Z = bits(SW, 30, 30);
I = bits(SW, 7, 7);
T = bits(SW, 6, 6);
MODE = bits(SW, 0, 0);
if (bits(IR, 11, 11)!=0) C12 |= 0xFFFFF000; // 若 cx 為負數，則調整為2補數格式
if (bits(IR, 15, 15)!=0) C16 |= 0xFFFF0000; // 若 cx 為負數，則調整為2補數格式
if (bits(IR, 23, 23)!=0) C24 |= 0xFF000000; // 若 cx 為負數，則調整為2補數格式
CADDR = R[RB]+C16; // 取得位址[Rb+cx]
RADDR = R[RB]+R[RC]; // 取得位址[Rb+Rc]
// op = HashTableGet(vm->opTable, );
switch (OP) { // 根據op執行動作
case OP_LD : LoadInt32(R[RA], M, CADDR); break; // 處理 LD 指令
case OP_ST : StoreInt32(R[RA], M, CADDR); break; // 處理 ST 指令
case OP_LDB: LoadByte(R[RA], M, CADDR); break; // 處理 LDB 指令
case OP_STB: StoreByte(R[RA], M, CADDR); break; // 處理 STB 指令
case OP_LDR: LoadInt32(R[RA], M, RADDR); break; // 處理 LDR 指令
case OP_STR: StoreInt32(R[RA], M, RADDR); break; // 處理 STR 指令
case OP_LBR: LoadByte(R[RA], M, RADDR); break; // 處理 LBR 指令
case OP_SBR: StoreByte(R[RA], M, RADDR); break; // 處理 SBR 指令
case OP_LDI: R[RA] = C16; break; // 處理 LDI 指令
case OP_CMP: { // 處理CMP指令，根據比較結果，設定 N,Z 旗標
SW = cmp(R[RA], R[RB]);
// debug("cmp(%d,%d): SW=%d\n", R[RA], R[RB], SW);
RA = 12;
break;
}
case OP_MOV: R[RA] = R[RB]; break; // 處理MOV指令
case OP_ADD: R[RA] = R[RB] + R[RC]; break; // 處理ADD指令
case OP_SUB: R[RA] = R[RB] - R[RC]; break; // 處理SUB指令
case OP_MUL: R[RA] = R[RB] * R[RC]; break; // 處理MUL指令
case OP_DIV: R[RA] = R[RB] / R[RC]; break; // 處理DIV指令
case OP_MOD: R[RA] = R[RB] % R[RC]; break; // 處理MOD指令
case OP_AND: R[RA] = R[RB] & R[RC]; break; // 處理AND指令
case OP_OR: R[RA] = R[RB] | R[RC]; break; // 處理OR指令
case OP_XOR: R[RA] = R[RB] ^ R[RC]; break; // 處理XOR指令
case OP_LAND:R[RA] = R[RB] && R[RC]; break; // 處理LAND指令
case OP_LOR: R[RA] = R[RB] || R[RC]; break; // 處理LOR指令
case OP_EQ: R[RA] = R[RB] == R[RC]; break; // 處理EQ指令
case OP_NE: R[RA] = R[RB] != R[RC]; break; // 處理NE指令
case OP_GT: R[RA] = R[RB] > R[RC]; break; // 處理GT指令
case OP_LT: R[RA] = R[RB] < R[RC]; break; // 處理LT指令
case OP_GE: R[RA] = R[RB] >= R[RC]; break; // 處理GE指令
case OP_LE: R[RA] = R[RB] <= R[RC]; break; // 處理LE指令
case OP_ROL: R[RA] = ROL(R[RB],C5); break; // 處理ROL指令
case OP_ROR: R[RA] = ROR(R[RB],C5); break; // 處理ROR指令
case OP_SHL: R[RA] = SHL(R[RB],C5); break; // 處理SHL指令
case OP_SHR: R[RA] = SHR(R[RB],C5); break; // 處理SHR指令
case OP_JEQ: if (Z==1) PC += C24; break; // 處理JEQ指令 Z=1
case OP_JNE: if (Z==0) PC += C24; break; // 處理JNE指令 Z=0
case OP_JLT: if (N==1&&Z==0) PC += C24; break; // 處理JLT指令 NZ=10
case OP_JGT: if (N==0&&Z==0) PC += C24; break; // 處理JGT指令 NZ=00
case OP_JLE: // 處理JLE指令 NZ=10 or 01
if ((N==1&&Z==0)||(N==0&&Z==1)) PC+=C24; break;
case OP_JGE: // 處理JGE指令 NZ=00 or 01
if ((N==0&&Z==0)||(N==0&&Z==1)) PC+=C24; break;
case OP_JMP: PC+=C24; break; // 處理JMP指令
case OP_SWI:
if (T==1 && vm->swiHandler != NULL)
vm->swiHandler(vm);
break; // 處理SWI指令
case OP_CALL:LR=PC; PC+=C24; break; // 處理JSUB指令
case OP_RET: if (LR<0) stop=TRUE; else PC=LR; break; // 處理RET指令
case OP_PUSH:StoreInt32(R[RA], M, SP); SP+=4; break; // 處理PUSH指令，注意：原為 SP-=4; 改為 SP+=4;
case OP_POP: SP-=4; LoadInt32(R[RA], M, SP); break; // 處理POP指令，注意：原為 SP+=4; 改為 SP-=4;
case OP_PUSHB:StoreByte(R[RA], M, SP); SP++; break; // 處理PUSHB指令，注意：原為 SP--; 改為 SP++;
case OP_POPB: SP--; LoadByte(R[RA], M, SP); break; // 處理POPB指令 ，注意：原為 SP++; 改為 SP--;
default: printf("Error:invalid op (%02x) ", OP);
}
if (vm->isTrace)
printf("PC=%08x LR=%08x IR=%08x SW=%08x R[%02d]=0x%08x=%d count=%d\n", tPC, LR, IR, SW, RA, R[RA], R[RA], vm->count);
strToUpper(buffer);
}
}
void VmDump(Vm *vm) { // 印出所有暫存器
printf("\n===CPU0 dump registers===\n");
printf("IR =0x%08x=%d\n", IR, IR); // 印出 IR
int i;
for (i=0; i<16; i++) // 印出 R0..R15
printf("R[%02d]=0x%08x=%d\n", i, R[i], R[i]);
}
void VmSwiHandler(Vm *vm) {
if (OP != OP_SWI) return;
if (C24 == 0) { system("pause"); }
if (C24 == 1) { vm->isTrace = TRUE; printf("SWI(1):TRACE enable\n"); }
if (C24 == 2) { vm->isTrace = FALSE; printf("SWI(2):TRACE disable\n"); }
if (C24 == 3) { printf("SWI(3):%s\n", &M[R[9]]); }
if (C24 == 4) {
printf("SWI(4):Integer(R9=%d)\n", R[9]);
system("pause");
}
if (C24 == 5) { vm->count = 0; }
}
void VmIrqHandler(Vm *vm) {
vm->count ++;
if (vm->irqTimes > 0) {
if (vm->count % vm->irqTimes == 0) { // 每 irqTimes 個指令發生一次時間中斷
LR = PC;
PC = IrqAddress;
}
}
}