merge
[dcpu16] / dcpu16.h
index edfccdfb53be7edbb1f0b41c7129c8fa0a736c11..b5710789028f6356484382246a27588dbd2a11b3 100644 (file)
--- a/dcpu16.h
+++ b/dcpu16.h
 #ifndef DCPU16_H_3XXIQQG2
 #define DCPU16_H_3XXIQQG2
 
+#include <stdlib.h>
+
 /* the target system's concept of a word */
 typedef unsigned short DCPU16_WORD;
 
 /* how much ram the system has */
 #define DCPU16_RAM 0x10000
+#define DCPU16_INTERRUPT_QUEUE_SIZE 256
+
+extern const char * const dcpu16_reg_names[];
+enum dcpu16_register_indexes {
+    DCPU16_REG_A = 0,
+    DCPU16_REG_B,
+    DCPU16_REG_C,
+    DCPU16_REG_X,
+    DCPU16_REG_Y,
+    DCPU16_REG_Z,
+    DCPU16_REG_I,
+    DCPU16_REG_J,
+    DCPU16_REG_PC,
+    DCPU16_REG_SP,
+    DCPU16_REG_EX,
+    DCPU16_REG_IA,
+    DCPU16_REG__NUM
+};
+
+/* we call this sort of function for emitting a readable message */
+typedef void (dcpu16_msg_cb_t)(unsigned int, char *, ...);
+
+/* we may emit any of these types of messages */
+enum dcpu16_msg_type {
+    DCPU16_MSG_ERROR = 0,
+    DCPU16_MSG_INFO,
+    DCPU16_MSG_DEBUG
+};
+
+/* update the default message handler */
+dcpu16_msg_cb_t *dcpu16_msg_set_default(dcpu16_msg_cb_t *);
+
+/* hardware devices may want to call this directly, without a core context */
+extern dcpu16_msg_cb_t *dcpu16_msg_;
 
 /* a self-contained dcpu16 core */
 struct dcpu16 {
-    unsigned long long cycle;   /* number of cycles this core has executed */
-    DCPU16_WORD reg[8];         /* system registers, a b c x y z i j */
-    DCPU16_WORD pc;             /* program counter */
-    DCPU16_WORD sp;             /* stack pointer */
-    DCPU16_WORD o;              /* overflow */
-    unsigned int skip_ : 1;     /* skip execution of next instruction */
-    DCPU16_WORD ram[DCPU16_RAM];  /* memory */
-    DCPU16_WORD reg_work_[2];   /* (private) work registers for holding literal values while decoding instructions */
+    dcpu16_msg_cb_t *msg_cb_;           /* callback to invoke for messages */
+
+    struct dcpu16_acct_cb *cb_table_;   /* list of callbacks to invoke for certain events */
+    size_t cb_table_entries_;           /* callback list maintenance */
+    size_t cb_table_allocated_;         /* callback list maintenance */
+
+    struct dcpu16_hw *hw_table_;        /* list of hardware attached to system */
+    size_t hw_table_entries_;           /* hardware list maintenance */
+    size_t hw_table_allocated_;         /* hardware list maintenance */
+
+    unsigned long long cycle_;          /* number of cycles this core has executed */
+    unsigned int skip_ : 1;             /* skip execution of next instruction */
+    unsigned int interrupts_deferred_ : 1; /* queue software interrupts */
+    unsigned int on_fire_ : 1;          /* cpu is on fire */
+    DCPU16_WORD reg_work_[2];           /* work registers for holding literal values while decoding instructions */
+    DCPU16_WORD interrupts_[DCPU16_INTERRUPT_QUEUE_SIZE];    /* fifo of pending interrupts */
+    size_t interrupts_head_;            /* interrupt queue maintenance */
+    size_t interrupts_tail_;            /* interrupt queue maintenance */
+
+    DCPU16_WORD reg[DCPU16_REG__NUM];   /* system registers, a b c x y z i j */
+    DCPU16_WORD ram[DCPU16_RAM];        /* memory */
+};
+
+/* these are used for accounting/watchpointing/modules/&c */
+typedef unsigned int dcpu16_acct_event;
+typedef void (dcpu16_ev_cb_t)(struct dcpu16 *, dcpu16_acct_event, DCPU16_WORD, void *);
+#define DCPU16_ACCT_EV_CYCLE    (1<<1)
+#define DCPU16_ACCT_EV_READ     (1<<2)
+#define DCPU16_ACCT_EV_WRITE    (1<<3)
+#define DCPU16_ACCT_EV_REG_READ (1<<4)
+#define DCPU16_ACCT_EV_REG_WRITE (1<<5)
+#define DCPU16_ACCT_EV_NOP      (1<<6)
+#define DCPU16_ACCT_EV_RESET    (1<<7)
+struct dcpu16_acct_cb {
+    dcpu16_ev_cb_t *fn; /* call this */
+    void *data;         /* also mention this */
+    dcpu16_acct_event mask; /* when (mask & event) is true and */
+    DCPU16_WORD addr_l, /* addr is this or higher and */
+                addr_h; /* addr is this or lower */
 };
 
+typedef void (dcpu16_hw_signal_t)(struct dcpu16 *, struct dcpu16_hw *);
+/* this structure defines a specific instance of this type of 'hardware' */
+struct dcpu16_hw {
+    struct dcpu16 *vm;              /* which system do I belong to */
+    struct dcpu16_hw_module *mod;   /* whence I came */
+    void *data;                     /* per-instance data */
+};
+
+/* human-readable text describing hw module control operations, for convenience's sake */
+struct dcpu16_hw_ctl_cmd {
+    char *command;
+    char *data_in_type;
+    char *data_out_type;
+    char *description;
+};
+
+typedef int (dcpu16_hw_data_init_t)(struct dcpu16_hw *, void *);
+typedef void (dcpu16_hw_data_free_t)(struct dcpu16_hw *);
+typedef int (dcpu16_hw_ctl_t)(struct dcpu16_hw *, const char *, void *, void *);
+struct dcpu16_hw_module {
+    char *name_;                /* dymo label on front panel */
+
+    DCPU16_WORD id_l;
+    DCPU16_WORD id_h;
+    DCPU16_WORD ver;
+    DCPU16_WORD mfg_l;
+    DCPU16_WORD mfg_h;
+
+    dcpu16_hw_signal_t *hwi;    /* hardware interrupt handler */
+    dcpu16_hw_signal_t *cycle;  /* cycle tick handler */
+    dcpu16_hw_signal_t *reset;  /* reset handler */
+
+    dcpu16_hw_data_init_t *data_init;   /* how to allocate a dcpu16_hw instance's data */
+    dcpu16_hw_data_free_t *data_free;
+    dcpu16_hw_ctl_t *ctl;
+    struct dcpu16_hw_ctl_cmd *ctl_cmd;
+};
+
+/* update a message handler */
+dcpu16_msg_cb_t *dcpu16_msg_set(struct dcpu16 *, dcpu16_msg_cb_t *);
+
 /* instantiate a new core */
 struct dcpu16 *dcpu16_new(void);
 
 /* reset a core to initial state */
 void dcpu16_reset(struct dcpu16 *);
 
-/* print the current state of a core */
-void dcpu16_state_print(struct dcpu16 *);
+/* print words in buf as asm */
+DCPU16_WORD dcpu16_mnemonify_buf(DCPU16_WORD *);
 
-/* print the contents of ram from second to third argument */
-void dcpu16_dump_ram(struct dcpu16 *, DCPU16_WORD, DCPU16_WORD);
+/* print the instruction at the specified address, returns number of words consumed in decoding */
+DCPU16_WORD dcpu16_disassemble_print(struct dcpu16 *, DCPU16_WORD);
 
-/* print the instruction at the specified address */
-void dcpu16_disassemble_print(struct dcpu16 *, DCPU16_WORD);
+/* create and delete 'hardware' objects */
+struct dcpu16_hw *dcpu16_hw_new(struct dcpu16 *, struct dcpu16_hw_module *, void *);
+void dcpu16_hw_del(struct dcpu16_hw **);
 
+/* set options on hardware objects */
+int dcpu16_hw_ctl(struct dcpu16_hw *, const char *, void *, void *);
+
+/* register new 'hardware' device with system */
+int dcpu16_hw_attach(struct dcpu16 *, struct dcpu16_hw *);
+
+/* register a callback for an accounting event */
+int dcpu16_acct_add(struct dcpu16 *, dcpu16_acct_event, dcpu16_ev_cb_t *, DCPU16_WORD, DCPU16_WORD, void *);
 
 /* execute the next instruction */
 void dcpu16_step(struct dcpu16 *);
@@ -41,8 +158,10 @@ void dcpu16_step(struct dcpu16 *);
 /* release a core */
 void dcpu16_delete(struct dcpu16 **);
 
-/* register callbacks to handle warning and debug messages, default is writing to stderr, may be set to null */
-void dcpu16_warn_cb_set(void (*)(char *, ...));
-void dcpu16_trace_cb_set(void (*)(char *, ...));
+/* signal hardware interrupt */
+int dcpu16_interrupt(struct dcpu16 *, DCPU16_WORD);
+
+/* consume a cycle */
+void dcpu16_cycle_inc(struct dcpu16 *, unsigned int);
 
 #endif /* DCPU16_H_3XXIQQG2 */