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// gcc simple_simulator_template.c -O3 -march=native -o simulador -Wall -lm
// -lm is option to execute math.h library file.
/*
Perguntas:
1) O que tenho que fazer?
2) Onde come�a?
3) Onde Termina?
4) Qual � o caminho?
Do todos os comandos...
5) Acabou??
6) E o PC ????????
*/
#define TAMANHO_PALAVRA 16
#define TAMANHO_MEMORIA 32768
#define MAX_VAL 65535
// Estados do Processador
#define STATE_RESET 0
#define STATE_FETCH 1
#define STATE_DECODE 2
#define STATE_EXECUTE 3
#define STATE_EXECUTE2 4
#define STATE_HALTED 5
//----------------
// Selecao do Mux1
#define sPC 0
#define sMAR 1
#define sM4 2
#define sSP 3
// Selecao do Mux2
#define sULA 0
#define sDATA_OUT 1
//#define sM4 2
//#define sSP 3
#define sTECLADO 4
// Selecao do Mux3 --> E� so� colocar: 0, 1, 2 ... 7 para selecionar os Registradores
// Selecao do Mux4 --> E� so� colocar: 0, 1, 2 ... 7 para selecionar os Registradores ou 8 para entrar o nr. 1
// Selecao do Mux5
//#define sPC 0
#define sM3 1
// Selecao do Mux6
//#define sULA 0
//#define sDATA_OUT 1
// Opcodes das Instrucoes:
// Data Manipulation:
#define LOAD 48 // "110000"; -- LOAD Rx END -- Rx <- M[END] Format: < inst(6) | Rx(3) | xxxxxxx > + 16bit END
#define STORE 49 // "110001"; -- STORE END Rx -- M[END] <- Rx Format: < inst(6) | Rx(3) | xxxxxxx > + 16bit END
#define LOADN 56 // "111000"; -- LOAD Rx Nr (b0=0) -- Rx <- Nr ou Load SP Nr (b0=1) -- SP <- Nr Format: < inst(6) | Rx(3) | xxxxxxb0 > + 16bit Numero
#define LOADI 60 // "111100"; -- LOAD Rx Ry -- Rx <- M[Ry] Format: < inst(6) | Rx(3) | Ry(3) | xxxx >
#define STOREI 61 // "111101"; -- STORE Rx Ry -- M[Rx] <- Ry Format: < inst(6) | Rx(3) | Ry(3) | xxxx >
#define MOV 51 // "110011"; -- MOV Rx Ry -- Rx <- Ry Format: < inst(6) | Rx(3) | Ry(3) | xxxx >
/*Nossas funcoes*/
#define LOADALL 57 // "111001";
#define LOADALLN 58 // "111010";
#define LOADALLI 59 // "111011";
// I/O Instructions:
#define OUTCHAR 50 // "110010"; -- OUTCHAR Rx Ry -- Video[Ry] <- Char(Rx) Format: < inst(6) | Rx(3) | Ry(3) | xxxx >
#define INCHAR 53 // "110101"; -- INCHAR Rx -- Rx[7..0] <- KeyPressed Rx[15..8] <- 0�s Format: < inst(6) | Rx(3) | xxxxxxx >
// Aritmethic Instructions(All should begin wiht "10"):
#define ARITH 2
#define ADD 32 // "100000"; -- ADD Rx Ry Rz / ADDC Rx Ry Rz -- Rx <- Ry + Rz / Rx <- Ry + Rz + C -- b0=Carry Format: < inst(6) | Rx(3) | Ry(3) | Rz(3)| C >
#define SUB 33 // "100001"; -- SUB Rx Ry Rz / SUBC Rx Ry Rz -- Rx <- Ry - Rz / Rx <- Ry - Rz + C -- b0=Carry Format: < inst(6) | Rx(3) | Ry(3) | Rz(3)| C >
#define MULT 34 // "100010"; -- MUL Rx Ry Rz / MUL Rx Ry Rz -- Rx <- Ry * Rz / Rx <- Ry * Rz + C -- b0=Carry Format: < inst(6) | Rx(3) | Ry(3) | Rz(3)| C >
#define DIV 35 // "100011"; -- DIV Rx Ry Rz -- Rx <- Ry / Rz / Rx <- Ry / Rz + C -- b0=Carry Format: < inst(6) | Rx(3) | Ry(3) | Rz(3)| C >
#define INC 36 // "100100"; -- INC Rx / DEC Rx -- Rx <- Rx + 1 / Rx <- Rx - 1 -- b6= INC/DEC : 0/1 Format: < inst(6) | Rx(3) | b6 | xxxxxx >
#define LMOD 37 // "100101"; -- MOD Rx Ry Rz -- Rx <- Ry MOD Rz Format: < inst(6) | Rx(3) | Ry(3) | Rz(3)| x >
// Logic Instructions (All should begin wiht "01"):
#define LOGIC 1
#define LAND 18 // "010010"; -- AND Rx Ry Rz -- Rz <- Rx AND Ry Format: < inst(6) | Rx(3) | Ry(3) | Rz(3)| x >
#define LOR 19 // "010011"; -- OR Rx Ry Rz -- Rz <- Rx OR Ry Format: < inst(6) | Rx(3) | Ry(3) | Rz(3)| x >
#define LXOR 20 // "010100"; -- XOR Rx Ry Rz -- Rz <- Rx XOR Ry Format: < inst(6) | Rx(3) | Ry(3) | Rz(3)| x >
#define LNOT 21 // "010101"; -- NOT Rx Ry -- Rx <- NOT(Ry) Format: < inst(6) | Rx(3) | Ry(3) | xxxx >
#define SHIFT 16 // "010000"; -- SHIFTL0 Rx,n / SHIFTL1 Rx,n / SHIFTR0 Rx,n / SHIFTR1 Rx,n / ROTL Rx,n / ROTR Rx,n
// -- Format: < inst(6) | Rx(3) | b6 b5 b4 | nnnn >
#define CMP 22 // "010110"; -- CMP Rx Ry -- Compare Rx and Ry and set FR : FL = <...|over|carry|zero|equal|lesser|greater> Format: < inst(6) | Rx(3) | Ry(3) | xxxx >
// FLOW CONTROL Instructions:
#define JMP 2 // "000010"; -- JMP END -- PC <- 16bit END : b9-b6 = COND Format: < inst(6) | COND(4) | xxxxxx > + 16bit END
#define CALL 3 // "000011"; -- CALL END -- M[SP] <- PC | SP-- | PC <- 16bit END : b9-b6 = COND Format: < inst(6) | COND(4) | xxxxxx > + 16bit END
#define RTS 4 // "000100"; -- RTS -- SP++ | PC <- M[SP] | b6=Rx/FR: 1/0 Format: < inst(6) | xxxxxxxxxx >
#define PUSH 5 // "000101"; -- PUSH Rx / PUSH FR -- M[SP] <- Rx / M[SP] <- FR | SP-- : b6=Rx/FR: 0/1 Format: < inst(6) | Rx(3) | b6 | xxxxxx >
#define POP 6 // "000110"; -- POP Rx / POP FR -- SP++ | Rx <- M[SP] / FR <- M[SP] : b6=Rx/FR: 0/1 Format: < inst(6) | Rx(3) | b6 | xxxxxx >
// Control Instructions:
#define NOP 0 // "000000"; -- NOP -- Do Nothing Format: < inst(6) | xxxxxxxxxx >
#define HALT 15 // "001111"; -- HALT -- Stop Here Format: < inst(6) | xxxxxxxxxx >
#define SETC 8 // "001000"; -- CLEARC / SETC -- Set/Clear Carry: b9 = 1-set; 0-clear Format: < inst(6) | b9 | xxxxxxxxx >
#define BREAKP 14 // "001110"; -- BREAKP -- Break Point: Pausa execussao Format: < inst(6) | xxxxxxxxxx >
// Flag register
#define NEGATIVE 9
#define STACK_UNDERFLOW 8
#define STACK_OVERFLOW 7
#define DIV_BY_ZERO 6
#define ARITHMETIC_OVERFLOW 5
#define CARRY 4
#define ZERO 3
#define EQUAL 2
#define LESSER 1
#define GREATER 0
//#include <curses.h> // Novo Terminal cheio de funcoes!!!
#include <stdlib.h> // Rand
#include <stdio.h> // Printf
#include <fcntl.h> // Fileopen - Fileclose - fprintf - fscanf
#include <math.h>
// kbhit() TODO: deletar
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
unsigned int MEMORY[TAMANHO_MEMORIA]; // Vetor que representa a Memoria de programa e de dados do Processador
int reg[8]; // 8 registradores
typedef struct _resultadoUla{
unsigned int result;
unsigned int auxFR;
} ResultadoUla;
// Processa dados do Arquivo CPU.MIF
void le_arquivo(void);
//processa uma linha completa e retorna o n�mero codificado
int processa_linha(char* linha);
// Funcao que separa somente o pedaco de interesse do IR;
int pega_pedaco(int ir, int a, int b);
// Rotate Left 16 bits
unsigned int _rotl(const unsigned int value, int shift);
// Rotate Right 16 bits
unsigned int _rotr(const unsigned int value, int shift);
// ULA
ResultadoUla ULA(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int OP, int carry);
int kbhit(void)
{
struct termios oldt, newt;
int ch;
int oldf;
tcgetattr(STDIN_FILENO, &oldt);
newt = oldt;
newt.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO);
tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &newt);
oldf = fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL, 0);
fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, oldf | O_NONBLOCK);
ch = getchar();
tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &oldt);
fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, oldf);
if(ch != EOF)
{
ungetc(ch, stdin);
return 1;
}
return 0;
}
int FR[16] = {0}; // Flag Register: <...|Negativo|StackUnderflow|StackOverflow|DivByZero|ArithmeticOverflow|carry|zero|equal|lesser|greater>
int main()
{
int i=0;
int key=0; // Le Teclado
int PC=0, IR=0, SP=0, MAR=0, rx=0, ry=0, rz=0, COND=0, RW=0, DATA_OUT=0;
int LoadPC=0, IncPC=0, LoadIR=0, LoadSP=0, IncSP=0, DecSP=0, LoadMAR=0, LoadFR=0;
int M1=0, M2=0, M3=0, M4=0, M5=0, M6=0;
int selM1=0, selM2=0, selM3=0, selM4=0, selM5=0, selM6=0;
int LoadReg[8] = {0};
int carry=0;// Flag do IR que indica se a ULA vai fazer opera��o com carry ou n�o
int opcode=0;
int temp=0;
unsigned char state=0; // reset
int OP=0; // ULA
int TECLADO;
ResultadoUla resultadoUla;
le_arquivo();
inicio:
printf("PROCESSADOR ICMC - Menu:\n");
printf(" 'r' goto inicio...\n");
printf(" 'q' goto fim...\n\n");
printf("Rodando...\n");
state = STATE_RESET;
// Loop principal do processador: Nunca para!!
loop:
//key = getchar();
// Executa Load dos Registradores
if(LoadIR) IR = DATA_OUT;
if(LoadPC) PC = DATA_OUT;
if(IncPC) PC++;
if(LoadMAR) MAR = DATA_OUT;
if(LoadSP) SP = M4;
if(IncSP) SP++;
if(DecSP) SP--;
if(LoadFR)
for(i=16; i--; ) // Converte o int M6 para o vetor FR
FR[i] = pega_pedaco(M6,i,i); // Tem que trasformar em Vetor
// Carrega dados do Mux 2 para os registradores
rx = pega_pedaco(IR,9,7);
ry = pega_pedaco(IR,6,4);
rz = pega_pedaco(IR,3,1);
// Coloca valor do Mux2 para o registrador com Load
//if(LoadReg[rx]) reg[rx] = M2;
if(LoadReg[0]) reg[0] = M2;
if(LoadReg[1]) reg[1] = M2;
if(LoadReg[2]) reg[2] = M2;
if(LoadReg[3]) reg[3] = M2;
if(LoadReg[4]) reg[4] = M2;
if(LoadReg[5]) reg[5] = M2;
if(LoadReg[6]) reg[6] = M2;
if(LoadReg[7]) reg[7] = M2;
// Operacao de Escrita da Memoria
if (RW == 1) MEMORY[M1] = M5;
// ---------------------------------------
// Reinicializa os Loads dos registradores
for(i=0;i<8;i++)
LoadReg[i] = 0;
RW = 0;
LoadIR = 0;
LoadMAR = 0;
LoadPC = 0;
IncPC = 0;
LoadSP = 0;
IncSP = 0;
DecSP = 0;
LoadFR = 0;
// Maquina de Controle
switch(state)
{
case STATE_RESET:
// Reinicializa os registradores
for(i=0;i<8;i++) {
reg[i] = 0;
LoadReg[i] = 0;
}
for(i=0;i<16;i++)
FR[i] = 0;
PC = 0; // inicializa na linha Zero da memoria -> Programa tem que comecar na linha Zero !!
IR = 0;
MAR = 0;
SP = TAMANHO_MEMORIA -1;
RW = 0;
DATA_OUT = 0; // Barramento de saida de Dados da Memoria
LoadIR = 0;
LoadMAR = 0;
LoadPC = 0;
IncPC = 0;
LoadSP = 0;
IncSP = 0;
DecSP = 0;
LoadFR = 0;
selM1 = sPC;
selM2 = sDATA_OUT;
selM3 = 0; // Pode por direto o nr. do Regisrador
selM4 = 0; // Pode por direto o nr. do Regisrador
selM5 = sM3;
selM6 = sULA;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case STATE_FETCH:
// ----- Ciclo de Busca: --------
//IR = MEMORY[PC];
selM1 = sPC;
RW = 0;
LoadIR = 1;
IncPC = 1;
// ----------- -- ---------------
state=STATE_DECODE;
break;
case STATE_DECODE:
// Case das instrucoes
opcode = pega_pedaco(IR,15,10);
switch(opcode){
case INCHAR:
// TODO: entrada teclado
//TECLADO = getchar();
//timeout(99999);
//if(TECLADO == ERR)
// TECLADO = 255;
if(kbhit())
TECLADO = getchar();
else
TECLADO = 255;
TECLADO = pega_pedaco(TECLADO,7,0);
selM2 = sTECLADO;
LoadReg[rx] = 1;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case OUTCHAR:
printf("%c", reg[rx]);
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case LOADN:
// reg[rx] = mem[PC];
// PC++;
selM1 = sPC;
RW = 0;
selM2 = sDATA_OUT;
LoadReg[rx] = 1;
IncPC = 1;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case LOAD:
// MAR = MEMORY[PC];
// PC++;
selM1 = sPC;
RW = 0;
LoadMAR = 1;
IncPC = 1;
// -----------------------------
state=STATE_EXECUTE;
break;
case LOADI:
// reg[rx] = MEMORY[reg[ry]];
selM4 = ry;
selM1 = sM4;
RW = 0;
selM2 = sDATA_OUT;
LoadReg[rx] = 1;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case STORE:
//MAR = MEMORY[PC];
//PC++;
selM1 = sPC;
RW = 0;
LoadMAR = 1;
IncPC = 1;
// -----------------------------
state=STATE_EXECUTE;
break;
case STOREI:
//mem[reg[rx]] = reg[ry];
selM4 = rx;
selM1 = sM4;
RW = 1;
selM3 = ry;
selM5 = sM3;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case MOV:
switch(pega_pedaco(IR,1,0))
{ case 0:
// reg[rx] = reg[ry];
selM4 = ry;
selM2 = sM4;
LoadReg[rx] = 1;
break;
case 1:
// reg[rx] = SP;
selM2 = sSP;
LoadReg[rx] = 1;
break;
default:
// SP = reg[rx];
selM4 = rx;
LoadSP = 1;
break;
}
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case ADD:
case SUB:
case MULT:
case DIV:
case LMOD:
case LAND:
case LOR:
case LXOR:
case LNOT:
// reg[rx] = reg[ry] + reg[rz]; // Soma ou outra operacao
selM3 = ry;
selM4 = rz;
OP = pega_pedaco(IR,15,10);
carry = pega_pedaco(IR,0,0);
selM2 = sULA;
LoadReg[rx] = 1;
selM6 = sULA;
LoadFR = 1;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case INC:
//reg[rx]++; // Inc Rx ou DEC
selM3 = rx;
selM4 = 8; // 8 para selecionar o nr. 1 como entrada do MUX4
if(pega_pedaco(IR,6,6) == 0) OP = ADD; // Se IR6 = 0 --> INC
else OP = SUB; // Se IR6 = 1 --> DEC
carry = 0;
selM2 = sULA;
LoadReg[rx] = 1;
selM6 = sULA;
LoadFR = 1;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case CMP: // seta 3 flags: maior, menor ou igual
//if(rx == ry)
selM3 = rx;
selM4 = ry;
OP = pega_pedaco(IR,15,10);
carry = 0;
selM6 = sULA;
LoadFR = 1;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case SHIFT:
switch(pega_pedaco(IR,6,4))
{ case 0: reg[rx] = reg[rx] << pega_pedaco(IR,3,0); break;
case 1: reg[rx] = ~((~(reg[rx]) << pega_pedaco(IR,3,0))); break;
case 2: reg[rx] = reg[rx] >> pega_pedaco(IR,3,0); break;
case 3: reg[rx] = ~((~(reg[rx]) >> pega_pedaco(IR,3,0))); break;
default:
if(pega_pedaco(IR,6,5)==2) // ROTATE LEFT
reg[rx] = _rotl(reg[rx],pega_pedaco(IR,3,0));
else
reg[rx] = _rotr(reg[rx],pega_pedaco(IR,3,0));
break;
}
FR[3] = 0; // -- FR = <...|zero|equal|lesser|greater>
if(!reg[rx])
FR[3] = 1; // Se resultado = 0, seta o Flag de Zero
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case JMP:
COND = pega_pedaco(IR,9,6);
if((COND == 0) // NO COND
|| (FR[0]==1 && (COND==7)) // GREATER
|| ((FR[2]==1 || FR[0]==1) && (COND==9)) // GREATER EQUAL
|| (FR[1]==1 && (COND==8)) // LESSER
|| ((FR[2]==1 || FR[1]==1) && (COND==10)) // LESSER EQUAL
|| (FR[2]==1 && (COND==1)) // EQUAL
|| (FR[2]==0 && (COND==2)) // NOT EQUAL
|| (FR[3]==1 && (COND==3)) // ZERO
|| (FR[3]==0 && (COND==4)) // NOT ZERO
|| (FR[4]==1 && (COND==5)) // CARRY
|| (FR[4]==0 && (COND==6)) // NOT CARRY
|| (FR[5]==1 && (COND==11)) // OVERFLOW
|| (FR[5]==0 && (COND==12)) // NOT OVERFLOW
|| (FR[6]==1 && (COND==14)) // NEGATIVO
|| (FR[9]==1 && (COND==13))) // DIVBYZERO
{ // PC = MEMORY[PC];
selM1 = sPC;
RW = 0;
LoadPC = 1;
}
else
//PC++;
IncPC = 1;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case CALL:
COND = pega_pedaco(IR,9,6);
if( (COND == 0) // NO COND
|| (FR[0]==1 && (COND==7)) // GREATER
|| ((FR[2]==1 || FR[0]==1) && (COND==9)) // GREATER EQUAL
|| (FR[1]==1 && (COND==8)) // LESSER
|| ((FR[2]==1 || FR[1]==1) && (COND==10)) // LESSER EQUAL
|| (FR[2]==1 && (COND==1)) // EQUAL
|| (FR[2]==0 && (COND==2)) // NOT EQUAL
|| (FR[3]==1 && (COND==3)) // ZERO
|| (FR[3]==0 && (COND==4)) // NOT ZERO
|| (FR[4]==1 && (COND==5)) // CARRY
|| (FR[4]==0 && (COND==6)) // NOT CARRY
|| (FR[5]==1 && (COND==11)) // OVERFLOW
|| (FR[5]==0 && (COND==12)) // NOT OVERFLOW
|| (FR[6]==1 && (COND==14)) // NEGATIVO
|| (FR[9]==1 && (COND==13))) { // DIVBYZERO
// MEMORY[SP] = PC;
// SP--;
// PC = MEMORY[PC];
RW = 1;
selM1 = sSP;
selM5 = sPC;
DecSP = 1;
state=STATE_EXECUTE;
}
else {
//PC++;
IncPC = 1;
state=STATE_FETCH;
}
// -----------------------------
break;
case PUSH:
selM1 = sSP;
RW = 1;
if(pega_pedaco(IR,6,6) == 0) // Registrador
//MEMORY[SP] = reg[rx];
selM3 = rx;
else // FR
selM3 = 8; // com 8 entra o FR no M3
selM5 = sM3;
DecSP = 1;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case POP:
//SP++;
IncSP = 1;
// -----------------------------
state=STATE_EXECUTE;
break;
case RTS:
// SP++;
IncSP = 1;
// -----------------------------
state=STATE_EXECUTE;
break;
case SETC:
FR[4] = pega_pedaco(IR,9,9);
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case HALT:
// -----------------------------
state=STATE_HALTED;
break;
case NOP:
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case BREAKP:
key = getchar();
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case LOADALL:
selM1 = sPC;
RW = 0;
LoadMAR = 1;
IncPC = 1;
// -----------------------------
state=STATE_EXECUTE;
break;
/*Uma de nossas funções*/
case LOADALLN:
selM1 = sPC;
RW = 0;
selM2 = sDATA_OUT;
LoadReg[0] = 1;
LoadReg[1] = 1;
LoadReg[2] = 1;
LoadReg[3] = 1;
LoadReg[4] = 1;
LoadReg[5] = 1;
LoadReg[6] = 1;
LoadReg[7] = 1;
IncPC = 1;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
/*Uma de nossas funções*/
case LOADALLI:
selM4 = ry;
selM1 = sM4;
RW = 0;
selM2 = sDATA_OUT;
LoadReg[0] = 1;
LoadReg[1] = 1;
LoadReg[2] = 1;
LoadReg[3] = 1;
LoadReg[4] = 1;
LoadReg[5] = 1;
LoadReg[6] = 1;
LoadReg[7] = 1;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
default:
state=STATE_FETCH;
break;
}
// -----------------------------
//state=STATE_EXECUTE;
break;
case STATE_EXECUTE:
// -----------------------------
switch(opcode){
case LOAD:
//reg[rx] = MEMORY[MAR];
selM1 = sMAR;
RW = 0;
selM2 = sDATA_OUT;
LoadReg[rx] = 1;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case STORE:
//MEMORY[MAR] = reg[rx];
selM1 = sMAR;
RW = 1;
selM3 = rx;
selM5 = sM3;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case CALL:
selM1 = sPC;
RW = 0;
LoadPC = 1;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case POP:
selM1 = sSP;
RW = 0;
if(pega_pedaco(IR,6,6) == 0) { // Registrador
//reg[rx] = MEMORY[SP];
selM2 = sDATA_OUT;
LoadReg[rx] = 1;
}
else { // FR
selM6 = sDATA_OUT;
LoadFR = 1;
}
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case RTS:
//PC = MEMORY[SP];
selM1 = sSP;
RW = 0;
LoadPC = 1;
// -----------------------------
state=STATE_EXECUTE2;
break;
/*Uma de nossas funcoes*/
case LOADALL:
selM1 = sMAR;
RW = 0;
selM2 = sDATA_OUT;
LoadReg[0] = 1;
LoadReg[1] = 1;
LoadReg[2] = 1;
LoadReg[3] = 1;
LoadReg[4] = 1;
LoadReg[5] = 1;
LoadReg[6] = 1;
LoadReg[7] = 1;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
}
//state=STATE_EXECUTE2;
break;
case STATE_EXECUTE2:
//case RTS:
//PC++;
IncPC = 1;
// -----------------------------
state=STATE_FETCH;
break;
case STATE_HALTED:
printf("\n");
key = getchar();
if (key == 'r') goto inicio;
if (key == 'q') goto fim;
break;
default:
break;
}
// Selecao do Mux4 --> Tem que vir antes do M1 e do M2 que usam M4
if(selM4 == 8) M4 = 1; // Seleciona 1 para fazer INC e DEC
else M4 = reg[selM4];
// Selecao do Mux1
if (selM1 == sPC) M1 = PC;
else if (selM1 == sMAR) M1 = MAR;
else if (selM1 == sM4) M1 = M4;
else if (selM1 == sSP) M1 = SP;
if(M1 > (TAMANHO_MEMORIA)) {
M1 = 0;
printf(" \n\nUltrapassou limite da memoria, coloque um jmp no fim do c�digo\n");
exit(1);
}
// Operacao de Leitura da Memoria
if (RW == 0) DATA_OUT = MEMORY[M1]; // Tem que vir antes do M2 que usa DATA_OUT
// Selecao do Mux3 --> Tem que vir antes da ULA e do M5
// Converte o vetor FR para int
// TODO talvez fazer isso depois da opera��o da ula?
temp = 0;
for(i=16; i--; )
temp = temp + (int) (FR[i] * (pow(2.0,i)));
if(selM3 == 8) M3 = temp; // Seleciona com 8 o FR
else M3 = reg[selM3];
// Operacao da ULA
resultadoUla = ULA(M3, M4, OP, carry);
// Selecao do Mux2
if (selM2 == sULA) M2 = resultadoUla.result;
else if (selM2 == sDATA_OUT) M2 = DATA_OUT;
else if (selM2 == sM4) M2 = M4;
//else if (selM2 == sTECLADO) M2 = TECLADO;// TODO: selM2 com teclado
else if (selM2 == sSP) M2 = SP;
// Selecao do Mux5
if (selM5 == sPC) M5 = PC;
else if (selM5 == sM3) M5 = M3;
// Selecao do Mux6
if (selM6 == sULA) M6 = resultadoUla.auxFR;// TODO: Talvez o auxFR deva ser o valor do FR //**Sempre recebe flags da ULA
else if (selM6 == sDATA_OUT) M6 = DATA_OUT; //** A menos que seja POP FR, quando recebe da Memoria
goto loop;
fim:
return 0;
}
// Processa dados do Arquivo CPU.MIF
void le_arquivo(void){
FILE *stream; // Declara ponteiro para o arquivo
int i, j;
int processando = 0; // Flag para varreo o arquivo cpuram.mif e tirar o cabecalho
if ( (stream = fopen("cpuram.mif","r")) == NULL) // Abre o arquivo para leitura
{
printf("Error: File not OPEN!");
exit(1);
}
char linha[110];
j = 0;
while (fscanf(stream,"%s", linha)!=EOF) // Le linha por linha ate' o final do arquivo: eof = end of file !!
{
char letra[2] = "00";
if (!processando) {
i = 0;
do { // Busca por sequencias de caracteres para catar inicio do codigo
letra[0] = letra[1];
letra[1] = linha[i];
if ((letra[0]=='0') && (letra[1]==':') ) // Cata primeira linha de codigo omecando com "0: "
{
// Le programa e guarda no vetor MEMORY[32768]
processando = 1;
j = 0;
}
i++;
} while (linha[i] != '\0');
}
if (processando && (j < TAMANHO_MEMORIA)) {
MEMORY[j] = processa_linha(linha);
if (MEMORY[j] == -1) {
printf("Linha invalida (%d): '%s'", j, linha);
}
else {
//printf("Valor: %d. Linha: %s\n", MEMORY[j], linha);
}
j++;
}
} // Fim do while (!feof(stream))
fclose(stream); // Nunca esqueca um arquivo aberto!!
}
//processa uma linha completa e retorna o n�mero codificado
//retorna -1 em caso de erro
//NOTA: Assume radix=BIN no arquivo CPURAM.MIF
int processa_linha(char* linha) {
int i=0;
int j=0;
int valor=0;
//procura o inicio do numero
while (linha[i] != ':') {
if (linha[i] == 0) {
return -1;
}
i++;
}
valor = 0;
for (j=0;j<16;j++) { //le a palavra toda
valor <<= 1; //shifta pra esquerda entrando 0
valor += linha[i+j+1] - '0'; //converte char pra numero 0 ou 1 o bit 15-k da palavra
}
return valor;
}
// Funcao que separa somente o pedaco de interesse do IR;
int pega_pedaco(int ir, int a, int b) {
int pedaco=0;
// Separa somente o pedaco de interesse;
/* Essa opera��o retira o numero do registrador entre o a-b bit
da instru��o, realizando um right-shift de b posi��es
e aplicando uma m�scara de n-bits, onde n = nr. 1's entre a e b
Obs.: & - AND
>> - right-shift
ex.: Rx = 0x0007 & IR >> 7;
*/
pedaco = ((pow(2,(a-b+1)))-1);
pedaco = pedaco & ir >> b;
return pedaco;
}
// Rotate Left 16 bits
unsigned int _rotl(const unsigned int value, int shift) {
if ((shift &= 16*8 - 1) == 0)
return value;
return (value << shift) | (value >> (16*8 - shift));
}
// Rotate Right 16 bits
unsigned int _rotr(const unsigned int value, int shift) {
if ((shift &= 16*8 - 1) == 0)
return value;
return (value >> shift) | (value << (16*8 - shift));
}
// ULA
ResultadoUla ULA(unsigned int x, unsigned int y, unsigned int OP, int carry) {
unsigned int auxFRbits[16]={0};// TODO ficar 0 quando der reset? Nao entendi o auxFR
unsigned int result = 0;
//printf("OP:%d - arith:%d add:%d\n", OP, pega_pedaco(OP, 5, 4), pega_pedaco(OP, 3, 0));
switch(pega_pedaco(OP, 5, 4)) {
case ARITH:
switch(OP) {
case ADD:
if(carry==1)
result = x+y+FR[CARRY];
else
result = x+y;
//MAX_VAL = 1111 1111 1111 1111
if(result > MAX_VAL){// Carry
auxFRbits[CARRY] = 1;
result -= MAX_VAL;
}else
auxFRbits[CARRY] = 0;
break;
case SUB:
result = x-y;
if(result < 0)// Negative
auxFRbits[NEGATIVE] = 1;
else
auxFRbits[NEGATIVE] = 0;
break;
case MULT:
result = x*y;
if(result > MAX_VAL)// Arithmetic overflow
auxFRbits[ARITHMETIC_OVERFLOW] = 1;
else
auxFRbits[ARITHMETIC_OVERFLOW] = 0;
break;
case DIV:
if(y==0) {
result = 0;
auxFRbits[DIV_BY_ZERO] = 1;
}else {
result = x/y;
auxFRbits[DIV_BY_ZERO] = 0;
}
break;
case LMOD:
if(y==0) {
result = 0;
auxFRbits[DIV_BY_ZERO] = 1;
}else {
result = x%y;
auxFRbits[DIV_BY_ZERO] = 0;
}
break;
default:
result = x;
}
if(result==0)
auxFRbits[ZERO] = 1;
else
auxFRbits[ZERO] = 0;