merge
[dcpu16] / as-dcpu16.c
index 820b8376cf2b0f1365fc5212d4a888a050debe72..37954aaf20b76fce9bb5410485c507f3e531f3fe 100644 (file)
  *    2012 04 07 - implementation started
  *    2012 04 10 - functional
  *    2012 04 16 - support dat statements
+ *    2012 05 05 - v1.7 revision started
+ *    2012 05 08 - v1.7 revision implemented
  *
  *  TODO
  *    needs ability to specify location for code or data
  *    needs ability to specify label as relative to another label
  *    short labels not correctly computed
+ *    in label struct, store index of instruction rather than ptr, ptrs for iteration in addr calculation are ugly
  */
 
 static const char * const src_id_ = "$Id$";
@@ -70,6 +73,12 @@ void usage_(char *prog, unsigned int full) {
     }
 }
 
+/* LSB-0  aaaaaabbbbbooooo */
+#define OPCODE_BITS     5
+#define OPERAND_B_BITS  5
+#define OPERAND_A_BITS  6
+#define N_BIT_MASK(__x__) ((1 << (__x__)) - 1)
+
 
 /* instructions have operands */
 struct operand_ {
@@ -140,9 +149,14 @@ void label_addr_calculate_(struct dynamic_array *instructionps, struct dynamic_a
 
         l = (struct label_ *)DYNARRAY_ITEM(*labels, i);
 
+        DEBUG_PRINTFQ("%s: calculating address of label '%s'\n", __func__, l->label);
+
+#if 0
+force full resolution while debugging
         /* if it's already calculated, great. */
         if (l->ready)
             continue;
+#endif
 
         /*
          *  starting at the instruction for this label,
@@ -150,14 +164,24 @@ void label_addr_calculate_(struct dynamic_array *instructionps, struct dynamic_a
          *  until we get to the start or a known prior label address.
          *  update our label with the freshly calculated addr
          */
-        for (instr = ((struct label_ *)DYNARRAY_ITEM(*labels, i))->instr;
-             instr >= (struct instruction_ **)DYNARRAY_ITEM(*instructionps, 0);
-             instr--) {
 
-            if ((*instr)->ready)
-                DEBUG_PRINTF("%s: instr not ready\n", __func__);
+        /* first fetch the instruction associated with the label we want to know about.. */
+        /* the addr of this instruction will be whatever follows all the preceding instructions */
+        /* so back up one before counting instruction lengths... */
+        instr = ((struct label_ *)DYNARRAY_ITEM(*labels, i))->instr;
+        /* is it the first one? */
+        if (instr == (struct instruction_ **)DYNARRAY_ITEM(*instructionps, 0))
+            break;
+
+        instr--;
+
+        while (instr >= (struct instruction_ **)DYNARRAY_ITEM(*instructionps, 0)) {
+            if ((*instr)->ready == 0)
+                DEBUG_PRINTF("%s: instr '%s' not ready\n", __func__, (*instr)->opcode);
             word_count += (*instr)->length;
 
+            DEBUG_PRINTF("%s: instr '%s' takes '%u' bytes\n", __func__, (*instr)->opcode, (*instr)->length);
+
             /* have we come across an instruction which a label points to?
                it should already be calculated, so just add that on and be done */
             if ((*instr)->label
@@ -174,6 +198,7 @@ void label_addr_calculate_(struct dynamic_array *instructionps, struct dynamic_a
                 word_count += addr;
                 break;
             }
+            instr--;
         }
         l->addr = word_count;
         l->ready = 1;
@@ -190,22 +215,41 @@ int opcode_bits_(char *opcode) {
         char value;
     } opcodes_lower_nibble[] = {
         { "JSR", 0x00 },
-        /* { "future nbi instruction", 0x00 }, */
+        { "INT", 0x00 },
+        { "IAG", 0x00 },
+        { "IAS", 0x00 },
+        { "RFI", 0x00 },
+        { "IAQ", 0x00 },
+        { "HWN", 0x00 },
+        { "HWQ", 0x00 },
+        { "HWI", 0x00 },
         { "SET", 0x01 },
         { "ADD", 0x02 },
         { "SUB", 0x03 },
         { "MUL", 0x04 },
-        { "DIV", 0x05 },
-        { "MOD", 0x06 },
-        { "SHL", 0x07 },
-        { "SHR", 0x08 },
-        { "AND", 0x09 },
-        { "BOR", 0x0a },
-        { "XOR", 0x0b },
-        { "IFE", 0x0c },
-        { "IFN", 0x0d },
-        { "IFG", 0x0e },
-        { "IFB", 0x0f },
+        { "MLI", 0x05 },
+        { "DIV", 0x06 },
+        { "DVI", 0x07 },
+        { "MOD", 0x08 },
+        { "MDI", 0x09 },
+        { "AND", 0x0a },
+        { "BOR", 0x0b },
+        { "XOR", 0x0c },
+        { "SHR", 0x0d },
+        { "ASR", 0x0e },
+        { "SHL", 0x0f },
+        { "IFB", 0x10 },
+        { "IFC", 0x11 },
+        { "IFE", 0x12 },
+        { "IFN", 0x13 },
+        { "IFG", 0x14 },
+        { "IFA", 0x15 },
+        { "IFL", 0x16 },
+        { "IFU", 0x17 },
+        { "ADX", 0x1a },
+        { "SBX", 0x1b },
+        { "STI", 0x1e },
+        { "SDI", 0x1f },
         {    "", 0x00 }
     }, *o;
 
@@ -231,6 +275,14 @@ int nbi_opcode_bits_(char *nbi_opcode) {
     } nbi_opcodes_bits[] = {
         { "   ", 0x00 }, /* reserved for future */
         { "JSR", 0x01 },
+        { "INT", 0x08 },
+        { "IAG", 0x09 },
+        { "IAS", 0x0a },
+        { "RFI", 0x0b },
+        { "IAQ", 0x0c },
+        { "HWN", 0x10 },
+        { "HWQ", 0x11 },
+        { "HWI", 0x12 },
         { "", 0x00 }
     }, *o;
 
@@ -282,6 +334,7 @@ void buf_strip_chars_(char *buf, char *chars) {
  *  returns -1 if it could not parse the operand
  *  returns -2 if it could not parse the operand due to an unresolved label
  *  notes: nextword may be overwritten even if it's not used in final instruction
+ *
  */
 static
 int value_bits_(struct dynamic_array *labels, const char *operand_orig, DCPU16_WORD *nextword, unsigned int *nextwordused, unsigned int allow_short_labels) {
@@ -330,18 +383,49 @@ int value_bits_(struct dynamic_array *labels, const char *operand_orig, DCPU16_W
     }
 
     /* easy matches */
-    if (strcasecmp(operand, "POP") == 0) {
+
+    /* push and pop now share the same operand value */
+    if (strcasecmp(operand, "POP") == 0
+    ||  strcasecmp(operand, "[SP++]") == 0) {
         DEBUG_PRINTFQ("is POP\n");
         return 0x18;
     }
-    if (strcasecmp(operand, "PUSH") == 0) {
+    if (strcasecmp(operand, "PUSH") == 0
+    || strcasecmp(operand, "[--SP]") == 0) {
         DEBUG_PRINTFQ("is PUSH\n");
-        return 0x19;
+        return 0x18;
     }
-    if (strcasecmp(operand, "PEEK") == 0) {
+
+    if (strcasecmp(operand, "PEEK") == 0
+    ||  strcasecmp(operand, "[SP]") == 0) {
         DEBUG_PRINTFQ("is PEEK\n");
+        return 0x19;
+    }
+
+    /* this could be better, if we had a real token tree */
+    if (strncasecmp(operand, "PICK", 4) == 0) {
+        DEBUG_PRINTFQ("is PICK ");
+
+        errno = 0;
+        l = strtoul(operand + 4, &ep, 0);
+        if (errno == 0
+        && (*(operand + 4) && (*ep == '\0')) ) {
+            if (l > 0xffff) {
+                DEBUG_PRINTFQ("(out of range)\n");
+                fprintf(stderr, "constant invalid in operand '%s'\n", operand_orig);
+                return -1;
+            }
+        } else if (errno == ERANGE) {
+            DEBUG_PRINTFQ("(out of range)\n");
+            fprintf(stderr, "constant invalid in operand '%s'\n", operand_orig);
+            return -1;
+        }
+        *nextword = l & 0xffff;
+        *nextwordused += 1;
+        DEBUG_PRINTFQ("0x%04x\n", *nextword);
         return 0x1a;
     }
+
     if (strcasecmp(operand, "SP") == 0) {
         DEBUG_PRINTFQ("is register SP\n");
         return 0x1b;
@@ -350,8 +434,8 @@ int value_bits_(struct dynamic_array *labels, const char *operand_orig, DCPU16_W
         DEBUG_PRINTFQ("is register PC\n");
         return 0x1c;
     }
-    if (strcasecmp(operand, "O") == 0) {
-        DEBUG_PRINTFQ("is register O\n");
+    if (strcasecmp(operand, "EX") == 0) {
+        DEBUG_PRINTFQ("is register EX\n");
         return 0x1d;
     }
 
@@ -373,17 +457,19 @@ int value_bits_(struct dynamic_array *labels, const char *operand_orig, DCPU16_W
             char *reg;
             char *constant;
 
+            DEBUG_PRINTFQ("is multipart.. ");
+
             /* eat the plus */
             *ep = '\0';
             ep++;
 
             /* figure out which one is which */
-            if (strlen(ep) == 1
-            &&  strchr("AaBbCcXxYyZzIiJj", *ep)) {
+            if ((strlen(ep) == 1 && strchr("AaBbCcXxYyZzIiJj", *ep))
+            ||  (strlen(ep) == 2 && strcasecmp(ep, "SP")) ) {
                 reg = ep;
                 constant = operand;
-            } else if (strlen(operand) == 1
-            &&         strchr("AaBbCcXxYyZzIiJj", *operand) ) {
+            } else if ((strlen(operand) == 1 && strchr("AaBbCcXxYyZzIiJj", *operand))
+            ||         (strlen(operand) == 2 && strcasecmp(operand, "SP")) ) {
                 reg = operand;
                 constant = ep;
             } else {
@@ -408,12 +494,17 @@ int value_bits_(struct dynamic_array *labels, const char *operand_orig, DCPU16_W
                 /* seems fine */
                 *nextword = l & 0xffff;
                 *nextwordused += 1;
+
+                /* special case [SP+n]/PICK n */
+                if (strlen(reg) == 2) {
+                    DEBUG_PRINTFQ("is PICK 0x%04x\n", *nextword);
+                    return 0x1a;
+                }
+
                 DEBUG_PRINTFQ("is a dereferenced register (%c) + constant (%hu)\n", *reg, *nextword);
                 return 0x10 | register_enumerate_(*reg);
-            } else if (errno) {
-                DEBUG_PRINTFQ("is out of range\n");
-                fprintf(stderr, "trouble with operand '%s': %s\n", operand_orig, strerror(errno));
-                return -1;
+            } else if (errno == ERANGE) {
+                fprintf(stderr, "%s('%s'):%s\n", "strtoul", constant, strerror(errno));
             }
 
             /* what? still here? assume it's a label, I guess */
@@ -447,8 +538,7 @@ int value_bits_(struct dynamic_array *labels, const char *operand_orig, DCPU16_W
             *nextwordused += 1;
             return 0x1e;
         } else if (errno) {
-            DEBUG_PRINTFQ("is out of range\n");
-            fprintf(stderr, "trouble with operand '%s': %s\n", operand_orig, strerror(errno));
+            /* if number wasn't parsable, just fall through and assume it's a label */
         }
 
         /* not a number? try a label */
@@ -475,8 +565,11 @@ int value_bits_(struct dynamic_array *labels, const char *operand_orig, DCPU16_W
         }
 
         DEBUG_PRINTFQ("is literal value (%lu)\n", l);
-        if (l < 0x20) {
-            return l + 0x20;
+        if (l < 0x1f) {
+            return l + 0x21;
+        }
+        if (l == 0xffff) {
+            return 0x20;
         }
 
         *nextword = l & 0xffff;
@@ -493,9 +586,15 @@ int value_bits_(struct dynamic_array *labels, const char *operand_orig, DCPU16_W
     }
 
     DEBUG_PRINTFQ("is label '%s' (0x%02hx)\n", operand, *nextword);
-    if (*nextword < 0x20 && allow_short_labels) {
+    if (allow_short_labels
+    &&  (*nextword < 0x1f) ) {
         DEBUG_PRINTF("small value label win\n");
-        return (0x20 + *nextword) & 0x3f;
+        return (0x21 + *nextword) & N_BIT_MASK(OPERAND_A_BITS);
+    }
+    if (allow_short_labels
+    &&  (*nextword == 0xffff) ) {
+        DEBUG_PRINTF("small value label win\n");
+        return 0x20;
     }
 
     *nextwordused += 1;
@@ -509,13 +608,22 @@ int instruction_print_(struct instruction_ *i, unsigned int with_label) {
     int r;
 
     if (with_label)
-        r = printf("%-16s %3s", i->label ? i->label : "", i->opcode);
-    else
-        r = printf("%3s", i->opcode);
+        r = printf("%-16s ", i->label ? i->label : "");
+
+        r = printf("%3s", i->opcode ? i->opcode : "");
 
     for (o = i->operands; o; o = o->next)
         r += printf(" %s%s", o->operand, o->next ? "," : "");
 
+    if (i->ready) {
+        DCPU16_WORD l;
+        printf(" [");
+        l = dcpu16_mnemonify_buf(i->instr_words);
+        printf("]");
+
+        if (i->length != l)
+            DEBUG_PRINTF("!!internal inconsistency!! i->length:%u l:%hu should match\n", i->length, l);
+    }
     return r;
 }
 
@@ -523,6 +631,7 @@ int instruction_print_(struct instruction_ *i, unsigned int with_label) {
  *  Parses a zero-terminated line of input into a newly-allocated struct instruction_.
  *  [label] instruction [operand[,operand[,...]]]
  *  Does no validation of contents of any of these tokens, as of yet.
+ *  does not clean up after itself if a malloc fails
  */
 static
 int tokenize_line_(char *line, struct instruction_ **next_instr) {
@@ -594,6 +703,7 @@ int tokenize_line_(char *line, struct instruction_ **next_instr) {
         /* if we have an opcode, we'll need at least one word to compile instruction */
         instr_words_needed++;
 
+        /* build a list of operands to hang off this instruction */
         while ( (x = strqtok_r(NULL, ",", '\\', quotes, &qt, &st)) ) {
             struct operand_ *new_operand;
             char *y;
@@ -686,13 +796,17 @@ int instr_assemble_(struct dynamic_array *labels, struct instruction_ *i, unsign
     struct operand_ *o = i->operands;
 
     if (opt_.verbose > 2) {
-        printf("%s: assembling %p ", __func__, i);
+        printf("%s: assembling %p ", __func__, (void *)i);
         instruction_print_(i, 1);
-        printf("(line :%zu)\n", i->src_line);
+        printf("(line %zu)\n", i->src_line);
     }
 
-    if (i->ready) {
-        /* already assembled, nothing to do */
+    if (i->opcode == NULL) {
+        assert(i->label);
+        assert(i->operands == NULL);
+        /* just a label, move along */
+        i->length = 0;
+        i->ready = 1;
         return 0;
     }
 
@@ -707,9 +821,10 @@ int instr_assemble_(struct dynamic_array *labels, struct instruction_ *i, unsign
             char *x;
             unsigned long l;
 
-            DEBUG_PRINTF("DAT operand:'%s' next:%p\n", o->operand, o->next);
+            DEBUG_PRINTF("DAT operand:'%s' next:%p\n", o->operand, (void *)o->next);
 
             /* is this a string? */
+            /* does it start with a quote, and end with the same quote? */
             if ( (x = strchr("\"'`", o->operand[0])) ) {
                 dat_len = strlen(o->operand) - 1;
                 if (o->operand[dat_len] == *x) {
@@ -746,7 +861,7 @@ int instr_assemble_(struct dynamic_array *labels, struct instruction_ *i, unsign
 
             /* otherwise assume it's a label, even if we don't know what it is */
             if (label_addr_(labels, o->operand, &i->instr_words[i->length])) {
-                DEBUG_PRINTF("(deferred label resolution)\n");
+                DEBUG_PRINTF("(deferred label '%s' resolution)\n", o->operand);
                 incomplete = 1;
             }
             i->length++;
@@ -770,10 +885,10 @@ int instr_assemble_(struct dynamic_array *labels, struct instruction_ *i, unsign
         fprintf(stderr, "'\n");
         return -1;
     }
-    i->instr_words[0] |= 0x0f & bits;
+    i->instr_words[0] |= bits & N_BIT_MASK(OPCODE_BITS);
 
-    /* in rendered bytecode, all instructions have two operands; nbi instructions take 'first operand' bits. */
-    if ((bits & 0x0f) == 0) {
+    /* in rendered bytecode, all instructions have a and b operands; nbi instructions occupy 'b operand' bits. */
+    if ((bits & N_BIT_MASK(OPCODE_BITS)) == 0) {
         bits = nbi_opcode_bits_(i->opcode);
         if (bits < 0) {
             fprintf(stderr, "INTERNAL ERROR: missing instruction in nbi opcode table\n");
@@ -796,7 +911,11 @@ int instr_assemble_(struct dynamic_array *labels, struct instruction_ *i, unsign
         }
         o = o->next;
     }
-    i->instr_words[0] |= (bits & 0x3f) << 4;
+    if (bits > N_BIT_MASK(OPERAND_B_BITS)) {
+        fprintf(stderr, "%s: internal error: operand '%s' generated out of range\n", __func__, "b");
+        return -1;
+    }
+    i->instr_words[0] |= (bits & N_BIT_MASK(OPERAND_B_BITS)) << OPCODE_BITS;
 
     if (o == NULL) {
         fprintf(stderr, "'%s' requires more operands\n", i->opcode);
@@ -814,7 +933,10 @@ int instr_assemble_(struct dynamic_array *labels, struct instruction_ *i, unsign
         bits = 0;
     }
     o = o->next;
-    i->instr_words[0] |= (bits & 0x3f) << 10;
+    if (bits > N_BIT_MASK(OPERAND_A_BITS)) {
+        fprintf(stderr, "%s: internal error: operand '%s' generated out of range\n", __func__, "a");
+    }
+    i->instr_words[0] |= (bits & N_BIT_MASK(OPERAND_A_BITS)) << (OPCODE_BITS + OPERAND_B_BITS);
 
     if (o != NULL) {
         fprintf(stderr, "too many operands\n");
@@ -942,7 +1064,7 @@ int assemble_check_(struct dynamic_array *instructionps, struct dynamic_array *l
             return retval;
         }
         if (! (*instrp)->ready) {
-            fprintf(stderr, "instruction not resolvable\n");
+            fprintf(stderr, "instruction not resolvable at line %lu\n", (*instrp)->src_line);
             return -1;
         }
     }