merge
[dcpu16] / dcpu16.c
index a0e1ad0ca3864ee2be54535b1f5030c79713a9a2..0b1d391e58261f46332fa914aeda4673abe889df 100644 (file)
--- a/dcpu16.c
+++ b/dcpu16.c
@@ -54,62 +54,63 @@ const char * const dcpu16_reg_names[] = {
     NULL
 };
 
-static void printf_null_(char *fmt, ...) { (void)fmt; }
+#define MSG_(__level__, __vm__, ...) do { ((__vm__) ? ((struct dcpu16 *)(__vm__))->msg_cb_ : dcpu16_msg_)((__level__), __VA_ARGS__); } while (0)
+#define MSG_INFO(__vm__,...) MSG_(DCPU16_MSG_INFO, __vm__, __VA_ARGS__)
+#define MSG_ERROR(__vm__,...) MSG_(DCPU16_MSG_ERROR, __vm__, __VA_ARGS__)
+#ifdef DEBUG
+#define MSG_DEBUG(__vm__,...) MSG_(DCPU16_MSG_DEBUG, __vm__, __VA_ARGS__)
+#else /* DEBUG */
+#define MSG_DEBUG(__vm__,...) do {} while (0)
+#endif /* DEBUG */
+#ifdef DEBUG_DECODE
+#define MSG_DEBUG_DECODE (DCPU16_MSG_DEBUG + 2)
+#endif /* DEBUG_DECODE
 
-/* some default warning and debug reporting functions, which can be overridden by clients */
-#define WARN(...) do { if (warn_cb_) warn_cb_(__VA_ARGS__); } while (0)
-static inline void warn_(char *fmt, ...) __attribute__((format(printf, 1, 2)));
+/* messages could be sent nowhere */
+static void msg_null_(unsigned int l, char *fmt, ...) { (void)l, (void)fmt; }
+
+/* messages default to standard streams */
+static void msg_default_(unsigned int, char *, ...) __attribute__((format(printf, 2, 3)));
 static inline
-void warn_(char *fmt, ...) {
+void msg_default_(unsigned int l, char *fmt, ...) {
+    static const char * const msg_tag_[] = { "info", "error", "debug" };
+    FILE *f = (l <= DCPU16_MSG_INFO) ? stderr : stdout;
     va_list ap;
 
-    fprintf(stderr, "[warning] ");
+    if (l < sizeof msg_tag_ / sizeof *msg_tag_)
+        fprintf(f, "[%s] ", msg_tag_[l]);
+    else
+        fprintf(f, "[%u] ", l);
+
     va_start(ap, fmt);
-    vfprintf(stderr, fmt, ap);
+    vfprintf(f, fmt, ap);
     va_end(ap);
-    fprintf(stderr, "\n");
-    fflush(stderr);
-}
-static void (*warn_cb_)(char *fmt, ...) = warn_;
-void dcpu16_warn_cb_set(void (*fn)(char *fmt, ...)) {
-    if (fn)
-        warn_cb_ = fn;
-    else
-        warn_cb_ = printf_null_;
+
+    fprintf(f, "\n");
+
+    fflush(f);
 }
 
-#ifdef DEBUG
-#define TRACE(...) do { if (trace_cb_) trace_cb_(__VA_ARGS__); } while (0)
-static inline void trace_(char *fmt, ...) __attribute__((format(printf, 1, 2)));
-static inline
-void trace_(char *fmt, ...) {
-    va_list ap;
+/*  dcpu16 message callback
+ *  This function pointer is copied into newly instantiated dcpu16 structures,
+ *  and is invoked directly for messages independant of a dcpu16 context.
+ */
+dcpu16_msg_cb_t *dcpu16_msg_ = msg_default_;
 
-    fprintf(stdout, "[debug] ");
-    va_start(ap, fmt);
-    vfprintf(stdout, fmt, ap);
-    va_end(ap);
-    fprintf(stdout, "\n");
-    fflush(stdout);
+/* set a new default message callback */
+/* returns the previous setting */
+dcpu16_msg_cb_t *dcpu16_msg_set_default(dcpu16_msg_cb_t *msg_cb) {
+    dcpu16_msg_cb_t *r = dcpu16_msg_;
+    dcpu16_msg_ = msg_cb ? msg_cb : msg_null_;
+    return r;
 }
-#else /* DEBUG */
-#define TRACE(...) do {} while(0)
-#endif /* DEBUG */
-static void (*trace_cb_)(char *fmt, ...) =
-#ifdef DEBUG
-    trace_
-#else /* DEBUG */
-    NULL
-#endif
-    ;
-void dcpu16_trace_cb_set(void (*fn)(char *fmt, ...)) {
-    if (fn)
-        trace_cb_ = fn;
-    else
-        trace_cb_ = printf_null_;
+/* set a new callback */
+dcpu16_msg_cb_t *dcpu16_msg_set(struct dcpu16 *vm, dcpu16_msg_cb_t *msg_cb) {
+    dcpu16_msg_cb_t *r = vm->msg_cb_;
+    vm->msg_cb_ = msg_cb ? msg_cb : msg_null_;
+    return r;
 }
 
-
 /*  acct_event_
  *  invokes callbacks for specified event
  */
@@ -120,7 +121,8 @@ void acct_event_(struct dcpu16 *vm, dcpu16_acct_event ev, DCPU16_WORD addr) {
 
     for (i = 0; i < vm->cb_table_entries_; i++) {
         if ( (cb[i].mask & ev) )
-            cb[i].fn(vm, ev, addr, cb[i].data);
+            if (addr >= cb[i].addr_l && addr <= cb[i].addr_h)
+                cb[i].fn(vm, ev, addr, cb[i].data);
     }
 }
 
@@ -134,7 +136,7 @@ int interrupt_enqueue_(struct dcpu16 *vm, DCPU16_WORD message) {
 
     if (vm->interrupts_tail_ == vm->interrupts_head_) {
         vm->on_fire_ = 1;
-        WARN("interrupt queue overflow (system is now on fire)");
+        MSG_INFO(vm, "interrupt queue overflow (system is now on fire)");
         return -1;
     }
 
@@ -146,7 +148,7 @@ DCPU16_WORD interrupt_dequeue_(struct dcpu16 *vm) {
     DCPU16_WORD message;
 
     if (vm->interrupts_tail_ == vm->interrupts_head_) {
-        WARN("interrupt underflow");
+        MSG_INFO(vm, "interrupt underflow");
         return 0;
     }
 
@@ -164,15 +166,16 @@ void dcpu16_cycle_inc(struct dcpu16 *vm, unsigned int n) {
     while (n--) {
         /* new cycle */
         vm->cycle_ += 1;
-        TRACE("%s>> starting cycle %llu", vm->cycle_);
+        MSG_DEBUG(vm, "%s>> starting cycle %llu", __func__, vm->cycle_);
 
         /* signal interested cycle hooks */
         acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_CYCLE, vm->reg[DCPU16_REG_PC]);
 
         /* signal attached hardware */
         for (i = 0; i < vm->hw_table_entries_; i++) {
-            TRACE("%s>> notifying %s", __func__, vm->hw_table_[i].name_);
-            vm->hw_table_[i].cycle(vm, &vm->hw_table_[i]);
+            MSG_DEBUG(vm, "%s>> notifying %s", __func__, vm->hw_table_[i].mod->name_);
+            if (vm->hw_table_[i].mod->cycle)
+                vm->hw_table_[i].mod->cycle(vm, &vm->hw_table_[i]);
         }
     }
 }
@@ -191,143 +194,219 @@ void dcpu16_cycle_inc(struct dcpu16 *vm, unsigned int n) {
  * decoding next operand..
  *
  */
+#define EWHAT_NONE  (0)
+#define EWHAT_REG   (1<<1)
+#define EWHAT_RAM   (1<<2)
 static inline
 void value_decode_(struct dcpu16 *vm, DCPU16_WORD value, unsigned int value_is_a, DCPU16_WORD value_data,
-                  DCPU16_WORD *work_v, DCPU16_WORD **v, DCPU16_WORD *e_addr,
+                  DCPU16_WORD *work_v, DCPU16_WORD **v, DCPU16_WORD *e_addr, enum dcpu16_register_indexes *e_reg, unsigned int *e_what,
                   short *pc_adjust, short *sp_adjust, unsigned int *cycle_adjust) {
     assert(value <= 0x3f);
 
     DCPU16_WORD pc = (DCPU16_WORD)(vm->reg[DCPU16_REG_PC] + *pc_adjust),
                 sp = (DCPU16_WORD)(vm->reg[DCPU16_REG_SP] + *sp_adjust);
 
-    TRACE("%s>> is_a:%u pc:0x%04x sp:0x%04x value_data:0x%04x\n", 
-          __func__,
-          value_is_a,
-          pc,
-          sp,
-          value_data);
+    (void)pc;
+
+#ifdef DEBUG_DECODE
+    MSG_(MSG_DEBUG_DECODE, vm ,"%s>> is_a:%u pc:0x%04x sp:0x%04x value_data:0x%04x\n", 
+                  __func__,
+                  value_is_a,
+                  pc,
+                  sp,
+                  value_data);
+#endif /* DEBUG_DECODE */
 
     if (value <= 0x07) { /* register */
-        *v = vm->reg + value;
-        TRACE("%s>>     %s (0x%04x)",
+        *e_what = EWHAT_REG;
+        *e_reg = value & 0x07;
+        *v = vm->reg + *e_reg;
+
+#ifdef DEBUG_DECODE
+        MSG_(MSG_DEBUG_DECODE, vm, "%s>>     %s (0x%04x)",
               __func__,
               dcpu16_reg_names[value],
               **v);
+#endif /* DEBUG_DECODE */
+
         return;
     }
 
     if (value <= 0x0f) { /* [register] */
-        *v = &(vm->ram[ vm->reg[value & 0x07] ]);
+        *e_what = EWHAT_RAM;
         *e_addr = vm->reg[value & 0x07];
-        TRACE("%s>>     [%s] [0x%04x] (0x%04x)",
+        *v = &(vm->ram[ *e_addr ]);
+        acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_REG_READ, value & 0x07);
+
+#ifdef DEBUG_DECODE
+        MSG_(MSG_DEBUG_DECODE, vm, "%s>>     [%s] [0x%04x] (0x%04x)",
               __func__,
               dcpu16_reg_names[value & 0x07],
               vm->reg[value & 0x07],
               **v);
+#endif /* DEBUG_DECODE */
+
         return;
     }
 
     if (value <= 0x17) { /* [next word + register] */
+        acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_REG_WRITE, DCPU16_REG_PC);
         *pc_adjust += 1; /* consume next word */
         *cycle_adjust += 1;
+        *e_what = EWHAT_RAM;
         *e_addr = value_data + vm->reg[value & 0x07];
+        acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_REG_READ, value & 0x07);
         *v = vm->ram + *e_addr;
-        TRACE("%s>>     [nextword + %s] [0x%04x + 0x%04x] (0x%04x)",
+
+#ifdef DEBUG_DECODE
+        MSG_(MSG_DEBUG_DECODE, vm, "%s>>     [nextword + %s] [0x%04x + 0x%04x] (0x%04x)",
               __func__,
               dcpu16_reg_names[value & 0x07],
               value_data,
               vm->reg[value & 0x07],
               **v);
+#endif /* DEBUG_DECODE */
+
         return;
     }
 
     switch (value) {
         case 0x18: /* PUSH/[--SP] or POP/[SP++] */
+        *e_what = EWHAT_RAM;
+        acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_REG_READ, DCPU16_REG_SP);
+        acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_REG_WRITE, DCPU16_REG_SP);
         if (value_is_a == 0) { /* b */
             *v = &(vm->ram[sp - 1]);
             *sp_adjust -= 1;
             *e_addr = sp - 1;
-            TRACE("%s>>     PUSH [0x%04x] (0x%04x)", __func__, sp - 1, **v);
+
+#ifdef DEBUG_DECODE
+            MSG_(MSG_DEBUG_DECODE, vm, "%s>>     PUSH [0x%04x] (0x%04x)", __func__, sp - 1, **v);
+#endif /* DEBUG_DECODE */
+
         } else { /* a */
             *v = &(vm->ram[sp]);
             *sp_adjust += 1;
             *e_addr = sp;
-            TRACE("%s>>     POP [0x%04x] (0x%04x)", __func__, sp, **v);
+
+#ifdef DEBUG_DECODE
+            MSG_(MSG_DEBUG_DECODE, vm, "%s>>     POP [0x%04x] (0x%04x)", __func__, sp, **v);
+#endif /* DEBUG_DECODE */
+
         }
         break;
 
         case 0x19: /* PEEK/[SP] */
+        acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_REG_READ, DCPU16_REG_SP);
+        *e_what = EWHAT_RAM;
         *v = &(vm->ram[sp]);
         *e_addr = sp;
-        TRACE("%s>>     PEEK [0x%04x] (0x%04x)",
+
+#ifdef DEBUG_DECODE
+        MSG_(MSG_DEBUG_DECODE, vm, "%s>>     PEEK [0x%04x] (0x%04x)",
               __func__,
               sp,
               **v);
+#endif /* DEBUG_DECODE */
         break;
 
         case 0x1a: /* PICK n */
+        acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_REG_READ, DCPU16_REG_SP);
+        *e_what = EWHAT_RAM;
         *pc_adjust += 1;
         *cycle_adjust += 1;
         *e_addr = sp + value_data;
         *v = vm->ram + *e_addr;
-        TRACE("%s>>     PICK 0x%04x [0x%04x] (0x%04x)",
+
+#ifdef DEBUG_DECODE
+        MSG_(MSG_DEBUG_DECODE, vm, "%s>>     PICK 0x%04x [0x%04x] (0x%04x)",
               __func__,
               value_data,
               sp + value_data,
               **v);
+#endif /* DEBUG_DECODE */
         break;
 
         case 0x1b: /* SP */
+        *e_reg = DCPU16_REG_SP;
+        *e_what = EWHAT_REG;
         *v = &(vm->reg[DCPU16_REG_SP]);
-        TRACE("%s>>     %s (0x%04x)",
+
+#ifdef DEBUG_DECODE
+        MSG_(MSG_DEBUG_DECODE, vm, "%s>>     %s (0x%04x)",
               __func__,
               dcpu16_reg_names[DCPU16_REG_SP],
               **v);
+#endif /* DEBUG_DECODE */
         break;
 
         case 0x1c: /* PC */
+        *e_reg = DCPU16_REG_PC;
+        *e_what = EWHAT_REG;
         *v = &(vm->reg[DCPU16_REG_PC]);
-        TRACE("%s>>     %s (0x%04x)",
+
+#ifdef DEBUG_DECODE
+        MSG_(MSG_DEBUG_DECODE, vm, "%s>>     %s (0x%04x)",
               __func__,
               dcpu16_reg_names[DCPU16_REG_PC],
               **v);
+#endif /* DEBUG_DECODE */
         break;
 
         case 0x1d: /* EX */
+        *e_reg = DCPU16_REG_EX;
+        *e_what = EWHAT_REG;
         *v = &(vm->reg[DCPU16_REG_EX]);
-        TRACE("%s>>     %s (0x%04x)",
+
+#ifdef DEBUG_DECODE
+        MSG_(MSG_DEBUG_DECODE, vm, "%s>>     %s (0x%04x)",
               __func__,
               dcpu16_reg_names[DCPU16_REG_EX],
               **v);
+#endif /* DEBUG_DECODE */
         break;
 
         case 0x1e: /* [next word] / [[pc++]] */
+        *e_what = EWHAT_RAM;
+        acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_REG_WRITE, DCPU16_REG_PC);
         *pc_adjust += 1;
         *cycle_adjust += 1;
         *e_addr = value_data;
         *v = vm->ram + *e_addr;
-        TRACE("%s>>     [nextword] [0x%04x] (0x%04x)",
+
+#ifdef DEBUG_DECODE
+        MSG_(MSG_DEBUG_DECODE, vm, "%s>>     [nextword] [0x%04x] (0x%04x)",
               __func__,
               value_data,
               **v);
+#endif /* DEBUG_DECODE */
         break;
 
         case 0x1f: /* next word (literal) / [pc++] */
+        *e_what = EWHAT_NONE;
+        acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_REG_WRITE, DCPU16_REG_PC);
         *pc_adjust += 1;
         *cycle_adjust += 1;
         *work_v = value_data;
         *v = work_v;
-        TRACE("%s>>     nextword (0x%04x)",
+
+#ifdef DEBUG_DECODE
+        MSG_(MSG_DEBUG_DECODE, vm, "%s>>     nextword (0x%04x)",
               __func__,
               **v);
+#endif /* DEBUG_DECODE */
         break;
 
         default: /* 0x20-0x3f: literal values 0xffff-0x1e */
+        *e_what = EWHAT_NONE;
         *work_v = (value & 0x1f) - 1;
         *v = work_v;
-        TRACE("%s>>     literal (0x%04x)",
+
+#ifdef DEBUG_DECODE
+        MSG_(MSG_DEBUG_DECODE, vm, "%s>>     literal (0x%04x)",
               __func__,
               **v);
+#endif /* DEBUG_DECODE */
     }
 }
 
@@ -348,19 +427,21 @@ struct opcode_entry {
 
 #define OP_TYPE(op_type) DCPU16_WORD *a, *b;\
     DCPU16_WORD ev_a_addr = 0, ev_b_addr = 0;\
+    enum dcpu16_register_indexes ev_a_reg = DCPU16_REG__NUM, ev_b_reg = DCPU16_REG__NUM;\
+    unsigned int ev_a_what = 0, ev_b_what = 0;\
     short pc_adjust = 0, sp_adjust = 0;\
     unsigned int cycle_adjust = 0;\
     do {\
         op_type;\
         value_decode_(vm, val_a, 1, val_a_data,\
-                      &vm->reg_work_[1], &a, &ev_a_addr,\
+                      &vm->reg_work_[1], &a, &ev_a_addr, &ev_a_reg, &ev_a_what,\
                       &pc_adjust, &sp_adjust, &cycle_adjust);\
         vm->reg[DCPU16_REG_SP] += sp_adjust;\
-        dcpu16_cycle_inc(vm, cycle_adjust);\
+        if (cycle_adjust) dcpu16_cycle_inc(vm, cycle_adjust);\
     } while (0)
-#define OP_NBI_ (void)val_b, (void)b, (void)ev_b_addr, (void)val_b_data
+#define OP_NBI_ (void)val_b, (void)b, (void)ev_b_addr, (void)val_b_data, (void)ev_b_reg, (void)ev_b_what
 #define OP_BASIC_ value_decode_(vm, val_b, 0, val_b_data,\
-                                &vm->reg_work_[0], &b, &ev_b_addr,\
+                                &vm->reg_work_[0], &b, &ev_b_addr, &ev_b_reg, &ev_b_what,\
                                 &pc_adjust, &sp_adjust, &cycle_adjust)
 #define OP_BASIC(x) OP_TYPE(OP_BASIC_)
 #define OP_NBI(x) OP_TYPE(OP_NBI_)
@@ -371,9 +452,20 @@ struct opcode_entry {
     accounting helpers, these fire off the related callbacks for memory reads,
     memory writes, and execution of reserved instructions
  */
-#define ACCT_R(addr) do { acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_READ, addr); } while (0)
-#define ACCT_W(addr) do { acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_WRITE, addr); } while (0)
 #define ACCT_ILL(addr) do { acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_NOP, addr); } while (0)
+#define ACCT_RAM_R(addr) do { acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_READ, addr); } while (0)
+#define ACCT_RAM_W(addr) do { acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_WRITE, addr); } while (0)
+#define ACCT_REG_R(reg) do { acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_REG_READ, reg); } while (0)
+#define ACCT_REG_W(reg) do { acct_event_(vm, DCPU16_ACCT_EV_REG_WRITE, reg); } while (0)
+
+#define ACCT_R(__x__) do {\
+    if (ev_##__x__##_what & EWHAT_REG) ACCT_REG_R(ev_##__x__##_reg);\
+    if (ev_##__x__##_what & EWHAT_RAM) ACCT_RAM_R(ev_##__x__##_addr);\
+} while (0)
+#define ACCT_W(__x__) do {\
+    if (ev_##__x__##_what & EWHAT_REG) ACCT_REG_W(ev_##__x__##_reg);\
+    if (ev_##__x__##_what & EWHAT_RAM) ACCT_RAM_W(ev_##__x__##_addr);\
+} while (0)
 
 /* extended opcodes */
 
@@ -390,42 +482,53 @@ OP_IMPL(nbi__reserved_) {
 
     /* fire an illegal instruction event for current instruction */
     DCPU16_WORD future_opcode = (vm->ram[vm->reg[DCPU16_REG_PC] - pc_adjust] >> (OPCODE_BASIC_BITS + OPCODE_OPERAND_B_BITS));
-    WARN("reserved future opcode 0x%04x invoked", future_opcode);
+
+    MSG_INFO(vm, "reserved future opcode 0x%04x invoked", future_opcode);
 
     ACCT_ILL(vm->reg[DCPU16_REG_PC] - pc_adjust);
+
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 1);
 }
 
 OP_IMPL(nbi_jsr) {
     OP_NBI(nbi_jsr);
     /* pushes the address of the next instruction to the stack, then sets PC to a */
 
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(a);
 
+    ACCT_REG_R(DCPU16_REG_PC);
+    ACCT_REG_R(DCPU16_REG_SP);
     vm->ram[ --vm->reg[DCPU16_REG_SP] ] = vm->reg[DCPU16_REG_PC];
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_SP);
+    ACCT_RAM_W(vm->reg[DCPU16_REG_SP] + 1);
+
     vm->reg[DCPU16_REG_PC] = *a;
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_PC);
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
 
-    ACCT_W(vm->reg[DCPU16_REG_SP] + 1);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
 }
 
 OP_IMPL(nbi__reserved2_) {
     OP_NBI(nbi__reserved2_);
     /* reserved */
 
-    WARN("reserved nbi opcode invoked");
+    MSG_INFO(vm, "reserved nbi opcode invoked");
 
     ACCT_ILL(vm->reg[DCPU16_REG_PC] - pc_adjust);
+
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 1);
 }
 
 OP_IMPL(nbi_int) {
     OP_NBI(nbi_int);
 
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(a);
 
+    ACCT_REG_R(DCPU16_REG_IA);
     if (vm->reg[DCPU16_REG_IA]) {
         if ( interrupt_enqueue_(vm, *a) ) {
-            WARN("failed to queue interrupt");
+            MSG_INFO(vm, "failed to queue interrupt");
             return;
         }
 
@@ -433,10 +536,25 @@ OP_IMPL(nbi_int) {
             return;
 
         vm->interrupts_deferred_ = 1;
+
+        ACCT_REG_R(DCPU16_REG_PC);
+        ACCT_REG_R(DCPU16_REG_SP);
         vm->ram[--vm->reg[DCPU16_REG_SP]] = vm->reg[DCPU16_REG_PC];
+        ACCT_RAM_W(vm->reg[DCPU16_REG_SP] + 1);
+        ACCT_REG_W(DCPU16_REG_SP);
+
+        ACCT_REG_R(DCPU16_REG_A);
+        ACCT_REG_R(DCPU16_REG_SP);
         vm->ram[--vm->reg[DCPU16_REG_SP]] = vm->reg[DCPU16_REG_A];
+        ACCT_RAM_W(vm->reg[DCPU16_REG_SP] + 1);
+        ACCT_REG_W(DCPU16_REG_SP);
+
+        ACCT_REG_R(DCPU16_REG_IA);
         vm->reg[DCPU16_REG_PC] = vm->reg[DCPU16_REG_IA];
-        vm->reg[0] = *a;
+        ACCT_REG_W(DCPU16_REG_PC);
+
+        vm->reg[DCPU16_REG_A] = *a;
+        ACCT_REG_W(DCPU16_REG_A);
     }
 
     dcpu16_cycle_inc(vm, 4);
@@ -445,30 +563,45 @@ OP_IMPL(nbi_int) {
 OP_IMPL(nbi_iag) {
     OP_NBI(nbi_iag);
 
+    ACCT_REG_R(DCPU16_REG_IA);
     *a = vm->reg[DCPU16_REG_IA];
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 1);
+    ACCT_W(a);
 
-    ACCT_W(ev_a_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 1);
 }
 
 OP_IMPL(nbi_ias) {
     OP_NBI(nbi_ias);
 
+    ACCT_R(a);
+
     vm->reg[DCPU16_REG_IA] = *a;
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_IA);
 
     dcpu16_cycle_inc(vm, 1);
-
-    ACCT_R(ev_a_addr);
 }
 
 /* does this just ignore its operand? */
 OP_IMPL(nbi_rfi) {
     OP_NBI(nbi_rfi);
 
+    /* well, it consumes the argument, currently, so I guess pretend like we care */
+    ACCT_R(a);
+
     vm->interrupts_deferred_ = 0;
+
+    ACCT_REG_R(DCPU16_REG_SP);
+    ACCT_RAM_R(vm->reg[DCPU16_REG_SP]);
     vm->reg[DCPU16_REG_A] = vm->ram[vm->reg[DCPU16_REG_SP]++];
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_A);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_SP);
+
+    ACCT_REG_R(DCPU16_REG_SP);
+    ACCT_RAM_R(vm->reg[DCPU16_REG_SP]);
     vm->reg[DCPU16_REG_PC] = vm->ram[vm->reg[DCPU16_REG_SP]++];
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_PC);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_SP);
 
     dcpu16_cycle_inc(vm, 3);
 }
@@ -476,6 +609,8 @@ OP_IMPL(nbi_rfi) {
 OP_IMPL(nbi_iaq) {
     OP_NBI(nbi_iaq);
 
+    ACCT_R(a);
+
     if (*a) {
         vm->interrupts_deferred_ = 1;
     } else {
@@ -483,16 +618,13 @@ OP_IMPL(nbi_iaq) {
     }
 
     dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
-
-    ACCT_R(ev_a_addr);
 }
 
 OP_IMPL(nbi_hwn) {
     OP_NBI(nbi_hwn);
 
-    ACCT_W(ev_a_addr);
-
     *a = vm->hw_table_entries_;
+    ACCT_W(a);
 
     dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
 }
@@ -500,23 +632,28 @@ OP_IMPL(nbi_hwn) {
 OP_IMPL(nbi_hwq) {
     OP_NBI(nbi_hwq);
 
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(a);
 
     if (*a >= vm->hw_table_entries_) {
-        WARN("hardware query for non-extant device 0x%04x", *a);
+        MSG_INFO(vm, "hardware query for non-extant device 0x%04x", *a);
         vm->reg[DCPU16_REG_A] = 0;
         vm->reg[DCPU16_REG_B] = 0;
         vm->reg[DCPU16_REG_C] = 0;
         vm->reg[DCPU16_REG_X] = 0;
         vm->reg[DCPU16_REG_Y] = 0;
-        return;
+    } else {
+        vm->reg[DCPU16_REG_A] = vm->hw_table_[*a].mod->id_l;
+        vm->reg[DCPU16_REG_B] = vm->hw_table_[*a].mod->id_h;
+        vm->reg[DCPU16_REG_C] = vm->hw_table_[*a].mod->ver;
+        vm->reg[DCPU16_REG_X] = vm->hw_table_[*a].mod->mfg_l;
+        vm->reg[DCPU16_REG_Y] = vm->hw_table_[*a].mod->mfg_h;
     }
 
-    vm->reg[DCPU16_REG_A] = vm->hw_table_[*a].id_l;
-    vm->reg[DCPU16_REG_B] = vm->hw_table_[*a].id_h;
-    vm->reg[DCPU16_REG_C] = vm->hw_table_[*a].ver;
-    vm->reg[DCPU16_REG_X] = vm->hw_table_[*a].mfg_l;
-    vm->reg[DCPU16_REG_Y] = vm->hw_table_[*a].mfg_h;
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_A);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_B);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_C);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_X);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_Y);
 
     dcpu16_cycle_inc(vm, 4);
 }
@@ -524,27 +661,28 @@ OP_IMPL(nbi_hwq) {
 OP_IMPL(nbi_hwi) {
     OP_NBI(nbi_hwi);
 
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(a);
 
     if (*a > vm->hw_table_entries_) {
-        WARN("interrupt for non-extant device 0x%04x", *a);
+        MSG_INFO(vm, "interrupt for non-extant device 0x%04x", *a);
         return;
     }
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 4);
-    if (vm->hw_table_[*a].hwi)
-        vm->hw_table_[*a].hwi(vm, &vm->hw_table_[*a]);
+    if (vm->hw_table_[*a].mod->hwi)
+        vm->hw_table_[*a].mod->hwi(vm, &vm->hw_table_[*a]);
     else
-        WARN("hardware 0x%04x has no interrupt handler", *a);
+        MSG_INFO(vm, "hardware 0x%04x has no interrupt handler", *a);
+
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 4);
 }
 
 OP_IMPL(nbi_hcf) {
     OP_NBI(nbi_hcf);
 
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(a);
 
     vm->on_fire_ = 1;
-    WARN("system on fire");
+    MSG_INFO(vm, "system on fire");
 
     dcpu16_cycle_inc(vm, 9);
 }
@@ -595,7 +733,7 @@ OP_IMPL(_nbi_) {
 
     assert(e->impl != NULL);
 
-    TRACE(">> %s 0x%04x", e->name, val_b);
+    MSG_DEBUG(vm, "%s>> %s 0x%04x", __func__, e->name, val_b);
     e->impl(vm, 0, 0, val_a, val_a_data);
 }
 
@@ -603,7 +741,7 @@ OP_IMPL(set) {
     OP_BASIC(set);
     /* sets b to a */
 
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(a);
 
     /*
         if b is a literal, it's aimed at a scratch register,
@@ -611,9 +749,9 @@ OP_IMPL(set) {
      */
     *b = *a;
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 1);
+    ACCT_W(b);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 1);
 }
 
 OP_IMPL(add) {
@@ -621,15 +759,17 @@ OP_IMPL(add) {
     /* sets b to b+a, sets EX to 0x0001 if there's an overflow, 0x0 otherwise */
     unsigned int acc = *b + *a;
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     *b = acc;
     vm->reg[DCPU16_REG_EX] = (acc > 0xffff);
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_EX);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    ACCT_W(b);
+
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
 }
 
 OP_IMPL(sub) {
@@ -637,15 +777,17 @@ OP_IMPL(sub) {
     /* sets b to b-a, sets EX to 0xffff if there's an underflow, 0x0 otherwise */
     unsigned int acc = *b - *a;
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     *b = acc;
     vm->reg[DCPU16_REG_EX] = (acc > 0xffff);
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_EX);
+
+    ACCT_W(b);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
 }
 
 OP_IMPL(mul) {
@@ -653,15 +795,17 @@ OP_IMPL(mul) {
     /* sets b to b*a, unsigned, sets EX to ((b*a)>>16)&0xffff */
     unsigned int acc = *b * *a;
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     *b = acc;
     vm->reg[DCPU16_REG_EX] = acc >> 16;
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_EX);
+
+    ACCT_W(b);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
 }
 
 OP_IMPL(mli) {
@@ -669,23 +813,25 @@ OP_IMPL(mli) {
     /* sets b to b*a, signed */
     int acc = (short)*b * (short)*a;
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     *b = acc;
     vm->reg[DCPU16_REG_EX] = acc >> 16;
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_EX);
+
+    ACCT_W(b);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
 }
 
 OP_IMPL(div) {
     OP_BASIC(div);
     /* sets b to b/a, sets EX to ((b<<16)/a)&0xffff. if a==0, sets a and EX to 0 instead. */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     if (*a == 0) {
         *b = 0;
@@ -695,17 +841,19 @@ OP_IMPL(div) {
         vm->reg[DCPU16_REG_EX] = (*b << 16) / *a;
     }
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 3);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_EX);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    ACCT_W(b);
+
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 3);
 }
 
 OP_IMPL(dvi) {
     OP_BASIC(dvi);
     /* sets b to b/a, signed, round towards 0 */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     if (*a == 0) {
         *b = 0;
@@ -715,17 +863,18 @@ OP_IMPL(dvi) {
         vm->reg[DCPU16_REG_EX] = (short)(*b << 16) / (short)*a;
     }
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 3);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_EX);
+    ACCT_W(b);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 3);
 }
 
 OP_IMPL(mod) {
     OP_BASIC(mod);
     /* sets b to b%a. if a==0, sets b to 0 instead. */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     if (*a == 0) {
         *b = 0;
@@ -733,17 +882,17 @@ OP_IMPL(mod) {
         *b = *b % *a;
     }
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 3);
+    ACCT_W(a);
 
-    ACCT_W(ev_a_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 3);
 }
 
 OP_IMPL(mdi) {
     OP_BASIC(mdi);
     /* sets b to b%a, signed */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     if (*a == 0) {
         *b = 0;
@@ -751,51 +900,51 @@ OP_IMPL(mdi) {
         *b = (short)*b % (short)*a;
     }
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 3);
+    ACCT_W(b);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 3);
 }
 
 OP_IMPL(and) {
     OP_BASIC(and);
     /* sets b to b&a */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     *b = *b & *a;
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 1);
+    ACCT_W(b);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 1);
 }
 
 OP_IMPL(bor) {
     OP_BASIC(bor);
     /* sets b to b|a */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     *b = *b | *a;
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 1);
+    ACCT_W(b);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 1);
 }
 
 OP_IMPL(xor) {
     OP_BASIC(xor);
     /* sets b to b^a */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     *b = *b ^ *a;
 
     dcpu16_cycle_inc(vm, 1);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    ACCT_W(b);
 }
 
 OP_IMPL(shr) {
@@ -803,17 +952,18 @@ OP_IMPL(shr) {
     /* sets b to b>>>a, sets EX to ((b<<16)>>a)&0xffff */
     unsigned int acc = *b >> *a;
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     *b = acc & 0xffff;
     vm->reg[DCPU16_REG_EX] = (*b << 16) >> *a;
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
+    MSG_ERROR(vm, "IMPLEMENT");
 
-    WARN("IMPLEMENT");
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_EX);
+    ACCT_W(b);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
 }
 
 OP_IMPL(asr) {
@@ -821,17 +971,18 @@ OP_IMPL(asr) {
     /* sets b to b>>a, sets EX to ((b<<16)>>>a)&0xffff (arithmetic shift) (treats b as signed) */
     unsigned int acc = *b << *a;
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     *b = acc & 0xffff;
     vm->reg[DCPU16_REG_EX] = (*b << 16) >> *a;
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
+    MSG_ERROR(vm, "IMPLEMENT");
 
-    WARN("IMPLEMENT");
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_EX);
+    ACCT_W(b);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
 }
 
 OP_IMPL(shl) {
@@ -839,24 +990,25 @@ OP_IMPL(shl) {
     /* sets b to b<<a, sets EX to ((b<<a)>>16)&0xffff */
     unsigned int acc = *b << *a;
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     *b = acc;
 
     vm->reg[DCPU16_REG_EX] = acc >> 16;
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_EX);
+    ACCT_W(b);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
 }
 
 OP_IMPL(ifb) {
     OP_BASIC(ifb);
     /* performs next instruction only if (b&a)!=0 */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     if ((*b & *a) != 0) {
         /* */
@@ -872,8 +1024,8 @@ OP_IMPL(ifc) {
     OP_BASIC(ifc);
     /* performs next instruction only if (b&a)==0 */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     if ((*b & *a) == 0) {
         /* */
@@ -889,8 +1041,8 @@ OP_IMPL(ife) {
     OP_BASIC(ife);
     /* performs next instruction only if b==a */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     if (*b == *a) {
         /* */
@@ -906,8 +1058,8 @@ OP_IMPL(ifn) {
     OP_BASIC(ifn);
     /* performs next instruction only if b!=a */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     if (*b != *a) {
         /* */
@@ -923,8 +1075,8 @@ OP_IMPL(ifg) {
     OP_BASIC(ifg);
     /* performs next instruction only if b>a */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     if (*b > *a) {
         /* */
@@ -940,8 +1092,8 @@ OP_IMPL(ifa) {
     OP_BASIC(ifa);
     /* performs next instruction only if b>a (signed) */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     if (*b > *a) {
         /* */
@@ -957,8 +1109,8 @@ OP_IMPL(ifl) {
     OP_BASIC(ifl);
     /* performs next instruction only if b<a */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     if (*b < *a) {
         /* */
@@ -974,8 +1126,8 @@ OP_IMPL(ifu) {
     OP_BASIC(ifu);
     /* performs next instruction only if b<a (signed) */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     if (*b < *a) {
         /* */
@@ -992,8 +1144,10 @@ OP_IMPL(adx) {
     /* sets b to b+a+EX, sets EX to 0x0001 if overflow, 0x0 otherwise */
     unsigned int acc;
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
+
+    ACCT_REG_R(DCPU16_REG_EX);
 
     acc = *b + *a + vm->reg[DCPU16_REG_EX];
     *b = acc & 0xffff;
@@ -1002,9 +1156,10 @@ OP_IMPL(adx) {
     else
         vm->reg[DCPU16_REG_EX] = 0x0000;
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 3);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_EX);
+    ACCT_W(b);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 3);
 }
 
 OP_IMPL(sbx) {
@@ -1012,8 +1167,10 @@ OP_IMPL(sbx) {
     /* sets b to b-a+EX, sets EX to 0xffff if underflow, 0x0 otherwise */
     unsigned int acc;
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
+
+    ACCT_REG_R(DCPU16_REG_EX);
 
     acc = *b - *a + vm->reg[DCPU16_REG_EX];
     *b = acc & 0xffff;
@@ -1022,47 +1179,55 @@ OP_IMPL(sbx) {
     else
         vm->reg[DCPU16_REG_EX] = 0;
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 3);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_EX);
+
+    ACCT_W(b);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 3);
 }
 
 OP_IMPL(sti) {
     OP_BASIC(sti);
     /* sets b to a, then increases I and J by 1 */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     *b = *a;
     vm->reg[DCPU16_REG_I] += 1;
     vm->reg[DCPU16_REG_J] += 1;
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_I);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_J);
+
+    ACCT_W(b);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
 }
 
 OP_IMPL(std) {
     OP_BASIC(std);
     /* sets b to a, then decreases I and J by 1 */
 
-    ACCT_R(ev_b_addr);
-    ACCT_R(ev_a_addr);
+    ACCT_R(b);
+    ACCT_R(a);
 
     *b = *a;
     vm->reg[DCPU16_REG_I] -= 1;
     vm->reg[DCPU16_REG_J] -= 1;
 
-    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_I);
+    ACCT_REG_W(DCPU16_REG_J);
+
+    ACCT_W(b);
 
-    ACCT_W(ev_b_addr);
+    dcpu16_cycle_inc(vm, 2);
 }
 
 OP_IMPL(_reserved_) {
     OP_BASIC(_reserved_);
 
-    WARN("reserved opcode invoked");
+    MSG_INFO(vm, "reserved opcode invoked");
 
     ACCT_ILL(vm->reg[DCPU16_REG_PC] - pc_adjust);
 }
@@ -1102,32 +1267,74 @@ static const struct opcode_entry opcode_basic_entries[] = {
     {0x1f, "STD", op_std },
     {0x00, "", NULL }
 };
+#define OPCODE_BASIC_MAX (((sizeof(opcode_basic_entries)) / (sizeof(struct opcode_entry))) - 1)
 
 static inline
 void dump_operand_value_(DCPU16_WORD value, DCPU16_WORD nextword, unsigned int value_position) {
+    printf(" ");
     if (value <= 0x07) {
-        printf(" %s", dcpu16_reg_names[value]);
+        printf("%s", dcpu16_reg_names[value]);
     } else if (value <= 0x0f) {
-        printf(" [%s]", dcpu16_reg_names[value & 0x07]);
+        printf("[%s]", dcpu16_reg_names[value & 0x07]);
     } else if (value <= 0x17) {
-        printf(" [0x%04x + %s]", nextword, dcpu16_reg_names[value & 0x07]);
+        printf("[0x%04x + %s]", nextword, dcpu16_reg_names[value & 0x07]);
     } else switch (value) {
         case 0x18:
             if (value_position == 0) { /* b */
-                printf(" PUSH");
+                printf("PUSH");
+            } else {
+                printf("POP");
+            }
+            break;
+        case 0x19: printf("PEEK"); break;
+        case 0x1a: printf("PICK 0x%04x", nextword); break;
+        case 0x1b: printf("SP"); break;
+        case 0x1c: printf("PC"); break;
+        case 0x1d: printf("EX"); break;
+        case 0x1e: printf("[0x%04x]", nextword); break;
+        case 0x1f: printf("0x%04x", nextword); break;
+        default:   printf("0x%02x", value - 0x21);
+    }
+}
+
+static inline
+int operand_snprint_(char *buf, size_t buf_sz, DCPU16_WORD value, DCPU16_WORD nextword, unsigned int operand_is_a) {
+    int len;
+
+    len = snprintf(buf, buf_sz, " ");
+    if ((size_t)len >= buf_sz)
+        return -1;
+
+    buf += len, buf_sz -= len;
+
+    if (value <= 0x07) {
+        len = snprintf(buf, buf_sz, "%s", dcpu16_reg_names[value]);
+    } else if (value <= 0x0f) {
+        len = snprintf(buf, buf_sz, "[%s]", dcpu16_reg_names[value & 0x07]);
+    } else if (value <= 0x17) {
+        len = snprintf(buf, buf_sz, "[0x%04x + %s]", nextword, dcpu16_reg_names[value & 0x07]);
+    } else switch (value) {
+        case 0x18:
+            if (operand_is_a == 0) { /* b */
+                len = snprintf(buf, buf_sz, "PUSH");
             } else {
-                printf(" POP");
+                len = snprintf(buf, buf_sz, "POP");
             }
             break;
-        case 0x19: printf(" PEEK"); break;
-        case 0x1a: printf(" PICK 0x%04x", nextword); break;
-        case 0x1b: printf(" SP"); break;
-        case 0x1c: printf(" PC"); break;
-        case 0x1d: printf(" EX"); break;
-        case 0x1e: printf(" [0x%04x]", nextword); break;
-        case 0x1f: printf(" 0x%04x", nextword); break;
-        default:   printf(" 0x%02x", value - 0x21);
+        case 0x19: len = snprintf(buf, buf_sz, "PEEK"); break;
+        case 0x1a: len = snprintf(buf, buf_sz, "PICK 0x%04x", nextword); break;
+        case 0x1b: len = snprintf(buf, buf_sz, "SP"); break;
+        case 0x1c: len = snprintf(buf, buf_sz, "PC"); break;
+        case 0x1d: len = snprintf(buf, buf_sz, "EX"); break;
+        case 0x1e: len = snprintf(buf, buf_sz, "[0x%04x]", nextword); break;
+        case 0x1f: len = snprintf(buf, buf_sz, "0x%04x", nextword); break;
+        default:   len = snprintf(buf, buf_sz, "0x%02x", (short)(value - 0x21));
     }
+
+    if ((size_t)len >= buf_sz)
+        return -1;
+
+    return len;
 }
 
 
@@ -1158,7 +1365,8 @@ void instruction_decode_(DCPU16_WORD *mem, DCPU16_WORD addr,
         *a_data = NULL;
     }
 
-    TRACE("\n%s: [0x%04x]:0x%04x op:0x%02x b:0x%02x (b_data:0x%04x) a:0x%02x (a_data:0x%04x) len:0x%02x\n",
+#ifdef DEBUG_DECODE
+    MSG_(MSG_DEBUG_DECODE, NULL, "\n%s: [0x%04x]:0x%04x op:0x%02x b:0x%02x (b_data:0x%04x) a:0x%02x (a_data:0x%04x) len:0x%02x\n",
             __func__, 
             addr,
             mem[addr],
@@ -1168,6 +1376,7 @@ void instruction_decode_(DCPU16_WORD *mem, DCPU16_WORD addr,
             *a,
             *a_data ? **a_data : 0,
             *instr_len);
+#endif /* DEBUG_DECODE */
 }
 
 /*  dcpu16_mnemonify_buf
@@ -1176,6 +1385,7 @@ void instruction_decode_(DCPU16_WORD *mem, DCPU16_WORD addr,
 DCPU16_WORD dcpu16_mnemonify_buf(DCPU16_WORD *buf) {
     DCPU16_WORD opcode, b, a, instr_len, *b_data, *a_data;
     const struct opcode_entry *e;
+    char operand[16];
 
     instruction_decode_(buf, 0, &opcode, &b, &b_data, &a, &a_data, &instr_len);
 
@@ -1187,12 +1397,13 @@ DCPU16_WORD dcpu16_mnemonify_buf(DCPU16_WORD *buf) {
     printf("%s", e->name);
 
     if (opcode) {
-        dump_operand_value_(b, b_data ? *b_data : 0, 0);
-        printf(",");
+        operand_snprint_(operand, sizeof operand, b, b_data ? *b_data : 0, 0);
+        printf("%s,", operand);
     }
 
     if (opcode || b) {
-        dump_operand_value_(a, a_data ? *a_data : 0, 1);
+        operand_snprint_(operand, sizeof operand, a, a_data ? *a_data : 0, 1);
+        printf("%s", operand);
     }
 
     return instr_len;
@@ -1250,7 +1461,7 @@ DCPU16_WORD dcpu16_disassemble_print(struct dcpu16 *vm, DCPU16_WORD addr) {
 }
 
 int dcpu16_interrupt(struct dcpu16 *vm, DCPU16_WORD message) {
-    TRACE("%s>> message:0x%04x", __func__, message);
+    MSG_DEBUG(vm, "%s>> message:0x%04x", __func__, message);
     return interrupt_enqueue_(vm, message);
 }
 
@@ -1269,19 +1480,16 @@ void dcpu16_step(struct dcpu16 *vm) {
     vm->reg[DCPU16_REG_PC] += instr_len;
 
     /* run the operation */
-    for (e = opcode_basic_entries; e->impl; e++) {
-        if (e->value == opcode) {
-            TRACE("%s>> %s 0x%04x, 0x%04x", __func__, e->name, b, a);
-            e->impl(vm, b, b_data ? *b_data : 0, a, a_data ? *a_data : 0);
-            break;
-        }
-    }
+    e = opcode_basic_entries + opcode;
+    MSG_DEBUG(vm, "%s", e->name ? e->name : "???");
+    e->impl(vm, b, b_data ? *b_data : 0, a, a_data ? *a_data : 0);
+
 
     /* and jump over next instr(s) if needed */
     while (vm->skip_) {
         instruction_decode_(vm->ram, vm->reg[DCPU16_REG_PC], &opcode, &b, &b_data, &a, &a_data, &instr_len);
         vm->reg[DCPU16_REG_PC] += instr_len;
-        TRACE("++ SKIPPED %x words", instr_len);
+        MSG_DEBUG(vm, "%s>> ++ SKIPPED %x words", __func__, instr_len);
         if (opcode >= 0x10 && opcode <= 0x17) {
             /* skipping a branch instruction? skip branch's skippable instruction as well */
             dcpu16_cycle_inc(vm, 1);
@@ -1297,11 +1505,12 @@ void dcpu16_step(struct dcpu16 *vm) {
             DCPU16_WORD message;
             message = interrupt_dequeue_(vm);
 
-            TRACE("%s>> %s interrupt IA:0x%04x message:0x%04x",
-                  __func__,
-                  vm->reg[DCPU16_REG_IA] ? "servicing" : "ignoring",
-                  vm->reg[DCPU16_REG_IA],
-                  message);
+            MSG_DEBUG(vm, "%s>> %s interrupt IA:0x%04x message:0x%04x",
+                      __func__,
+                      vm->reg[DCPU16_REG_IA] ? "servicing" : "ignoring",
+                      vm->reg[DCPU16_REG_IA],
+                      message);
+
             if (vm->reg[DCPU16_REG_IA]) {
                 /* then service the next interrupt */
                 vm->interrupts_deferred_ = 1;
@@ -1314,68 +1523,30 @@ void dcpu16_step(struct dcpu16 *vm) {
     }
 }
 
-/*
-    print the current state of the machine
-    shows current cycle count, registers, and next instruction
-*/
-void dcpu16_state_print(struct dcpu16 *vm) {
-    unsigned int i;
-
-    if (!vm) return;
-
-    printf("  ");
-    for (i = 0; i < 8; i++)
-        printf("  %s:0x%04x", dcpu16_reg_names[i], vm->reg[i]);
-    printf("\n");
-
-    printf("(0x%08llx) %2s:0x%04x %2s:0x%04x %2s:0x%04x %2s:0x%04x [%2s]:",
-           vm->cycle_,
-           dcpu16_reg_names[DCPU16_REG_EX], vm->reg[DCPU16_REG_EX],
-           dcpu16_reg_names[DCPU16_REG_SP], vm->reg[DCPU16_REG_SP],
-           dcpu16_reg_names[DCPU16_REG_PC], vm->reg[DCPU16_REG_PC],
-           dcpu16_reg_names[DCPU16_REG_IA], vm->reg[DCPU16_REG_IA],
-           "PC");
-
-    dcpu16_disassemble_print(vm, vm->reg[DCPU16_REG_PC]);
-    printf("\n");
-}
-
-/*  dcpu16_dump_ram
- *  print raw ram contents from start to stop
- */
-void dcpu16_dump_ram(struct dcpu16 *vm, DCPU16_WORD start, DCPU16_WORD end) {
-    unsigned int i, j;
-    const unsigned int n = 8; /* words per line */
-
-    if (!vm) return;
-
-    for (i = start, j = 0; i <= end; i++, j++) {
-        if (j % n == 0)
-            printf("0x%04x:\t", i);
-        printf(" %04x%s", vm->ram[i], (j % n) == (n - 1) ? "\n" : "");
-    }
-    if ((j % n) != (n - 1))
-        printf("\n");
-}
 
 /* instantiate a new 'hardware' device */
 struct dcpu16_hw *dcpu16_hw_new(struct dcpu16 *vm, struct dcpu16_hw_module *mod, void *data) {
     struct dcpu16_hw *hw;
 
-    hw = calloc(1, sizeof *hw);
+    MSG_DEBUG(vm, "%s>> mod:%p data:%p", __func__, mod, data);
+
+    hw = malloc(sizeof *hw);
     if (hw == NULL) {
-        vm->warn_cb_("%s():%s", "calloc", strerror(errno));
+        MSG_ERROR(vm, "%s():%s", "malloc", strerror(errno));
         return NULL;
     }
-    memcpy(hw, mod->template, sizeof *hw);
     hw->vm = vm;
+    hw->mod = mod;
 
-    if (mod->data_init(hw, data)) {
-        vm->warn_cb_("failed to init hw module data");
-        free(hw);
-        return NULL;
+    if (mod->data_init) {
+        if (mod->data_init(hw, data)) {
+            MSG_ERROR(vm, "failed to init hw module data");
+            free(hw);
+            return NULL;
+        }
+    } else {
+        hw->data = NULL;
     }
-    hw->data_free = mod->data_free;
 
     return hw;
 }
@@ -1384,8 +1555,12 @@ struct dcpu16_hw *dcpu16_hw_new(struct dcpu16 *vm, struct dcpu16_hw_module *mod,
 void dcpu16_hw_del(struct dcpu16_hw **hw) {
     if (hw) {
         if (*hw) {
-            if ((*hw)->data_free) {
-                (*hw)->data_free(*hw);
+            MSG_DEBUG((*hw)->vm, "%s>> hw:%p",
+                                 __func__,
+                                 *hw);
+
+            if ((*hw)->mod->data_free) {
+                (*hw)->mod->data_free(*hw);
             }
             free(*hw);
             *hw = NULL;
@@ -1393,22 +1568,48 @@ void dcpu16_hw_del(struct dcpu16_hw **hw) {
     }
 }
 
-/*  dcpu16_hw_add
+/*  dcpu16_hw_ctl
+ *  invokes per-module controls for hw device
+ */
+int dcpu16_hw_ctl(struct dcpu16_hw *hw, const char *cmd, void *data_in, void *data_out) {
+    if (!hw)
+        return -1;
+
+    MSG_DEBUG(hw->vm, "%s>> name:%s cmd:%s in:%p out:%p",
+                      __func__,
+                      hw->mod->name_,
+                      cmd,
+                      data_in,
+                      data_out);
+
+    if (hw->mod) {
+        if (hw->mod->ctl) {
+            if (cmd) {
+                return hw->mod->ctl(hw, cmd, data_in, data_out);
+            }
+        }
+    }
+
+    return 0;
+}
+
+
+/*  dcpu16_hw_attach
  *  registers new 'hardware' device with system
  */
 int dcpu16_hw_attach(struct dcpu16 *vm, struct dcpu16_hw *hw) {
     if (!vm || !hw)
         return -1;
 
-    TRACE("%s>> name:%s ID:0x%04x%04x MFG:0x%04x%04x VER:0x%04x",
-          __func__,
-          hw->name_,
-          hw->id_h, hw->id_l,
-          hw->mfg_l, hw->mfg_h,
-          hw->ver);
+    MSG_DEBUG(vm, "%s>> name:%s ID:0x%04x%04x MFG:0x%04x%04x VER:0x%04x",
+                  __func__,
+                  hw->mod->name_,
+                  hw->mod->id_h, hw->mod->id_l,
+                  hw->mod->mfg_l, hw->mod->mfg_h,
+                  hw->mod->ver);
 
     if (vm->hw_table_entries_ == 0xffff) {
-        WARN("maximum hardware entries reached");
+        MSG_ERROR(vm, "maximum hardware entries reached");
         return -1;
     }
 
@@ -1416,7 +1617,7 @@ int dcpu16_hw_attach(struct dcpu16 *vm, struct dcpu16_hw *hw) {
         size_t new_entries = vm->hw_table_allocated_ + 32;
         void *tmp_ptr = realloc(vm->hw_table_, new_entries * sizeof * (vm->hw_table_));
         if (tmp_ptr == NULL) {
-            fprintf(stderr, "%s():%s", "realloc", strerror(errno));
+            MSG_ERROR(vm, "%s():%s", "realloc", strerror(errno));
             return -1;
         }
         vm->hw_table_ = tmp_ptr;
@@ -1426,7 +1627,7 @@ int dcpu16_hw_attach(struct dcpu16 *vm, struct dcpu16_hw *hw) {
     memcpy(vm->hw_table_ + vm->hw_table_entries_, hw, sizeof *hw);
     vm->hw_table_entries_++;
 
-    TRACE("%s>> added hw entry %zu", __func__, vm->hw_table_entries_);
+    MSG_DEBUG(vm, "%s>> added hw entry %zu", __func__, vm->hw_table_entries_);
 
     return 0;
 }
@@ -1435,13 +1636,21 @@ int dcpu16_hw_attach(struct dcpu16 *vm, struct dcpu16_hw *hw) {
  *  Register callback fn to be triggered whenever event matching any events
  *  in bitwise mask occur.
  */
-int dcpu16_acct_add(struct dcpu16 *vm, dcpu16_acct_event mask, dcpu16_ev_cb_t *fn, void *data) {
-    struct dcpu16_acct_cb cb;
+int dcpu16_acct_add(struct dcpu16 *vm, dcpu16_acct_event mask, dcpu16_ev_cb_t *fn, DCPU16_WORD addr_l, DCPU16_WORD addr_h, void *data) {
+    struct dcpu16_acct_cb cb = {
+        .mask = mask,
+        .addr_l = addr_l,
+        .addr_h = addr_h,
+        .fn = fn,
+        .data = data,
+    };
 
     if (!vm)
         return -1;
 
     cb.mask = mask;
+    cb.addr_l = addr_l;
+    cb.addr_h = addr_h;
     cb.fn = fn;
     cb.data = data;
 
@@ -1449,7 +1658,7 @@ int dcpu16_acct_add(struct dcpu16 *vm, dcpu16_acct_event mask, dcpu16_ev_cb_t *f
         size_t new_entries = vm->cb_table_allocated_ + 32;
         void *tmp_ptr = realloc(vm->cb_table_, new_entries * sizeof *(vm->cb_table_));
         if (tmp_ptr == NULL) {
-            fprintf(stderr, "%s():%s", "realloc", strerror(errno));
+            MSG_ERROR(vm, "%s():%s", "realloc", strerror(errno));
             return -1;
         }
         vm->cb_table_ = tmp_ptr;
@@ -1459,7 +1668,7 @@ int dcpu16_acct_add(struct dcpu16 *vm, dcpu16_acct_event mask, dcpu16_ev_cb_t *f
     memcpy(vm->cb_table_ + vm->cb_table_entries_, &cb, sizeof cb);
     vm->cb_table_entries_++;
 
-    TRACE("%s>> attached event callback %zu", __func__, vm->cb_table_entries_);
+    MSG_DEBUG(vm, "%s>> attached event callback %zu", __func__, vm->cb_table_entries_);
 
     return 0;
 }
@@ -1473,7 +1682,7 @@ void dcpu16_reset(struct dcpu16 *vm) {
     if (!vm)
         return;
 
-    TRACE("%s>> reset", __func__);
+    MSG_DEBUG(vm, "%s>> reset", __func__);
 
     vm->skip_ = 0;
     vm->interrupts_deferred_ = 0;
@@ -1484,8 +1693,8 @@ void dcpu16_reset(struct dcpu16 *vm) {
 
     /* signal attached hardware */
     for (i = 0; i < vm->hw_table_entries_; i++) {
-        if (vm->hw_table_[i].reset) 
-            vm->hw_table_[i].reset(vm, &vm->hw_table_[i]);
+        if (vm->hw_table_[i].mod->reset) 
+            vm->hw_table_[i].mod->reset(vm, &vm->hw_table_[i]);
     }
 
     memset(vm->reg, 0, sizeof vm->reg);
@@ -1503,10 +1712,9 @@ struct dcpu16 *dcpu16_new(void) {
 
     vm = calloc(1, sizeof *vm);
     if (vm == NULL)
-        WARN("%s: %s(%zu): %s", __func__, "calloc", strerror(errno));
+        MSG_ERROR(NULL, "%s: %s(%zu): %s", __func__, "calloc", strerror(errno));
 
-    vm->warn_cb_ = warn_cb_;
-    vm->trace_cb_ = trace_cb_;
+    vm->msg_cb_ = dcpu16_msg_;
 
     return vm;
 }