git.sesse.net Git - pistorm/blob - m68kcpu.h

   1 /* ======================================================================== */
   2 /* ========================= LICENSING & COPYRIGHT ======================== */
   3 /* ======================================================================== */
   4 /*
   5  *                                  MUSASHI
   6  *                                Version 4.5
   7  *
   8  * A portable Motorola M680x0 processor emulation engine.
   9  * Copyright Karl Stenerud.  All rights reserved.
  10  *
  11  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
  12  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
  13  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
  14  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
  15  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
  16  * furnished to do so, subject to the following conditions:
  17  *
  18  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  19  * all copies or substantial portions of the Software.
  20
  21  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  22  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  23  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
  24  * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  25  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  26  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
  27  * THE SOFTWARE.
  28  */
  29
  30
  31
  32
  33 #ifndef M68KCPU__HEADER
  34 #define M68KCPU__HEADER
  35
  36 #ifdef __cplusplus
  37 extern "C" {
  38 #endif
  39
  40 #include "m68k.h"
  41
  42 #include <limits.h>
  43 #include <endian.h>
  44
  45 #include <setjmp.h>
  46 #include <stdio.h>
  47
  48 /* ======================================================================== */
  49 /* ==================== ARCHITECTURE-DEPENDANT DEFINES ==================== */
  50 /* ======================================================================== */
  51
  52 /* Check for > 32bit sizes */
  53 #if UINT_MAX > 0xffffffff
  54         #define M68K_INT_GT_32_BIT  1
  55 #else
  56         #define M68K_INT_GT_32_BIT  0
  57 #endif
  58
  59 /* Data types used in this emulation core */
  60 #undef sint8
  61 #undef sint16
  62 #undef sint32
  63 #undef sint64
  64 #undef uint8
  65 #undef uint16
  66 #undef uint32
  67 #undef uint64
  68 #undef sint
  69 #undef uint
  70
  71 typedef signed   char  sint8;           /* ASG: changed from char to signed char */
  72 typedef signed   short sint16;
  73 typedef signed   int   sint32;          /* AWJ: changed from long to int */
  74 typedef unsigned char  uint8;
  75 typedef unsigned short uint16;
  76 typedef unsigned int   uint32;                  /* AWJ: changed from long to int */
  77
  78 /* signed and unsigned int must be at least 32 bits wide */
  79 typedef signed   int sint;
  80 typedef unsigned int uint;
  81
  82
  83 #if M68K_USE_64_BIT
  84 typedef signed   long long sint64;
  85 typedef unsigned long long uint64;
  86 #else
  87 typedef sint32 sint64;
  88 typedef uint32 uint64;
  89 #endif /* M68K_USE_64_BIT */
  90
  91 /* U64 and S64 are used to wrap long integer constants. */
  92 #ifdef __GNUC__
  93 #define U64(val) val##ULL
  94 #define S64(val) val##LL
  95 #else
  96 #define U64(val) val
  97 #define S64(val) val
  98 #endif
  99
 100 #include "softfloat/milieu.h"
 101 #include "softfloat/softfloat.h"
 102
 103
 104 /* Allow for architectures that don't have 8-bit sizes */
 105 #if UCHAR_MAX == 0xff
 106         #define MAKE_INT_8(A) (sint8)(A)
 107 #else
 108         #undef  sint8
 109         #define sint8  signed   int
 110         #undef  uint8
 111         #define uint8  unsigned int
 112         static inline sint MAKE_INT_8(uint value)
 113         {
 114                 return (value & 0x80) ? value | ~0xff : value & 0xff;
 115         }
 116 #endif /* UCHAR_MAX == 0xff */
 117
 118
 119 /* Allow for architectures that don't have 16-bit sizes */
 120 #if USHRT_MAX == 0xffff
 121         #define MAKE_INT_16(A) (sint16)(A)
 122 #else
 123         #undef  sint16
 124         #define sint16 signed   int
 125         #undef  uint16
 126         #define uint16 unsigned int
 127         static inline sint MAKE_INT_16(uint value)
 128         {
 129                 return (value & 0x8000) ? value | ~0xffff : value & 0xffff;
 130         }
 131 #endif /* USHRT_MAX == 0xffff */
 132
 133
 134 /* Allow for architectures that don't have 32-bit sizes */
 135 #if UINT_MAX == 0xffffffff
 136         #define MAKE_INT_32(A) (sint32)(A)
 137 #else
 138         #undef  sint32
 139         #define sint32  signed   int
 140         #undef  uint32
 141         #define uint32  unsigned int
 142         static inline sint MAKE_INT_32(uint value)
 143         {
 144                 return (value & 0x80000000) ? value | ~0xffffffff : value & 0xffffffff;
 145         }
 146 #endif /* UINT_MAX == 0xffffffff */
 147
 148 /* ======================================================================== */
 149 /* ============================ GENERAL DEFINES =========================== */
 150 /* ======================================================================== */
 151
 152 /* MMU constants */
 153 #define MMU_ATC_ENTRIES 22    // 68851 has 64, 030 has 22
 154
 155 /* instruction cache constants */
 156 #define M68K_IC_SIZE 128
 157
 158 /* Exception Vectors handled by emulation */
 159 #define EXCEPTION_RESET                    0
 160 #define EXCEPTION_BUS_ERROR                2 /* This one is not emulated! */
 161 #define EXCEPTION_ADDRESS_ERROR            3 /* This one is partially emulated (doesn't stack a proper frame yet) */
 162 #define EXCEPTION_ILLEGAL_INSTRUCTION      4
 163 #define EXCEPTION_ZERO_DIVIDE              5
 164 #define EXCEPTION_CHK                      6
 165 #define EXCEPTION_TRAPV                    7
 166 #define EXCEPTION_PRIVILEGE_VIOLATION      8
 167 #define EXCEPTION_TRACE                    9
 168 #define EXCEPTION_1010                    10
 169 #define EXCEPTION_1111                    11
 170 #define EXCEPTION_FORMAT_ERROR            14
 171 #define EXCEPTION_UNINITIALIZED_INTERRUPT 15
 172 #define EXCEPTION_SPURIOUS_INTERRUPT      24
 173 #define EXCEPTION_INTERRUPT_AUTOVECTOR    24
 174 #define EXCEPTION_TRAP_BASE               32
 175 #define EXCEPTION_MMU_CONFIGURATION       56 // only on 020/030
 176
 177 /* Function codes set by CPU during data/address bus activity */
 178 #define FUNCTION_CODE_USER_DATA          1
 179 #define FUNCTION_CODE_USER_PROGRAM       2
 180 #define FUNCTION_CODE_SUPERVISOR_DATA    5
 181 #define FUNCTION_CODE_SUPERVISOR_PROGRAM 6
 182 #define FUNCTION_CODE_CPU_SPACE          7
 183
 184 /* CPU types for deciding what to emulate */
 185 #define CPU_TYPE_000    (0x00000001)
 186 #define CPU_TYPE_008    (0x00000002)
 187 #define CPU_TYPE_010    (0x00000004)
 188 #define CPU_TYPE_EC020  (0x00000008)
 189 #define CPU_TYPE_020    (0x00000010)
 190 #define CPU_TYPE_EC030  (0x00000020)
 191 #define CPU_TYPE_030    (0x00000040)
 192 #define CPU_TYPE_EC040  (0x00000080)
 193 #define CPU_TYPE_LC040  (0x00000100)
 194 #define CPU_TYPE_040    (0x00000200)
 195 #define CPU_TYPE_SCC070 (0x00000400)
 196
 197 /* Different ways to stop the CPU */
 198 #define STOP_LEVEL_STOP 1
 199 #define STOP_LEVEL_HALT 2
 200
 201 /* Used for 68000 address error processing */
 202 #define INSTRUCTION_YES 0
 203 #define INSTRUCTION_NO  0x08
 204 #define MODE_READ       0x10
 205 #define MODE_WRITE      0
 206
 207 #define RUN_MODE_NORMAL              0
 208 #define RUN_MODE_BERR_AERR_RESET_WSF 1 // writing the stack frame
 209 #define RUN_MODE_BERR_AERR_RESET     2 // stack frame done
 210
 211 #define M68K_CACR_IBE  0x10 // Instruction Burst Enable
 212 #define M68K_CACR_CI   0x08 // Clear Instruction Cache
 213 #define M68K_CACR_CEI  0x04 // Clear Entry in Instruction Cache
 214 #define M68K_CACR_FI   0x02 // Freeze Instruction Cache
 215 #define M68K_CACR_EI   0x01 // Enable Instruction Cache
 216
 217 #ifndef NULL
 218 #define NULL ((void*)0)
 219 #endif
 220
 221 /* ======================================================================== */
 222 /* ================================ MACROS ================================ */
 223 /* ======================================================================== */
 224
 225
 226 /* ---------------------------- General Macros ---------------------------- */
 227
 228 /* Bit Isolation Macros */
 229 #define BIT_0(A)  ((A) & 0x00000001)
 230 #define BIT_1(A)  ((A) & 0x00000002)
 231 #define BIT_2(A)  ((A) & 0x00000004)
 232 #define BIT_3(A)  ((A) & 0x00000008)
 233 #define BIT_4(A)  ((A) & 0x00000010)
 234 #define BIT_5(A)  ((A) & 0x00000020)
 235 #define BIT_6(A)  ((A) & 0x00000040)
 236 #define BIT_7(A)  ((A) & 0x00000080)
 237 #define BIT_8(A)  ((A) & 0x00000100)
 238 #define BIT_9(A)  ((A) & 0x00000200)
 239 #define BIT_A(A)  ((A) & 0x00000400)
 240 #define BIT_B(A)  ((A) & 0x00000800)
 241 #define BIT_C(A)  ((A) & 0x00001000)
 242 #define BIT_D(A)  ((A) & 0x00002000)
 243 #define BIT_E(A)  ((A) & 0x00004000)
 244 #define BIT_F(A)  ((A) & 0x00008000)
 245 #define BIT_10(A) ((A) & 0x00010000)
 246 #define BIT_11(A) ((A) & 0x00020000)
 247 #define BIT_12(A) ((A) & 0x00040000)
 248 #define BIT_13(A) ((A) & 0x00080000)
 249 #define BIT_14(A) ((A) & 0x00100000)
 250 #define BIT_15(A) ((A) & 0x00200000)
 251 #define BIT_16(A) ((A) & 0x00400000)
 252 #define BIT_17(A) ((A) & 0x00800000)
 253 #define BIT_18(A) ((A) & 0x01000000)
 254 #define BIT_19(A) ((A) & 0x02000000)
 255 #define BIT_1A(A) ((A) & 0x04000000)
 256 #define BIT_1B(A) ((A) & 0x08000000)
 257 #define BIT_1C(A) ((A) & 0x10000000)
 258 #define BIT_1D(A) ((A) & 0x20000000)
 259 #define BIT_1E(A) ((A) & 0x40000000)
 260 #define BIT_1F(A) ((A) & 0x80000000)
 261
 262 /* Get the most significant bit for specific sizes */
 263 #define GET_MSB_8(A)  ((A) & 0x80)
 264 #define GET_MSB_9(A)  ((A) & 0x100)
 265 #define GET_MSB_16(A) ((A) & 0x8000)
 266 #define GET_MSB_17(A) ((A) & 0x10000)
 267 #define GET_MSB_32(A) ((A) & 0x80000000)
 268 #if M68K_USE_64_BIT
 269 #define GET_MSB_33(A) ((A) & 0x100000000)
 270 #endif /* M68K_USE_64_BIT */
 271
 272 /* Isolate nibbles */
 273 #define LOW_NIBBLE(A)  ((A) & 0x0f)
 274 #define HIGH_NIBBLE(A) ((A) & 0xf0)
 275
 276 /* These are used to isolate 8, 16, and 32 bit sizes */
 277 #define MASK_OUT_ABOVE_2(A)  ((A) & 3)
 278 #define MASK_OUT_ABOVE_8(A)  ((A) & 0xff)
 279 #define MASK_OUT_ABOVE_16(A) ((A) & 0xffff)
 280 #define MASK_OUT_BELOW_2(A)  ((A) & ~3)
 281 #define MASK_OUT_BELOW_8(A)  ((A) & ~0xff)
 282 #define MASK_OUT_BELOW_16(A) ((A) & ~0xffff)
 283
 284 /* No need to mask if we are 32 bit */
 285 #if M68K_INT_GT_32_BIT || M68K_USE_64_BIT
 286         #define MASK_OUT_ABOVE_32(A) ((A) & 0xffffffff)
 287         #define MASK_OUT_BELOW_32(A) ((A) & ~0xffffffff)
 288 #else
 289         #define MASK_OUT_ABOVE_32(A) (A)
 290         #define MASK_OUT_BELOW_32(A) 0
 291 #endif /* M68K_INT_GT_32_BIT || M68K_USE_64_BIT */
 292
 293 /* Simulate address lines of 68k family */
 294 #define ADDRESS_68K(A) ((A)&CPU_ADDRESS_MASK)
 295
 296
 297 /* Shift & Rotate Macros. */
 298 #define LSL(A, C) ((A) << (C))
 299 #define LSR(A, C) ((A) >> (C))
 300
 301 /* Some > 32-bit optimizations */
 302 #if M68K_INT_GT_32_BIT
 303         /* Shift left and right */
 304         #define LSR_32(A, C) ((A) >> (C))
 305         #define LSL_32(A, C) ((A) << (C))
 306 #else
 307         /* We have to do this because the morons at ANSI decided that shifts
 308          * by >= data size are undefined.
 309          */
 310         #define LSR_32(A, C) ((C) < 32 ? (A) >> (C) : 0)
 311         #define LSL_32(A, C) ((C) < 32 ? (A) << (C) : 0)
 312 #endif /* M68K_INT_GT_32_BIT */
 313
 314 #if M68K_USE_64_BIT
 315         #define LSL_32_64(A, C) ((A) << (C))
 316         #define LSR_32_64(A, C) ((A) >> (C))
 317         #define ROL_33_64(A, C) (LSL_32_64(A, C) | LSR_32_64(A, 33-(C)))
 318         #define ROR_33_64(A, C) (LSR_32_64(A, C) | LSL_32_64(A, 33-(C)))
 319 #endif /* M68K_USE_64_BIT */
 320
 321 #define ROL_8(A, C)      MASK_OUT_ABOVE_8(LSL(A, C) | LSR(A, 8-(C)))
 322 #define ROL_9(A, C)                      (LSL(A, C) | LSR(A, 9-(C)))
 323 #define ROL_16(A, C)    MASK_OUT_ABOVE_16(LSL(A, C) | LSR(A, 16-(C)))
 324 #define ROL_17(A, C)                     (LSL(A, C) | LSR(A, 17-(C)))
 325 #define ROL_32(A, C)    MASK_OUT_ABOVE_32(LSL_32(A, C) | LSR_32(A, 32-(C)))
 326 #define ROL_33(A, C)                     (LSL_32(A, C) | LSR_32(A, 33-(C)))
 327
 328 #define ROR_8(A, C)      MASK_OUT_ABOVE_8(LSR(A, C) | LSL(A, 8-(C)))
 329 #define ROR_9(A, C)                      (LSR(A, C) | LSL(A, 9-(C)))
 330 #define ROR_16(A, C)    MASK_OUT_ABOVE_16(LSR(A, C) | LSL(A, 16-(C)))
 331 #define ROR_17(A, C)                     (LSR(A, C) | LSL(A, 17-(C)))
 332 #define ROR_32(A, C)    MASK_OUT_ABOVE_32(LSR_32(A, C) | LSL_32(A, 32-(C)))
 333 #define ROR_33(A, C)                     (LSR_32(A, C) | LSL_32(A, 33-(C)))
 334
 335
 336
 337 /* ------------------------------ CPU Access ------------------------------ */
 338
 339 /* Access the CPU registers */
 340 #define CPU_TYPE         state->cpu_type
 341
 342 #define REG_DA           state->dar /* easy access to data and address regs */
 343 #define REG_DA_SAVE      state->dar_save
 344 #define REG_D            state->dar
 345 #define REG_A            (state->dar+8)
 346 #define REG_PPC          state->ppc
 347 #define REG_PC           state->pc
 348 #define REG_SP_BASE      state->sp
 349 #define REG_USP          state->sp[0]
 350 #define REG_ISP          state->sp[4]
 351 #define REG_MSP          state->sp[6]
 352 #define REG_SP           state->dar[15]
 353 #define REG_VBR          state->vbr
 354 #define REG_SFC          state->sfc
 355 #define REG_DFC          state->dfc
 356 #define REG_CACR         state->cacr
 357 #define REG_CAAR         state->caar
 358 #define REG_IR           state->ir
 359
 360 #define REG_FP           state->fpr
 361 #define REG_FPCR         state->fpcr
 362 #define REG_FPSR         state->fpsr
 363 #define REG_FPIAR        state->fpiar
 364
 365 #define FLAG_T1          state->t1_flag
 366 #define FLAG_T0          state->t0_flag
 367 #define FLAG_S           state->s_flag
 368 #define FLAG_M           state->m_flag
 369 #define FLAG_X           state->x_flag
 370 #define FLAG_N           state->n_flag
 371 #define FLAG_Z           state->not_z_flag
 372 #define FLAG_V           state->v_flag
 373 #define FLAG_C           state->c_flag
 374 #define FLAG_INT_MASK    state->int_mask
 375
 376 #define CPU_INT_LEVEL    m68ki_cpu.int_level /* ASG: changed from CPU_INTS_PENDING */
 377 #define CPU_STOPPED      m68ki_cpu.stopped
 378 #define CPU_PREF_ADDR    state->pref_addr
 379 #define CPU_PREF_DATA    state->pref_data
 380 #define CPU_ADDRESS_MASK state->address_mask
 381 #define CPU_SR_MASK      state->sr_mask
 382 #define CPU_INSTR_MODE   state->instr_mode
 383 #define CPU_RUN_MODE     state->run_mode
 384
 385 #define CYC_INSTRUCTION  state->cyc_instruction
 386 #define CYC_EXCEPTION    state->cyc_exception
 387 #define CYC_BCC_NOTAKE_B state->cyc_bcc_notake_b
 388 #define CYC_BCC_NOTAKE_W state->cyc_bcc_notake_w
 389 #define CYC_DBCC_F_NOEXP state->cyc_dbcc_f_noexp
 390 #define CYC_DBCC_F_EXP   state->cyc_dbcc_f_exp
 391 #define CYC_SCC_R_TRUE   state->cyc_scc_r_true
 392 #define CYC_MOVEM_W      state->cyc_movem_w
 393 #define CYC_MOVEM_L      state->cyc_movem_l
 394 #define CYC_SHIFT        state->cyc_shift
 395 #define CYC_RESET        state->cyc_reset
 396 #define HAS_PMMU         state->has_pmmu
 397 #define HAS_FPU          state->has_fpu
 398 #define PMMU_ENABLED     state->pmmu_enabled
 399 #define RESET_CYCLES     state->reset_cycles
 400
 401
 402 #define CALLBACK_INT_ACK      m68ki_cpu.int_ack_callback
 403 #define CALLBACK_BKPT_ACK     m68ki_cpu.bkpt_ack_callback
 404 #define CALLBACK_RESET_INSTR  m68ki_cpu.reset_instr_callback
 405 #define CALLBACK_CMPILD_INSTR m68ki_cpu.cmpild_instr_callback
 406 #define CALLBACK_RTE_INSTR    m68ki_cpu.rte_instr_callback
 407 #define CALLBACK_TAS_INSTR    m68ki_cpu.tas_instr_callback
 408 #define CALLBACK_ILLG_INSTR   m68ki_cpu.illg_instr_callback
 409 #define CALLBACK_PC_CHANGED   m68ki_cpu.pc_changed_callback
 410 #define CALLBACK_SET_FC       m68ki_cpu.set_fc_callback
 411 #define CALLBACK_INSTR_HOOK   m68ki_cpu.instr_hook_callback
 412
 413
 414
 415 /* ----------------------------- Configuration ---------------------------- */
 416
 417 /* These defines are dependant on the configuration defines in m68kconf.h */
 418
 419 /* Disable certain comparisons if we're not using all CPU types */
 420 #if M68K_EMULATE_040
 421 #define CPU_TYPE_IS_040_PLUS(A)    ((A) & (CPU_TYPE_040 | CPU_TYPE_EC040 | CPU_TYPE_LC040))
 422         #define CPU_TYPE_IS_040_LESS(A)    1
 423 #else
 424         #define CPU_TYPE_IS_040_PLUS(A)    0
 425         #define CPU_TYPE_IS_040_LESS(A)    1
 426 #endif
 427
 428 #if M68K_EMULATE_030
 429 #define CPU_TYPE_IS_030_PLUS(A)    ((A) & (CPU_TYPE_030 | CPU_TYPE_EC030 | CPU_TYPE_040 | CPU_TYPE_EC040 | CPU_TYPE_LC040))
 430 #define CPU_TYPE_IS_030_LESS(A)    1
 431 #else
 432 #define CPU_TYPE_IS_030_PLUS(A) 0
 433 #define CPU_TYPE_IS_030_LESS(A)    1
 434 #endif
 435
 436 #if M68K_EMULATE_020
 437 #define CPU_TYPE_IS_020_PLUS(A)    ((A) & (CPU_TYPE_020 | CPU_TYPE_030 | CPU_TYPE_EC030 | CPU_TYPE_040 | CPU_TYPE_EC040 | CPU_TYPE_LC040))
 438         #define CPU_TYPE_IS_020_LESS(A)    1
 439 #else
 440         #define CPU_TYPE_IS_020_PLUS(A)    0
 441         #define CPU_TYPE_IS_020_LESS(A)    1
 442 #endif
 443
 444 #if M68K_EMULATE_EC020
 445 #define CPU_TYPE_IS_EC020_PLUS(A)  ((A) & (CPU_TYPE_EC020 | CPU_TYPE_020 | CPU_TYPE_030 | CPU_TYPE_EC030 | CPU_TYPE_040 | CPU_TYPE_EC040 | CPU_TYPE_LC040))
 446         #define CPU_TYPE_IS_EC020_LESS(A)  ((A) & (CPU_TYPE_000 | CPU_TYPE_010 | CPU_TYPE_EC020))
 447 #else
 448         #define CPU_TYPE_IS_EC020_PLUS(A)  CPU_TYPE_IS_020_PLUS(A)
 449         #define CPU_TYPE_IS_EC020_LESS(A)  CPU_TYPE_IS_020_LESS(A)
 450 #endif
 451
 452 #if M68K_EMULATE_010
 453         #define CPU_TYPE_IS_010(A)         ((A) == CPU_TYPE_010)
 454 #define CPU_TYPE_IS_010_PLUS(A)    ((A) & (CPU_TYPE_010 | CPU_TYPE_EC020 | CPU_TYPE_020 | CPU_TYPE_EC030 | CPU_TYPE_030 | CPU_TYPE_040 | CPU_TYPE_EC040 | CPU_TYPE_LC040))
 455 #define CPU_TYPE_IS_010_LESS(A)    ((A) & (CPU_TYPE_000 | CPU_TYPE_008 | CPU_TYPE_010))
 456 #else
 457         #define CPU_TYPE_IS_010(A)         0
 458         #define CPU_TYPE_IS_010_PLUS(A)    CPU_TYPE_IS_EC020_PLUS(A)
 459         #define CPU_TYPE_IS_010_LESS(A)    CPU_TYPE_IS_EC020_LESS(A)
 460 #endif
 461
 462 #if M68K_EMULATE_020 || M68K_EMULATE_EC020
 463         #define CPU_TYPE_IS_020_VARIANT(A) ((A) & (CPU_TYPE_EC020 | CPU_TYPE_020))
 464 #else
 465         #define CPU_TYPE_IS_020_VARIANT(A) 0
 466 #endif
 467
 468 #if M68K_EMULATE_040 || M68K_EMULATE_020 || M68K_EMULATE_EC020 || M68K_EMULATE_010
 469         #define CPU_TYPE_IS_000(A)         ((A) == CPU_TYPE_000)
 470 #else
 471         #define CPU_TYPE_IS_000(A)         1
 472 #endif
 473
 474
 475 #if !M68K_SEPARATE_READS
 476 #define m68k_read_immediate_16(state, A) m68ki_read_program_16(state, A)
 477 #define m68k_read_immediate_32(state, A) m68ki_read_program_32(state, A)
 478
 479 #define m68k_read_pcrelative_8(state, A) m68ki_read_program_8(state, A)
 480 #define m68k_read_pcrelative_16(state, A) m68ki_read_program_16(state, A)
 481 #define m68k_read_pcrelative_32(state, A) m68ki_read_program_32(state, A)
 482 #endif /* M68K_SEPARATE_READS */
 483
 484
 485 /* Enable or disable callback functions */
 486 #if M68K_EMULATE_INT_ACK
 487         #if M68K_EMULATE_INT_ACK == OPT_SPECIFY_HANDLER
 488                 #define m68ki_int_ack(A) M68K_INT_ACK_CALLBACK(A)
 489         #else
 490                 #define m68ki_int_ack(A) CALLBACK_INT_ACK(A)
 491         #endif
 492 #else
 493         /* Default action is to used autovector mode, which is most common */
 494         #define m68ki_int_ack(A) M68K_INT_ACK_AUTOVECTOR
 495 #endif /* M68K_EMULATE_INT_ACK */
 496
 497 #if M68K_EMULATE_BKPT_ACK
 498         #if M68K_EMULATE_BKPT_ACK == OPT_SPECIFY_HANDLER
 499                 #define m68ki_bkpt_ack(A) M68K_BKPT_ACK_CALLBACK(A)
 500         #else
 501                 #define m68ki_bkpt_ack(A) CALLBACK_BKPT_ACK(A)
 502         #endif
 503 #else
 504         #define m68ki_bkpt_ack(A)
 505 #endif /* M68K_EMULATE_BKPT_ACK */
 506
 507 #if M68K_EMULATE_RESET
 508         #if M68K_EMULATE_RESET == OPT_SPECIFY_HANDLER
 509                 #define m68ki_output_reset() M68K_RESET_CALLBACK()
 510         #else
 511                 #define m68ki_output_reset() CALLBACK_RESET_INSTR()
 512         #endif
 513 #else
 514         #define m68ki_output_reset()
 515 #endif /* M68K_EMULATE_RESET */
 516
 517 #if M68K_CMPILD_HAS_CALLBACK
 518         #if M68K_CMPILD_HAS_CALLBACK == OPT_SPECIFY_HANDLER
 519                 #define m68ki_cmpild_callback(v,r) M68K_CMPILD_CALLBACK(v,r)
 520         #else
 521                 #define m68ki_cmpild_callback(v,r) CALLBACK_CMPILD_INSTR(v,r)
 522         #endif
 523 #else
 524         #define m68ki_cmpild_callback(v,r)
 525 #endif /* M68K_CMPILD_HAS_CALLBACK */
 526
 527 #if M68K_RTE_HAS_CALLBACK
 528         #if M68K_RTE_HAS_CALLBACK == OPT_SPECIFY_HANDLER
 529                 #define m68ki_rte_callback() M68K_RTE_CALLBACK()
 530         #else
 531                 #define m68ki_rte_callback() CALLBACK_RTE_INSTR()
 532         #endif
 533 #else
 534         #define m68ki_rte_callback()
 535 #endif /* M68K_RTE_HAS_CALLBACK */
 536
 537 #if M68K_TAS_HAS_CALLBACK
 538         #if M68K_TAS_HAS_CALLBACK == OPT_SPECIFY_HANDLER
 539                 #define m68ki_tas_callback() M68K_TAS_CALLBACK()
 540         #else
 541                 #define m68ki_tas_callback() CALLBACK_TAS_INSTR()
 542         #endif
 543 #else
 544         #define m68ki_tas_callback() 1
 545 #endif /* M68K_TAS_HAS_CALLBACK */
 546
 547 #if M68K_ILLG_HAS_CALLBACK
 548         #if M68K_ILLG_HAS_CALLBACK == OPT_SPECIFY_HANDLER
 549                 #define m68ki_illg_callback(opcode) M68K_ILLG_CALLBACK(opcode)
 550         #else
 551                 #define m68ki_illg_callback(opcode) CALLBACK_ILLG_INSTR(opcode)
 552         #endif
 553 #else
 554         #define m68ki_illg_callback(opcode) 0 // Default is 0 = not handled, exception will occur
 555 #endif /* M68K_ILLG_HAS_CALLBACK */
 556
 557 #if M68K_INSTRUCTION_HOOK
 558         #if M68K_INSTRUCTION_HOOK == OPT_SPECIFY_HANDLER
 559                 #define m68ki_instr_hook(pc) M68K_INSTRUCTION_CALLBACK(pc)
 560         #else
 561                 #define m68ki_instr_hook(pc) CALLBACK_INSTR_HOOK(pc)
 562         #endif
 563 #else
 564         #define m68ki_instr_hook(pc)
 565 #endif /* M68K_INSTRUCTION_HOOK */
 566
 567 #if M68K_MONITOR_PC
 568         #if M68K_MONITOR_PC == OPT_SPECIFY_HANDLER
 569                 #define m68ki_pc_changed(A) M68K_SET_PC_CALLBACK(ADDRESS_68K(A))
 570         #else
 571                 #define m68ki_pc_changed(A) CALLBACK_PC_CHANGED(ADDRESS_68K(A))
 572         #endif
 573 #else
 574         #define m68ki_pc_changed(A)
 575 #endif /* M68K_MONITOR_PC */
 576
 577
 578 /* Enable or disable function code emulation */
 579 #if M68K_EMULATE_FC
 580         #if M68K_EMULATE_FC == OPT_SPECIFY_HANDLER
 581                 #define m68ki_set_fc(A) M68K_SET_FC_CALLBACK(A)
 582         #else
 583                 #define m68ki_set_fc(A) CALLBACK_SET_FC(A)
 584         #endif
 585         #define m68ki_use_data_space() m68ki_address_space = FUNCTION_CODE_USER_DATA
 586         #define m68ki_use_program_space() m68ki_address_space = FUNCTION_CODE_USER_PROGRAM
 587         #define m68ki_get_address_space() m68ki_address_space
 588 #else
 589         #define m68ki_set_fc(A)
 590         #define m68ki_use_data_space()
 591         #define m68ki_use_program_space()
 592         #define m68ki_get_address_space() FUNCTION_CODE_USER_DATA
 593 #endif /* M68K_EMULATE_FC */
 594
 595
 596 /* Enable or disable trace emulation */
 597 #if M68K_EMULATE_TRACE
 598         /* Initiates trace checking before each instruction (t1) */
 599         #define m68ki_trace_t1() m68ki_tracing = FLAG_T1
 600         /* adds t0 to trace checking if we encounter change of flow */
 601         #define m68ki_trace_t0() m68ki_tracing |= FLAG_T0
 602         /* Clear all tracing */
 603         #define m68ki_clear_trace() m68ki_tracing = 0
 604         /* Cause a trace exception if we are tracing */
 605         #define m68ki_exception_if_trace() if(m68ki_tracing) m68ki_exception_trace()
 606 #else
 607         #define m68ki_trace_t1()
 608         #define m68ki_trace_t0()
 609         #define m68ki_clear_trace()
 610         #define m68ki_exception_if_trace()
 611 #endif /* M68K_EMULATE_TRACE */
 612
 613
 614
 615 /* Address error */
 616 #if M68K_EMULATE_ADDRESS_ERROR
 617         #include <setjmp.h>
 618
 619 /* sigjmp() on Mac OS X and *BSD in general saves signal contexts and is super-slow, use sigsetjmp() to tell it not to */
 620 #ifdef _BSD_SETJMP_H
 621 extern sigjmp_buf m68ki_aerr_trap;
 622 #define m68ki_set_address_error_trap(state) \
 623         if(sigsetjmp(m68ki_aerr_trap, 0) != 0) \
 624         { \
 625                 m68ki_exception_address_error(state); \
 626                 if(CPU_STOPPED) \
 627                 { \
 628                         if (m68ki_remaining_cycles > 0) \
 629                                 m68ki_remaining_cycles = 0; \
 630                         return m68ki_initial_cycles; \
 631                 } \
 632         }
 633
 634 #define m68ki_check_address_error(state, ADDR, WRITE_MODE, FC) \
 635         if((ADDR)&1) \
 636         { \
 637                 m68ki_aerr_address = ADDR; \
 638                 m68ki_aerr_write_mode = WRITE_MODE; \
 639                 m68ki_aerr_fc = FC; \
 640                 siglongjmp(m68ki_aerr_trap, 1); \
 641         }
 642 #else
 643 extern jmp_buf m68ki_aerr_trap;
 644         #define m68ki_set_address_error_trap(state) \
 645                 if(setjmp(m68ki_aerr_trap) != 0) \
 646                 { \
 647                         m68ki_exception_address_error(); \
 648                         if(CPU_STOPPED) \
 649                         { \
 650                                 SET_CYCLES(0); \
 651                                 return m68ki_initial_cycles; \
 652                         } \
 653                         /* ensure we don't re-enter execution loop after an
 654                            address error if there's no more cycles remaining */ \
 655                         if(GET_CYCLES() <= 0) \
 656                         { \
 657                                 /* return how many clocks we used */ \
 658                                 return m68ki_initial_cycles - GET_CYCLES(); \
 659                         } \
 660                 }
 661
 662         #define m68ki_check_address_error(state, ADDR, WRITE_MODE, FC) \
 663                 if((ADDR)&1) \
 664                 { \
 665                         m68ki_aerr_address = ADDR; \
 666                         m68ki_aerr_write_mode = WRITE_MODE; \
 667                         m68ki_aerr_fc = FC; \
 668                         longjmp(m68ki_aerr_trap, 1); \
 669                 }
 670 #endif
 671         #define m68ki_bus_error(ADDR,WRITE_MODE) m68ki_aerr_address=ADDR;m68ki_aerr_write_mode=WRITE_MODE;m68ki_exception_bus_error()
 672
 673         #define m68ki_check_address_error_010_less(state, ADDR, WRITE_MODE, FC) \
 674                 if (CPU_TYPE_IS_010_LESS(CPU_TYPE)) \
 675                 { \
 676                         m68ki_check_address_error(state, ADDR, WRITE_MODE, FC) \
 677                 }
 678 #else
 679         #define m68ki_set_address_error_trap(state)
 680         #define m68ki_check_address_error(state, ADDR, WRITE_MODE, FC)
 681         #define m68ki_check_address_error_010_less(state, ADDR, WRITE_MODE, FC)
 682 #endif /* M68K_ADDRESS_ERROR */
 683
 684 /* Logging */
 685 #if M68K_LOG_ENABLE
 686         #include <stdio.h>
 687 //      extern FILE* M68K_LOG_FILEHANDLE;
 688         extern const char *const m68ki_cpu_names[];
 689
 690         #define M68K_DO_LOG(A) do{printf("*************");printf A;}while(0) //if(M68K_LOG_FILEHANDLE) fprintf A
 691         #if M68K_LOG_1010_1111
 692                 #define M68K_DO_LOG_EMU(A) printf A //if(M68K_LOG_FILEHANDLE) fprintf A
 693         #else
 694                 #define M68K_DO_LOG_EMU(A)
 695         #endif
 696 #else
 697         #define M68K_DO_LOG(A)
 698         #define M68K_DO_LOG_EMU(A)
 699 #endif
 700
 701
 702
 703 /* -------------------------- EA / Operand Access ------------------------- */
 704
 705 /*
 706  * The general instruction format follows this pattern:
 707  * .... XXX. .... .YYY
 708  * where XXX is register X and YYY is register Y
 709  */
 710 /* Data Register Isolation */
 711 #define DX (REG_D[(REG_IR >> 9) & 7])
 712 #define DY (REG_D[REG_IR & 7])
 713 /* Address Register Isolation */
 714 #define AX (REG_A[(REG_IR >> 9) & 7])
 715 #define AY (REG_A[REG_IR & 7])
 716
 717
 718 /* Effective Address Calculations */
 719 #define EA_AY_AI_8()   AY                                    /* address register indirect */
 720 #define EA_AY_AI_16()  EA_AY_AI_8()
 721 #define EA_AY_AI_32()  EA_AY_AI_8()
 722 #define EA_AY_PI_8()   (AY++)                                /* postincrement (size = byte) */
 723 #define EA_AY_PI_16()  ((AY+=2)-2)                           /* postincrement (size = word) */
 724 #define EA_AY_PI_32()  ((AY+=4)-4)                           /* postincrement (size = long) */
 725 #define EA_AY_PD_8()   (--AY)                                /* predecrement (size = byte) */
 726 #define EA_AY_PD_16()  (AY-=2)                               /* predecrement (size = word) */
 727 #define EA_AY_PD_32()  (AY-=4)                               /* predecrement (size = long) */
 728 #define EA_AY_DI_8()   (AY+MAKE_INT_16(m68ki_read_imm_16(state))) /* displacement */
 729 #define EA_AY_DI_16()  EA_AY_DI_8()
 730 #define EA_AY_DI_32()  EA_AY_DI_8()
 731 #define EA_AY_IX_8()   m68ki_get_ea_ix(state, AY)                   /* indirect + index */
 732 #define EA_AY_IX_16()  EA_AY_IX_8()
 733 #define EA_AY_IX_32()  EA_AY_IX_8()
 734
 735 #define EA_AX_AI_8()   AX
 736 #define EA_AX_AI_16()  EA_AX_AI_8()
 737 #define EA_AX_AI_32()  EA_AX_AI_8()
 738 #define EA_AX_PI_8()   (AX++)
 739 #define EA_AX_PI_16()  ((AX+=2)-2)
 740 #define EA_AX_PI_32()  ((AX+=4)-4)
 741 #define EA_AX_PD_8()   (--AX)
 742 #define EA_AX_PD_16()  (AX-=2)
 743 #define EA_AX_PD_32()  (AX-=4)
 744 #define EA_AX_DI_8()   (AX+MAKE_INT_16(m68ki_read_imm_16(state)))
 745 #define EA_AX_DI_16()  EA_AX_DI_8()
 746 #define EA_AX_DI_32()  EA_AX_DI_8()
 747 #define EA_AX_IX_8()   m68ki_get_ea_ix(state, AX)
 748 #define EA_AX_IX_16()  EA_AX_IX_8()
 749 #define EA_AX_IX_32()  EA_AX_IX_8()
 750
 751 #define EA_A7_PI_8()   ((REG_A[7]+=2)-2)
 752 #define EA_A7_PD_8()   (REG_A[7]-=2)
 753
 754 #define EA_AW_8()      MAKE_INT_16(m68ki_read_imm_16(state))      /* absolute word */
 755 #define EA_AW_16()     EA_AW_8()
 756 #define EA_AW_32()     EA_AW_8()
 757 #define EA_AL_8()      m68ki_read_imm_32(state)                   /* absolute long */
 758 #define EA_AL_16()     EA_AL_8()
 759 #define EA_AL_32()     EA_AL_8()
 760 #define EA_PCDI_8()    m68ki_get_ea_pcdi(state)                   /* pc indirect + displacement */
 761 #define EA_PCDI_16()   EA_PCDI_8()
 762 #define EA_PCDI_32()   EA_PCDI_8()
 763 #define EA_PCIX_8()    m68ki_get_ea_pcix(state)                   /* pc indirect + index */
 764 #define EA_PCIX_16()   EA_PCIX_8()
 765 #define EA_PCIX_32()   EA_PCIX_8()
 766
 767
 768 #define OPER_I_8(state)     m68ki_read_imm_8(state)
 769 #define OPER_I_16(state)    m68ki_read_imm_16(state)
 770 #define OPER_I_32(state)    m68ki_read_imm_32(state)
 771
 772
 773
 774 /* --------------------------- Status Register ---------------------------- */
 775
 776 /* Flag Calculation Macros */
 777 #define CFLAG_8(A) (A)
 778 #define CFLAG_16(A) ((A)>>8)
 779
 780 #if M68K_INT_GT_32_BIT
 781         #define CFLAG_ADD_32(S, D, R) ((R)>>24)
 782         #define CFLAG_SUB_32(S, D, R) ((R)>>24)
 783 #else
 784         #define CFLAG_ADD_32(S, D, R) (((S & D) | (~R & (S | D)))>>23)
 785         #define CFLAG_SUB_32(S, D, R) (((S & R) | (~D & (S | R)))>>23)
 786 #endif /* M68K_INT_GT_32_BIT */
 787
 788 #define VFLAG_ADD_8(S, D, R) ((S^R) & (D^R))
 789 #define VFLAG_ADD_16(S, D, R) (((S^R) & (D^R))>>8)
 790 #define VFLAG_ADD_32(S, D, R) (((S^R) & (D^R))>>24)
 791
 792 #define VFLAG_SUB_8(S, D, R) ((S^D) & (R^D))
 793 #define VFLAG_SUB_16(S, D, R) (((S^D) & (R^D))>>8)
 794 #define VFLAG_SUB_32(S, D, R) (((S^D) & (R^D))>>24)
 795
 796 #define NFLAG_8(A) (A)
 797 #define NFLAG_16(A) ((A)>>8)
 798 #define NFLAG_32(A) ((A)>>24)
 799 #define NFLAG_64(A) ((A)>>56)
 800
 801 #define ZFLAG_8(A) MASK_OUT_ABOVE_8(A)
 802 #define ZFLAG_16(A) MASK_OUT_ABOVE_16(A)
 803 #define ZFLAG_32(A) MASK_OUT_ABOVE_32(A)
 804
 805
 806 /* Flag values */
 807 #define NFLAG_SET   0x80
 808 #define NFLAG_CLEAR 0
 809 #define CFLAG_SET   0x100
 810 #define CFLAG_CLEAR 0
 811 #define XFLAG_SET   0x100
 812 #define XFLAG_CLEAR 0
 813 #define VFLAG_SET   0x80
 814 #define VFLAG_CLEAR 0
 815 #define ZFLAG_SET   0
 816 #define ZFLAG_CLEAR 0xffffffff
 817
 818 #define SFLAG_SET   4
 819 #define SFLAG_CLEAR 0
 820 #define MFLAG_SET   2
 821 #define MFLAG_CLEAR 0
 822
 823 /* Turn flag values into 1 or 0 */
 824 #define XFLAG_AS_1() ((FLAG_X>>8)&1)
 825 #define NFLAG_AS_1() ((FLAG_N>>7)&1)
 826 #define VFLAG_AS_1() ((FLAG_V>>7)&1)
 827 #define ZFLAG_AS_1() (!FLAG_Z)
 828 #define CFLAG_AS_1() ((FLAG_C>>8)&1)
 829
 830
 831 /* Conditions */
 832 #define COND_CS() (FLAG_C&0x100)
 833 #define COND_CC() (!COND_CS())
 834 #define COND_VS() (FLAG_V&0x80)
 835 #define COND_VC() (!COND_VS())
 836 #define COND_NE() FLAG_Z
 837 #define COND_EQ() (!COND_NE())
 838 #define COND_MI() (FLAG_N&0x80)
 839 #define COND_PL() (!COND_MI())
 840 #define COND_LT() ((FLAG_N^FLAG_V)&0x80)
 841 #define COND_GE() (!COND_LT())
 842 #define COND_HI() (COND_CC() && COND_NE())
 843 #define COND_LS() (COND_CS() || COND_EQ())
 844 #define COND_GT() (COND_GE() && COND_NE())
 845 #define COND_LE() (COND_LT() || COND_EQ())
 846
 847 /* Reversed conditions */
 848 #define COND_NOT_CS() COND_CC()
 849 #define COND_NOT_CC() COND_CS()
 850 #define COND_NOT_VS() COND_VC()
 851 #define COND_NOT_VC() COND_VS()
 852 #define COND_NOT_NE() COND_EQ()
 853 #define COND_NOT_EQ() COND_NE()
 854 #define COND_NOT_MI() COND_PL()
 855 #define COND_NOT_PL() COND_MI()
 856 #define COND_NOT_LT() COND_GE()
 857 #define COND_NOT_GE() COND_LT()
 858 #define COND_NOT_HI() COND_LS()
 859 #define COND_NOT_LS() COND_HI()
 860 #define COND_NOT_GT() COND_LE()
 861 #define COND_NOT_LE() COND_GT()
 862
 863 /* Not real conditions, but here for convenience */
 864 #define COND_XS() (FLAG_X&0x100)
 865 #define COND_XC() (!COND_XS)
 866
 867
 868 /* Get the condition code register */
 869 #define m68ki_get_ccr(state) ((COND_XS() >> 4) | \
 870                                                          (COND_MI() >> 4) | \
 871                                                          (COND_EQ() << 2) | \
 872                                                          (COND_VS() >> 6) | \
 873                                                          (COND_CS() >> 8))
 874
 875 /* Get the status register */
 876 #define m68ki_get_sr(state) ( FLAG_T1              | \
 877                                                          FLAG_T0              | \
 878                                                         (FLAG_S        << 11) | \
 879                                                         (FLAG_M        << 11) | \
 880                                                          FLAG_INT_MASK        | \
 881                                                          m68ki_get_ccr(state))
 882
 883
 884
 885 /* ---------------------------- Cycle Counting ---------------------------- */
 886
 887 #define ADD_CYCLES(A)    m68ki_remaining_cycles += (A)
 888 #define USE_CYCLES(A)    m68ki_remaining_cycles -= (A)
 889 #define SET_CYCLES(A)    m68ki_remaining_cycles = A
 890 #define GET_CYCLES()     m68ki_remaining_cycles
 891 #define USE_ALL_CYCLES() m68ki_remaining_cycles %= CYC_INSTRUCTION[REG_IR]
 892
 893
 894
 895 /* ----------------------------- Read / Write ----------------------------- */
 896
 897 /* Read from the current address space */
 898 #define m68ki_read_8(state, A)  m68ki_read_8_fc (state, A, FLAG_S | m68ki_get_address_space())
 899 #define m68ki_read_16(state, A) m68ki_read_16_fc(state, A, FLAG_S | m68ki_get_address_space())
 900 #define m68ki_read_32(state, A) m68ki_read_32_fc(state, A, FLAG_S | m68ki_get_address_space())
 901
 902 /* Write to the current data space */
 903 #define m68ki_write_8(state, A, V)  m68ki_write_8_fc (state, A, FLAG_S | FUNCTION_CODE_USER_DATA, V)
 904 #define m68ki_write_16(state, A, V) m68ki_write_16_fc(state, A, FLAG_S | FUNCTION_CODE_USER_DATA, V)
 905 #define m68ki_write_32(state, A, V) m68ki_write_32_fc(state, A, FLAG_S | FUNCTION_CODE_USER_DATA, V)
 906
 907 #if M68K_SIMULATE_PD_WRITES
 908 #define m68ki_write_32_pd(A, V) m68ki_write_32_pd_fc(A, FLAG_S | FUNCTION_CODE_USER_DATA, V)
 909 #else
 910 #define m68ki_write_32_pd(state, A, V) m68ki_write_32_fc(state, A, FLAG_S | FUNCTION_CODE_USER_DATA, V)
 911 #endif
 912
 913 /* Map PC-relative reads */
 914 #define m68ki_read_pcrel_8(state, A) m68k_read_pcrelative_8(state, A)
 915 #define m68ki_read_pcrel_16(state, A) m68k_read_pcrelative_16(state, A)
 916 #define m68ki_read_pcrel_32(state, A) m68k_read_pcrelative_32(state, A)
 917
 918 /* Read from the program space */
 919 #define m68ki_read_program_8(state, A)  m68ki_read_8_fc(state, A, FLAG_S | FUNCTION_CODE_USER_PROGRAM)
 920 #define m68ki_read_program_16(state, A)         m68ki_read_16_fc(state, A, FLAG_S | FUNCTION_CODE_USER_PROGRAM)
 921 #define m68ki_read_program_32(state, A)         m68ki_read_32_fc(state, A, FLAG_S | FUNCTION_CODE_USER_PROGRAM)
 922
 923 /* Read from the data space */
 924 #define m68ki_read_data_8(state, A)     m68ki_read_8_fc(state, A, FLAG_S | FUNCTION_CODE_USER_DATA)
 925 #define m68ki_read_data_16(state, A)    m68ki_read_16_fc(state, A, FLAG_S | FUNCTION_CODE_USER_DATA)
 926 #define m68ki_read_data_32(state, A)    m68ki_read_32_fc(state, A, FLAG_S | FUNCTION_CODE_USER_DATA)
 927
 928
 929
 930 /* ======================================================================== */
 931 /* =============================== PROTOTYPES ============================= */
 932 /* ======================================================================== */
 933
 934 typedef union
 935 {
 936         uint64 i;
 937         double f;
 938 } fp_reg;
 939
 940 typedef struct
 941 {
 942     unsigned int lower;
 943     unsigned int upper;
 944     unsigned char *offset;
 945 } address_translation_cache;
 946
 947
 948
 949 typedef struct m68ki_cpu_core
 950 {
 951         uint cpu_type;     /* CPU Type: 68000, 68008, 68010, 68EC020, 68020, 68EC030, 68030, 68EC040, or 68040 */
 952         uint dar[16];      /* Data and Address Registers */
 953         uint dar_save[16];  /* Saved Data and Address Registers (pushed onto the
 954                                                    stack when a bus error occurs)*/
 955         uint ppc;                  /* Previous program counter */
 956         uint pc;           /* Program Counter */
 957         uint sp[7];        /* User, Interrupt, and Master Stack Pointers */
 958         uint vbr;          /* Vector Base Register (m68010+) */
 959         uint sfc;          /* Source Function Code Register (m68010+) */
 960         uint dfc;          /* Destination Function Code Register (m68010+) */
 961         uint cacr;         /* Cache Control Register (m68020, unemulated) */
 962         uint caar;         /* Cache Address Register (m68020, unemulated) */
 963         uint ir;           /* Instruction Register */
 964         floatx80 fpr[8];     /* FPU Data Register (m68030/040) */
 965         uint fpiar;        /* FPU Instruction Address Register (m68040) */
 966         uint fpsr;         /* FPU Status Register (m68040) */
 967         uint fpcr;         /* FPU Control Register (m68040) */
 968         uint t1_flag;      /* Trace 1 */
 969         uint t0_flag;      /* Trace 0 */
 970         uint s_flag;       /* Supervisor */
 971         uint m_flag;       /* Master/Interrupt state */
 972         uint x_flag;       /* Extend */
 973         uint n_flag;       /* Negative */
 974         uint not_z_flag;   /* Zero, inverted for speedups */
 975         uint v_flag;       /* Overflow */
 976         uint c_flag;       /* Carry */
 977         uint int_mask;     /* I0-I2 */
 978         uint int_level;    /* State of interrupt pins IPL0-IPL2 -- ASG: changed from ints_pending */
 979         uint stopped;      /* Stopped state */
 980         uint pref_addr;    /* Last prefetch address */
 981         uint pref_data;    /* Data in the prefetch queue */
 982         uint address_mask; /* Available address pins */
 983         uint sr_mask;      /* Implemented status register bits */
 984         uint instr_mode;   /* Stores whether we are in instruction mode or group 0/1 exception mode */
 985         uint run_mode;     /* Stores whether we are processing a reset, bus error, address error, or something else */
 986         int    has_pmmu;   /* Indicates if a PMMU available (yes on 030, 040, no on EC030) */
 987         int    has_fpu;    /* Indicates if a FPU available */
 988         int    pmmu_enabled; /* Indicates if the PMMU is enabled */
 989         int    fpu_just_reset; /* Indicates the FPU was just reset */
 990         uint reset_cycles;
 991
 992         /* Clocks required for instructions / exceptions */
 993         uint cyc_bcc_notake_b;
 994         uint cyc_bcc_notake_w;
 995         uint cyc_dbcc_f_noexp;
 996         uint cyc_dbcc_f_exp;
 997         uint cyc_scc_r_true;
 998         uint cyc_movem_w;
 999         uint cyc_movem_l;
1000         uint cyc_shift;
1001         uint cyc_reset;
1002
1003         /* Virtual IRQ lines state */
1004         uint virq_state;
1005         uint nmi_pending;
1006
1007         /* PMMU registers */
1008         uint mmu_crp_aptr, mmu_crp_limit;
1009         uint mmu_srp_aptr, mmu_srp_limit;
1010         uint mmu_tc;
1011         uint16 mmu_sr;
1012
1013         uint mmu_urp_aptr;    /* 040 only */
1014         uint mmu_sr_040;
1015         uint mmu_atc_tag[MMU_ATC_ENTRIES], mmu_atc_data[MMU_ATC_ENTRIES];
1016         uint mmu_atc_rr;
1017         uint mmu_tt0, mmu_tt1;
1018         uint mmu_itt0, mmu_itt1, mmu_dtt0, mmu_dtt1;
1019         uint mmu_acr0, mmu_acr1, mmu_acr2, mmu_acr3;
1020         uint mmu_last_page_entry, mmu_last_page_entry_addr;
1021
1022         uint16 mmu_tmp_sr;      /* temporary hack: status code for ptest and to handle write protection */
1023         uint16 mmu_tmp_fc;      /* temporary hack: function code for the mmu (moves) */
1024         uint16 mmu_tmp_rw;      /* temporary hack: read/write (1/0) for the mmu */
1025         uint8 mmu_tmp_sz;       /* temporary hack: size for mmu */
1026
1027         uint mmu_tmp_buserror_address;   /* temporary hack: (first) bus error address */
1028         uint16 mmu_tmp_buserror_occurred;  /* temporary hack: flag that bus error has occurred from mmu */
1029         uint16 mmu_tmp_buserror_fc;   /* temporary hack: (first) bus error fc */
1030         uint16 mmu_tmp_buserror_rw;   /* temporary hack: (first) bus error rw */
1031         uint16 mmu_tmp_buserror_sz;   /* temporary hack: (first) bus error size` */
1032
1033         uint8 mmu_tablewalk;             /* set when MMU walks page tables */
1034         uint mmu_last_logical_addr;
1035         uint ic_address[M68K_IC_SIZE];   /* instruction cache address data */
1036         uint ic_data[M68K_IC_SIZE];      /* instruction cache content data */
1037         uint8 ic_valid[M68K_IC_SIZE];     /* instruction cache valid flags */
1038
1039         const uint8* cyc_instruction;
1040         const uint8* cyc_exception;
1041
1042         /* Callbacks to host */
1043         int  (*int_ack_callback)(int int_line);           /* Interrupt Acknowledge */
1044         void (*bkpt_ack_callback)(unsigned int data);     /* Breakpoint Acknowledge */
1045         void (*reset_instr_callback)(void);               /* Called when a RESET instruction is encountered */
1046         void (*cmpild_instr_callback)(unsigned int, int); /* Called when a CMPI.L #v, Dn instruction is encountered */
1047         void (*rte_instr_callback)(void);                 /* Called when a RTE instruction is encountered */
1048         int  (*tas_instr_callback)(void);                 /* Called when a TAS instruction is encountered, allows / disallows writeback */
1049         int  (*illg_instr_callback)(int);                 /* Called when an illegal instruction is encountered, allows handling */
1050         void (*pc_changed_callback)(unsigned int new_pc); /* Called when the PC changes by a large amount */
1051         void (*set_fc_callback)(unsigned int new_fc);     /* Called when the CPU function code changes */
1052         void (*instr_hook_callback)(unsigned int pc);     /* Called every instruction cycle prior to execution */
1053
1054         /* address translation caches */
1055
1056         unsigned char read_ranges;
1057         unsigned int read_addr[8];
1058         unsigned int read_upper[8];
1059         unsigned char *read_data[8];
1060         unsigned char write_ranges;
1061         unsigned int write_addr[8];
1062         unsigned int write_upper[8];
1063         unsigned char *write_data[8];
1064         address_translation_cache code_translation_cache;
1065
1066
1067 } m68ki_cpu_core;
1068
1069
1070 extern m68ki_cpu_core m68ki_cpu;
1071 extern sint           m68ki_remaining_cycles;
1072 extern uint           m68ki_tracing;
1073 extern const uint8    m68ki_shift_8_table[];
1074 extern const uint16   m68ki_shift_16_table[];
1075 extern const uint     m68ki_shift_32_table[];
1076 extern const uint8    m68ki_exception_cycle_table[][256];
1077 extern uint           m68ki_address_space;
1078 extern const uint8    m68ki_ea_idx_cycle_table[];
1079
1080 extern uint           m68ki_aerr_address;
1081 extern uint           m68ki_aerr_write_mode;
1082 extern uint           m68ki_aerr_fc;
1083
1084 /* Forward declarations to keep some of the macros happy */
1085 static inline uint m68ki_read_16_fc(m68ki_cpu_core *state, uint address, uint fc);
1086 static inline uint m68ki_read_32_fc(m68ki_cpu_core *state, uint address, uint fc);
1087 static inline uint m68ki_get_ea_ix(m68ki_cpu_core *state, uint An);
1088 static inline void m68ki_check_interrupts(m68ki_cpu_core *state);            /* ASG: check for interrupts */
1089
1090 /* quick disassembly (used for logging) */
1091 char* m68ki_disassemble_quick(unsigned int pc, unsigned int cpu_type);
1092
1093
1094 /* ======================================================================== */
1095 /* =========================== UTILITY FUNCTIONS ========================== */
1096 /* ======================================================================== */
1097
1098
1099 /* ---------------------------- Read Immediate ---------------------------- */
1100
1101 // clear the instruction cache
1102 inline void m68ki_ic_clear(m68ki_cpu_core *state)
1103 {
1104         int i;
1105         for (i=0; i< M68K_IC_SIZE; i++) {
1106                 state->ic_address[i] = ~0;
1107         }
1108 }
1109
1110 extern uint32 pmmu_translate_addr(m68ki_cpu_core *state, uint32 addr_in, uint16 rw);
1111
1112 // read immediate word using the instruction cache
1113
1114 static inline uint32 m68ki_ic_readimm16(m68ki_cpu_core *state, uint32 address)
1115 {
1116         if (state->cacr & M68K_CACR_EI)
1117         {
1118                 // 68020 series I-cache (MC68020 User's Manual, Section 4 - On-Chip Cache Memory)
1119                 if (CPU_TYPE & (CPU_TYPE_EC020 | CPU_TYPE_020))
1120                 {
1121                         uint32 tag = (address >> 8) | (state->s_flag ? 0x1000000 : 0);
1122                         int idx = (address >> 2) & 0x3f;    // 1-of-64 select
1123
1124                         // do a cache fill if the line is invalid or the tags don't match
1125                         if ((!state->ic_valid[idx]) || (state->ic_address[idx] != tag))
1126                         {
1127                                 // if the cache is frozen, don't update it
1128                                 if (state->cacr & M68K_CACR_FI)
1129                                 {
1130                                         return m68k_read_immediate_16(state, address);
1131                                 }
1132
1133                                 uint32 data = m68ki_read_32(state, address & ~3);
1134
1135                                 //printf("m68k: doing cache fill at %08x (tag %08x idx %d)\n", address, tag, idx);
1136
1137                                 // if no buserror occurred, validate the tag
1138                                 if (!state->mmu_tmp_buserror_occurred)
1139                                 {
1140                                         state->ic_address[idx] = tag;
1141                                         state->ic_data[idx] = data;
1142                                         state->ic_valid[idx] = 1;
1143                                 }
1144                                 else
1145                                 {
1146                                         return m68k_read_immediate_16(state, address);
1147                                 }
1148                         }
1149
1150                         // at this point, the cache is guaranteed to be valid, either as
1151                         // a hit or because we just filled it.
1152                         if (address & 2)
1153                         {
1154                                 return state->ic_data[idx] & 0xffff;
1155                         }
1156                         else
1157                         {
1158                                 return state->ic_data[idx] >> 16;
1159                         }
1160                 }
1161         }
1162         return m68k_read_immediate_16(state, address);
1163 }
1164
1165 /* Handles all immediate reads, does address error check, function code setting,
1166  * and prefetching if they are enabled in m68kconf.h
1167  */
1168 uint m68ki_read_imm16_addr_slowpath(m68ki_cpu_core *state, uint32_t pc, address_translation_cache *cache);
1169
1170
1171
1172 static inline uint m68ki_read_imm_16(m68ki_cpu_core *state)
1173 {
1174         uint32_t pc = REG_PC;
1175
1176         address_translation_cache *cache = &state->code_translation_cache;
1177         if(pc >= cache->lower && pc < cache->upper)
1178         {
1179                 REG_PC += 2;
1180                 return be16toh(((unsigned short *)(cache->offset + pc))[0]);
1181         }
1182         return m68ki_read_imm16_addr_slowpath(state, pc, cache);
1183 }
1184
1185 static inline uint m68ki_read_imm_8(m68ki_cpu_core *state)
1186 {
1187         /* map read immediate 8 to read immediate 16 */
1188         return MASK_OUT_ABOVE_8(m68ki_read_imm_16(state));
1189 }
1190
1191 static inline uint m68ki_read_imm_32(m68ki_cpu_core *state)
1192 {
1193 #if M68K_SEPARATE_READS
1194 #if M68K_EMULATE_PMMU
1195 //      if (PMMU_ENABLED)
1196 //          address = pmmu_translate_addr(address,1);
1197 #endif
1198 #endif
1199         uint32_t address = ADDRESS_68K(REG_PC);
1200         for (int i = 0; i < state->read_ranges; i++) {
1201                 if(address >= state->read_addr[i] && address < state->read_upper[i]) {
1202                         REG_PC += 4;
1203                         return be32toh(((unsigned int *)(state->read_data[i] + (address - state->read_addr[i])))[0]);
1204                 }
1205         }
1206
1207 #if M68K_EMULATE_PREFETCH
1208         uint temp_val;
1209
1210         m68ki_set_fc(FLAG_S | FUNCTION_CODE_USER_PROGRAM); /* auto-disable (see m68kcpu.h) */
1211         state->mmu_tmp_fc = FLAG_S | FUNCTION_CODE_USER_PROGRAM;
1212         state->mmu_tmp_rw = 1;
1213         state->mmu_tmp_sz = M68K_SZ_LONG;
1214         m68ki_check_address_error(state, REG_PC, MODE_READ, FLAG_S | FUNCTION_CODE_USER_PROGRAM); /* auto-disable (see m68kcpu.h) */
1215
1216         if(REG_PC != CPU_PREF_ADDR)
1217         {
1218                 CPU_PREF_ADDR = REG_PC;
1219                 CPU_PREF_DATA = m68ki_ic_readimm16(state, ADDRESS_68K(CPU_PREF_ADDR));
1220         }
1221         temp_val = MASK_OUT_ABOVE_16(CPU_PREF_DATA);
1222         REG_PC += 2;
1223         CPU_PREF_ADDR = REG_PC;
1224         CPU_PREF_DATA = m68ki_ic_readimm16(state, ADDRESS_68K(CPU_PREF_ADDR));
1225
1226         temp_val = MASK_OUT_ABOVE_32((temp_val << 16) | MASK_OUT_ABOVE_16(CPU_PREF_DATA));
1227         REG_PC += 2;
1228         CPU_PREF_DATA = m68ki_ic_readimm16(state, REG_PC);
1229         CPU_PREF_ADDR = state->mmu_tmp_buserror_occurred ? ((uint32)~0) : REG_PC;
1230
1231         return temp_val;
1232 #else
1233         REG_PC += 4;
1234
1235         return m68k_read_immediate_32(address);
1236 #endif /* M68K_EMULATE_PREFETCH */
1237 }
1238
1239 /* ------------------------- Top level read/write ------------------------- */
1240
1241 /* Handles all memory accesses (except for immediate reads if they are
1242  * configured to use separate functions in m68kconf.h).
1243  * All memory accesses must go through these top level functions.
1244  * These functions will also check for address error and set the function
1245  * code if they are enabled in m68kconf.h.
1246  */
1247
1248 static inline uint m68ki_read_8_fc(m68ki_cpu_core *state, uint address, uint fc)
1249 {
1250         (void)fc;
1251         m68ki_set_fc(fc); /* auto-disable (see m68kcpu.h) */
1252         state->mmu_tmp_fc = fc;
1253         state->mmu_tmp_rw = 1;
1254         state->mmu_tmp_sz = M68K_SZ_BYTE;
1255
1256 #if M68K_EMULATE_PMMU
1257         if (PMMU_ENABLED)
1258             address = pmmu_translate_addr(state,address,1);
1259 #endif
1260
1261         for (int i = 0; i < state->read_ranges; i++) {
1262                 if(address >= state->read_addr[i] && address < state->read_upper[i]) {
1263                         return state->read_data[i][address - state->read_addr[i]];
1264                 }
1265         }
1266
1267         return m68k_read_memory_8(ADDRESS_68K(address));
1268 }
1269 static inline uint m68ki_read_16_fc(m68ki_cpu_core *state, uint address, uint fc)
1270 {
1271         m68ki_set_fc(fc); /* auto-disable (see m68kcpu.h) */
1272         state->mmu_tmp_fc = fc;
1273         state->mmu_tmp_rw = 1;
1274         state->mmu_tmp_sz = M68K_SZ_WORD;
1275         m68ki_check_address_error_010_less(state, address, MODE_READ, fc); /* auto-disable (see m68kcpu.h) */
1276
1277 #if M68K_EMULATE_PMMU
1278         if (PMMU_ENABLED)
1279             address = pmmu_translate_addr(state,address,1);
1280 #endif
1281
1282         for (int i = 0; i < state->read_ranges; i++) {
1283                 if(address >= state->read_addr[i] && address < state->read_upper[i]) {
1284                         return be16toh(((unsigned short *)(state->read_data[i] + (address - state->read_addr[i])))[0]);
1285                 }
1286         }
1287
1288         return m68k_read_memory_16(ADDRESS_68K(address));
1289 }
1290 static inline uint m68ki_read_32_fc(m68ki_cpu_core *state, uint address, uint fc)
1291 {
1292         m68ki_set_fc(fc); /* auto-disable (see m68kcpu.h) */
1293         state->mmu_tmp_fc = fc;
1294         state->mmu_tmp_rw = 1;
1295         state->mmu_tmp_sz = M68K_SZ_LONG;
1296         m68ki_check_address_error_010_less(state, address, MODE_READ, fc); /* auto-disable (see m68kcpu.h) */
1297
1298 #if M68K_EMULATE_PMMU
1299         if (PMMU_ENABLED)
1300             address = pmmu_translate_addr(state,address,1);
1301 #endif
1302
1303         for (int i = 0; i < state->read_ranges; i++) {
1304                 if(address >= state->read_addr[i] && address < state->read_upper[i]) {
1305                         return be32toh(((unsigned int *)(state->read_data[i] + (address - state->read_addr[i])))[0]);
1306                 }
1307         }
1308
1309         return m68k_read_memory_32(ADDRESS_68K(address));
1310 }
1311
1312 static inline void m68ki_write_8_fc(m68ki_cpu_core *state, uint address, uint fc, uint value)
1313 {
1314         m68ki_set_fc(fc); /* auto-disable (see m68kcpu.h) */
1315         state->mmu_tmp_fc = fc;
1316         state->mmu_tmp_rw = 0;
1317         state->mmu_tmp_sz = M68K_SZ_BYTE;
1318
1319 #if M68K_EMULATE_PMMU
1320         if (PMMU_ENABLED)
1321             address = pmmu_translate_addr(state,address,0);
1322 #endif
1323
1324         for (int i = 0; i < state->write_ranges; i++) {
1325                 if(address >= state->write_addr[i] && address < state->write_upper[i]) {
1326                         state->write_data[i][address - state->write_addr[i]] = (unsigned char)value;
1327                         return;
1328                 }
1329         }
1330
1331         m68k_write_memory_8(ADDRESS_68K(address), value);
1332 }
1333 static inline void m68ki_write_16_fc(m68ki_cpu_core *state, uint address, uint fc, uint value)
1334 {
1335         m68ki_set_fc(fc); /* auto-disable (see m68kcpu.h) */
1336         state->mmu_tmp_fc = fc;
1337         state->mmu_tmp_rw = 0;
1338         state->mmu_tmp_sz = M68K_SZ_WORD;
1339         m68ki_check_address_error_010_less(state, address, MODE_WRITE, fc); /* auto-disable (see m68kcpu.h) */
1340
1341 #if M68K_EMULATE_PMMU
1342         if (PMMU_ENABLED)
1343             address = pmmu_translate_addr(state,address,0);
1344 #endif
1345
1346         for (int i = 0; i < state->write_ranges; i++) {
1347                 if(address >= state->write_addr[i] && address < state->write_upper[i]) {
1348                         ((short *)(state->write_data[i] + (address - state->write_addr[i])))[0] = htobe16(value);
1349                         return;
1350                 }
1351         }
1352
1353         m68k_write_memory_16(ADDRESS_68K(address), value);
1354 }
1355 static inline void m68ki_write_32_fc(m68ki_cpu_core *state, uint address, uint fc, uint value)
1356 {
1357         m68ki_set_fc(fc); /* auto-disable (see m68kcpu.h) */
1358         state->mmu_tmp_fc = fc;
1359         state->mmu_tmp_rw = 0;
1360         state->mmu_tmp_sz = M68K_SZ_LONG;
1361         m68ki_check_address_error_010_less(state, address, MODE_WRITE, fc); /* auto-disable (see m68kcpu.h) */
1362
1363 #if M68K_EMULATE_PMMU
1364         if (PMMU_ENABLED)
1365             address = pmmu_translate_addr(state,address,0);
1366 #endif
1367
1368         for (int i = 0; i < state->write_ranges; i++) {
1369                 if(address >= state->write_addr[i] && address < state->write_upper[i]) {
1370                         ((int *)(state->write_data[i] + (address - state->write_addr[i])))[0] = htobe32(value);
1371                         return;
1372                 }
1373         }
1374
1375         m68k_write_memory_32(ADDRESS_68K(address), value);
1376 }
1377
1378 #if M68K_SIMULATE_PD_WRITES
1379 /* Special call to simulate undocumented 68k behavior when move.l with a
1380  * predecrement destination mode is executed.
1381  * A real 68k first writes the high word to [address+2], and then writes the
1382  * low word to [address].
1383  */
1384 static inline void m68ki_write_32_pd_fc(uint address, uint fc, uint value)
1385 {
1386         m68ki_set_fc(fc); /* auto-disable (see m68kcpu.h) */
1387         state->mmu_tmp_fc = fc;
1388         state->mmu_tmp_rw = 0;
1389         state->mmu_tmp_sz = M68K_SZ_LONG;
1390         m68ki_check_address_error_010_less(state, address, MODE_WRITE, fc); /* auto-disable (see m68kcpu.h) */
1391
1392 #if M68K_EMULATE_PMMU
1393         if (PMMU_ENABLED)
1394             address = pmmu_translate_addr(state,address,0);
1395 #endif
1396
1397         m68k_write_memory_32_pd(ADDRESS_68K(address), value);
1398 }
1399 #endif
1400
1401 /* --------------------- Effective Address Calculation -------------------- */
1402
1403 /* The program counter relative addressing modes cause operands to be
1404  * retrieved from program space, not data space.
1405  */
1406 static inline uint m68ki_get_ea_pcdi(m68ki_cpu_core *state)
1407 {
1408         uint old_pc = REG_PC;
1409         m68ki_use_program_space(); /* auto-disable */
1410         return old_pc + MAKE_INT_16(m68ki_read_imm_16(state));
1411 }
1412
1413
1414 static inline uint m68ki_get_ea_pcix(m68ki_cpu_core *state)
1415 {
1416         m68ki_use_program_space(); /* auto-disable */
1417         return m68ki_get_ea_ix(state, REG_PC);
1418 }
1419
1420 /* Indexed addressing modes are encoded as follows:
1421  *
1422  * Base instruction format:
1423  * F E D C B A 9 8 7 6 | 5 4 3 | 2 1 0
1424  * x x x x x x x x x x | 1 1 0 | BASE REGISTER      (An)
1425  *
1426  * Base instruction format for destination EA in move instructions:
1427  * F E D C | B A 9    | 8 7 6 | 5 4 3 2 1 0
1428  * x x x x | BASE REG | 1 1 0 | X X X X X X       (An)
1429  *
1430  * Brief extension format:
1431  *  F  |  E D C   |  B  |  A 9  | 8 | 7 6 5 4 3 2 1 0
1432  * D/A | REGISTER | W/L | SCALE | 0 |  DISPLACEMENT
1433  *
1434  * Full extension format:
1435  *  F     E D C      B     A 9    8   7    6    5 4       3   2 1 0
1436  * D/A | REGISTER | W/L | SCALE | 1 | BS | IS | BD SIZE | 0 | I/IS
1437  * BASE DISPLACEMENT (0, 16, 32 bit)                (bd)
1438  * OUTER DISPLACEMENT (0, 16, 32 bit)               (od)
1439  *
1440  * D/A:     0 = Dn, 1 = An                          (Xn)
1441  * W/L:     0 = W (sign extend), 1 = L              (.SIZE)
1442  * SCALE:   00=1, 01=2, 10=4, 11=8                  (*SCALE)
1443  * BS:      0=add base reg, 1=suppress base reg     (An suppressed)
1444  * IS:      0=add index, 1=suppress index           (Xn suppressed)
1445  * BD SIZE: 00=reserved, 01=NULL, 10=Word, 11=Long  (size of bd)
1446  *
1447  * IS I/IS Operation
1448  * 0  000  No Memory Indirect
1449  * 0  001  indir prex with null outer
1450  * 0  010  indir prex with word outer
1451  * 0  011  indir prex with long outer
1452  * 0  100  reserved
1453  * 0  101  indir postx with null outer
1454  * 0  110  indir postx with word outer
1455  * 0  111  indir postx with long outer
1456  * 1  000  no memory indirect
1457  * 1  001  mem indir with null outer
1458  * 1  010  mem indir with word outer
1459  * 1  011  mem indir with long outer
1460  * 1  100-111  reserved
1461  */
1462 static inline uint m68ki_get_ea_ix(m68ki_cpu_core *state, uint An)
1463 {
1464         /* An = base register */
1465         uint extension = m68ki_read_imm_16(state);
1466         uint Xn = 0;                        /* Index register */
1467         uint bd = 0;                        /* Base Displacement */
1468         uint od = 0;                        /* Outer Displacement */
1469
1470         if(CPU_TYPE_IS_010_LESS(CPU_TYPE))
1471         {
1472                 /* Calculate index */
1473                 Xn = REG_DA[extension>>12];     /* Xn */
1474                 if(!BIT_B(extension))           /* W/L */
1475                         Xn = MAKE_INT_16(Xn);
1476
1477                 /* Add base register and displacement and return */
1478                 return An + Xn + MAKE_INT_8(extension);
1479         }
1480
1481         /* Brief extension format */
1482         if(!BIT_8(extension))
1483         {
1484                 /* Calculate index */
1485                 Xn = REG_DA[extension>>12];     /* Xn */
1486                 if(!BIT_B(extension))           /* W/L */
1487                         Xn = MAKE_INT_16(Xn);
1488                 /* Add scale if proper CPU type */
1489                 if(CPU_TYPE_IS_EC020_PLUS(CPU_TYPE))
1490                         Xn <<= (extension>>9) & 3;  /* SCALE */
1491
1492                 /* Add base register and displacement and return */
1493                 return An + Xn + MAKE_INT_8(extension);
1494         }
1495
1496         /* Full extension format */
1497
1498         USE_CYCLES(m68ki_ea_idx_cycle_table[extension&0x3f]);
1499
1500         /* Check if base register is present */
1501         if(BIT_7(extension))                /* BS */
1502                 An = 0;                         /* An */
1503
1504         /* Check if index is present */
1505         if(!BIT_6(extension))               /* IS */
1506         {
1507                 Xn = REG_DA[extension>>12];     /* Xn */
1508                 if(!BIT_B(extension))           /* W/L */
1509                         Xn = MAKE_INT_16(Xn);
1510                 Xn <<= (extension>>9) & 3;      /* SCALE */
1511         }
1512
1513         /* Check if base displacement is present */
1514         if(BIT_5(extension))                /* BD SIZE */
1515                 bd = BIT_4(extension) ? m68ki_read_imm_32(state) : (uint32)MAKE_INT_16(m68ki_read_imm_16(state));
1516
1517         /* If no indirect action, we are done */
1518         if(!(extension&7))                  /* No Memory Indirect */
1519                 return An + bd + Xn;
1520
1521         /* Check if outer displacement is present */
1522         if(BIT_1(extension))                /* I/IS:  od */
1523                 od = BIT_0(extension) ? m68ki_read_imm_32(state) : (uint32)MAKE_INT_16(m68ki_read_imm_16(state));
1524
1525         /* Postindex */
1526         if(BIT_2(extension))                /* I/IS:  0 = preindex, 1 = postindex */
1527                 return m68ki_read_32(state, An + bd) + Xn + od;
1528
1529         /* Preindex */
1530         return m68ki_read_32(state, An + bd + Xn) + od;
1531 }
1532
1533
1534 /* Fetch operands */
1535 static inline uint OPER_AY_AI_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AY_AI_8();  return m68ki_read_8(state, ea); }
1536 static inline uint OPER_AY_AI_16(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AY_AI_16(); return m68ki_read_16(state, ea);}
1537 static inline uint OPER_AY_AI_32(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AY_AI_32(); return m68ki_read_32(state, ea);}
1538 static inline uint OPER_AY_PI_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AY_PI_8();  return m68ki_read_8(state, ea); }
1539 static inline uint OPER_AY_PI_16(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AY_PI_16(); return m68ki_read_16(state, ea);}
1540 static inline uint OPER_AY_PI_32(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AY_PI_32(); return m68ki_read_32(state, ea);}
1541 static inline uint OPER_AY_PD_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AY_PD_8();  return m68ki_read_8(state, ea); }
1542 static inline uint OPER_AY_PD_16(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AY_PD_16(); return m68ki_read_16(state, ea);}
1543 static inline uint OPER_AY_PD_32(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AY_PD_32(); return m68ki_read_32(state, ea);}
1544 static inline uint OPER_AY_DI_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AY_DI_8();  return m68ki_read_8(state, ea); }
1545 static inline uint OPER_AY_DI_16(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AY_DI_16(); return m68ki_read_16(state, ea);}
1546 static inline uint OPER_AY_DI_32(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AY_DI_32(); return m68ki_read_32(state, ea);}
1547 static inline uint OPER_AY_IX_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AY_IX_8();  return m68ki_read_8(state, ea); }
1548 static inline uint OPER_AY_IX_16(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AY_IX_16(); return m68ki_read_16(state, ea);}
1549 static inline uint OPER_AY_IX_32(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AY_IX_32(); return m68ki_read_32(state, ea);}
1550
1551 static inline uint OPER_AX_AI_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AX_AI_8();  return m68ki_read_8(state, ea); }
1552 static inline uint OPER_AX_AI_16(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AX_AI_16(); return m68ki_read_16(state, ea);}
1553 static inline uint OPER_AX_AI_32(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AX_AI_32(); return m68ki_read_32(state, ea);}
1554 static inline uint OPER_AX_PI_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AX_PI_8();  return m68ki_read_8(state, ea); }
1555 static inline uint OPER_AX_PI_16(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AX_PI_16(); return m68ki_read_16(state, ea);}
1556 static inline uint OPER_AX_PI_32(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AX_PI_32(); return m68ki_read_32(state, ea);}
1557 static inline uint OPER_AX_PD_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AX_PD_8();  return m68ki_read_8(state, ea); }
1558 static inline uint OPER_AX_PD_16(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AX_PD_16(); return m68ki_read_16(state, ea);}
1559 static inline uint OPER_AX_PD_32(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AX_PD_32(); return m68ki_read_32(state, ea);}
1560 static inline uint OPER_AX_DI_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AX_DI_8();  return m68ki_read_8(state, ea); }
1561 static inline uint OPER_AX_DI_16(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AX_DI_16(); return m68ki_read_16(state, ea);}
1562 static inline uint OPER_AX_DI_32(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AX_DI_32(); return m68ki_read_32(state, ea);}
1563 static inline uint OPER_AX_IX_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AX_IX_8();  return m68ki_read_8(state, ea); }
1564 static inline uint OPER_AX_IX_16(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AX_IX_16(); return m68ki_read_16(state, ea);}
1565 static inline uint OPER_AX_IX_32(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AX_IX_32(); return m68ki_read_32(state, ea);}
1566
1567 static inline uint OPER_A7_PI_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_A7_PI_8();  return m68ki_read_8(state, ea); }
1568 static inline uint OPER_A7_PD_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_A7_PD_8();  return m68ki_read_8(state, ea); }
1569
1570 static inline uint OPER_AW_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AW_8();     return m68ki_read_8(state, ea); }
1571 static inline uint OPER_AW_16(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AW_16();    return m68ki_read_16(state, ea);}
1572 static inline uint OPER_AW_32(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AW_32();    return m68ki_read_32(state, ea);}
1573 static inline uint OPER_AL_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AL_8();     return m68ki_read_8(state, ea); }
1574 static inline uint OPER_AL_16(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AL_16();    return m68ki_read_16(state, ea);}
1575 static inline uint OPER_AL_32(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_AL_32();    return m68ki_read_32(state, ea);}
1576 static inline uint OPER_PCDI_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_PCDI_8();   return m68ki_read_pcrel_8(state, ea);}
1577 static inline uint OPER_PCDI_16(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_PCDI_16();  return m68ki_read_pcrel_16(state, ea);}
1578 static inline uint OPER_PCDI_32(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_PCDI_32();  return m68ki_read_pcrel_32(state, ea);}
1579 static inline uint OPER_PCIX_8(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_PCIX_8();   return m68ki_read_pcrel_8(state, ea);}
1580 static inline uint OPER_PCIX_16(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_PCIX_16();  return m68ki_read_pcrel_16(state, ea);}
1581 static inline uint OPER_PCIX_32(m68ki_cpu_core *state) {uint ea = EA_PCIX_32();  return m68ki_read_pcrel_32(state, ea);}
1582
1583
1584
1585 /* ---------------------------- Stack Functions --------------------------- */
1586
1587 /* Push/pull data from the stack */
1588 static inline void m68ki_push_16(m68ki_cpu_core *state, uint value)
1589 {
1590         REG_SP = MASK_OUT_ABOVE_32(REG_SP - 2);
1591         m68ki_write_16(state, REG_SP, value);
1592 }
1593
1594 static inline void m68ki_push_32(m68ki_cpu_core *state, uint value)
1595 {
1596         REG_SP = MASK_OUT_ABOVE_32(REG_SP - 4);
1597         m68ki_write_32(state, REG_SP, value);
1598 }
1599
1600 static inline uint m68ki_pull_16(m68ki_cpu_core *state)
1601 {
1602         REG_SP = MASK_OUT_ABOVE_32(REG_SP + 2);
1603         return m68ki_read_16(state, REG_SP - 2);
1604 }
1605
1606 static inline uint m68ki_pull_32(m68ki_cpu_core *state)
1607 {
1608         REG_SP = MASK_OUT_ABOVE_32(REG_SP + 4);
1609         return m68ki_read_32(state, REG_SP - 4);
1610 }
1611
1612
1613 /* Increment/decrement the stack as if doing a push/pull but
1614  * don't do any memory access.
1615  */
1616 static inline void m68ki_fake_push_16(m68ki_cpu_core *state)
1617 {
1618         REG_SP = MASK_OUT_ABOVE_32(REG_SP - 2);
1619 }
1620
1621 static inline void m68ki_fake_push_32(m68ki_cpu_core *state)
1622 {
1623         REG_SP = MASK_OUT_ABOVE_32(REG_SP - 4);
1624 }
1625
1626 static inline void m68ki_fake_pull_16(m68ki_cpu_core *state)
1627 {
1628         REG_SP = MASK_OUT_ABOVE_32(REG_SP + 2);
1629 }
1630
1631 static inline void m68ki_fake_pull_32(m68ki_cpu_core *state)
1632 {
1633         REG_SP = MASK_OUT_ABOVE_32(REG_SP + 4);
1634 }
1635
1636
1637 /* ----------------------------- Program Flow ----------------------------- */
1638
1639 /* Jump to a new program location or vector.
1640  * These functions will also call the pc_changed callback if it was enabled
1641  * in m68kconf.h.
1642  */
1643 static inline void m68ki_jump(m68ki_cpu_core *state, uint new_pc)
1644 {
1645         REG_PC = new_pc;
1646         m68ki_pc_changed(REG_PC);
1647 }
1648
1649 static inline void m68ki_jump_vector(m68ki_cpu_core *state, uint vector)
1650 {
1651         REG_PC = (vector<<2) + REG_VBR;
1652         REG_PC = m68ki_read_data_32(state, REG_PC);
1653         m68ki_pc_changed(REG_PC);
1654 }
1655
1656
1657 /* Branch to a new memory location.
1658  * The 32-bit branch will call pc_changed if it was enabled in m68kconf.h.
1659  * So far I've found no problems with not calling pc_changed for 8 or 16
1660  * bit branches.
1661  */
1662 static inline void m68ki_branch_8(m68ki_cpu_core *state, uint offset)
1663 {
1664         REG_PC += MAKE_INT_8(offset);
1665 }
1666
1667 static inline void m68ki_branch_16(m68ki_cpu_core *state, uint offset)
1668 {
1669         REG_PC += MAKE_INT_16(offset);
1670 }
1671
1672 static inline void m68ki_branch_32(m68ki_cpu_core *state, uint offset)
1673 {
1674         REG_PC += offset;
1675         m68ki_pc_changed(REG_PC);
1676 }
1677
1678 /* ---------------------------- Status Register --------------------------- */
1679
1680 /* Set the S flag and change the active stack pointer.
1681  * Note that value MUST be 4 or 0.
1682  */
1683 static inline void m68ki_set_s_flag(m68ki_cpu_core *state, uint value)
1684 {
1685         /* Backup the old stack pointer */
1686         REG_SP_BASE[FLAG_S | ((FLAG_S>>1) & FLAG_M)] = REG_SP;
1687         /* Set the S flag */
1688         FLAG_S = value;
1689         /* Set the new stack pointer */
1690         REG_SP = REG_SP_BASE[FLAG_S | ((FLAG_S>>1) & FLAG_M)];
1691 }
1692
1693 /* Set the S and M flags and change the active stack pointer.
1694  * Note that value MUST be 0, 2, 4, or 6 (bit2 = S, bit1 = M).
1695  */
1696 static inline void m68ki_set_sm_flag(m68ki_cpu_core *state, uint value)
1697 {
1698         /* Backup the old stack pointer */
1699         REG_SP_BASE[FLAG_S | ((FLAG_S>>1) & FLAG_M)] = REG_SP;
1700         /* Set the S and M flags */
1701         FLAG_S = value & SFLAG_SET;
1702         FLAG_M = value & MFLAG_SET;
1703         /* Set the new stack pointer */
1704         REG_SP = REG_SP_BASE[FLAG_S | ((FLAG_S>>1) & FLAG_M)];
1705 }
1706
1707 /* Set the S and M flags.  Don't touch the stack pointer. */
1708 static inline void m68ki_set_sm_flag_nosp(m68ki_cpu_core *state, uint value)
1709 {
1710         /* Set the S and M flags */
1711         FLAG_S = value & SFLAG_SET;
1712         FLAG_M = value & MFLAG_SET;
1713 }
1714
1715
1716 /* Set the condition code register */
1717 static inline void m68ki_set_ccr(m68ki_cpu_core *state, uint value)
1718 {
1719         FLAG_X = BIT_4(value)  << 4;
1720         FLAG_N = BIT_3(value)  << 4;
1721         FLAG_Z = !BIT_2(value);
1722         FLAG_V = BIT_1(value)  << 6;
1723         FLAG_C = BIT_0(value)  << 8;
1724 }
1725
1726 /* Set the status register but don't check for interrupts */
1727 static inline void m68ki_set_sr_noint(m68ki_cpu_core *state, uint value)
1728 {
1729         /* Mask out the "unimplemented" bits */
1730         value &= CPU_SR_MASK;
1731
1732         /* Now set the status register */
1733         FLAG_T1 = BIT_F(value);
1734         FLAG_T0 = BIT_E(value);
1735         FLAG_INT_MASK = value & 0x0700;
1736         m68ki_set_ccr(state, value);
1737         m68ki_set_sm_flag(state, (value >> 11) & 6);
1738 }
1739
1740 /* Set the status register but don't check for interrupts nor
1741  * change the stack pointer
1742  */
1743 static inline void m68ki_set_sr_noint_nosp(m68ki_cpu_core *state, uint value)
1744 {
1745         /* Mask out the "unimplemented" bits */
1746         value &= CPU_SR_MASK;
1747
1748         /* Now set the status register */
1749         FLAG_T1 = BIT_F(value);
1750         FLAG_T0 = BIT_E(value);
1751         FLAG_INT_MASK = value & 0x0700;
1752         m68ki_set_ccr(state, value);
1753         m68ki_set_sm_flag_nosp(state, (value >> 11) & 6);
1754 }
1755
1756 /* Set the status register and check for interrupts */
1757 static inline void m68ki_set_sr(m68ki_cpu_core *state, uint value)
1758 {
1759         m68ki_set_sr_noint(state, value);
1760         m68ki_check_interrupts(state);
1761 }
1762
1763
1764 /* ------------------------- Exception Processing ------------------------- */
1765
1766 /* Initiate exception processing */
1767 static inline uint m68ki_init_exception(m68ki_cpu_core *state)
1768 {
1769         /* Save the old status register */
1770         uint sr = m68ki_get_sr();
1771
1772         /* Turn off trace flag, clear pending traces */
1773         FLAG_T1 = FLAG_T0 = 0;
1774         m68ki_clear_trace();
1775         /* Enter supervisor mode */
1776         m68ki_set_s_flag(state, SFLAG_SET);
1777
1778         return sr;
1779 }
1780
1781 /* 3 word stack frame (68000 only) */
1782 static inline void m68ki_stack_frame_3word(m68ki_cpu_core *state, uint pc, uint sr)
1783 {
1784         m68ki_push_32(state, pc);
1785         m68ki_push_16(state, sr);
1786 }
1787
1788 /* Format 0 stack frame.
1789  * This is the standard stack frame for 68010+.
1790  */
1791 static inline void m68ki_stack_frame_0000(m68ki_cpu_core *state, uint pc, uint sr, uint vector)
1792 {
1793         /* Stack a 3-word frame if we are 68000 */
1794         if(CPU_TYPE == CPU_TYPE_000)
1795         {
1796                 m68ki_stack_frame_3word(state, pc, sr);
1797                 return;
1798         }
1799         m68ki_push_16(state, vector << 2);
1800         m68ki_push_32(state, pc);
1801         m68ki_push_16(state, sr);
1802 }
1803
1804 /* Format 1 stack frame (68020).
1805  * For 68020, this is the 4 word throwaway frame.
1806  */
1807 static inline void m68ki_stack_frame_0001(m68ki_cpu_core *state, uint pc, uint sr, uint vector)
1808 {
1809         m68ki_push_16(state, 0x1000 | (vector << 2));
1810         m68ki_push_32(state, pc);
1811         m68ki_push_16(state, sr);
1812 }
1813
1814 /* Format 2 stack frame.
1815  * This is used only by 68020 for trap exceptions.
1816  */
1817 static inline void m68ki_stack_frame_0010(m68ki_cpu_core *state, uint sr, uint vector)
1818 {
1819         m68ki_push_32(state, REG_PPC);
1820         m68ki_push_16(state, 0x2000 | (vector << 2));
1821         m68ki_push_32(state, REG_PC);
1822         m68ki_push_16(state, sr);
1823 }
1824
1825
1826 /* Bus error stack frame (68000 only).
1827  */
1828 static inline void m68ki_stack_frame_buserr(m68ki_cpu_core *state, uint sr)
1829 {
1830         m68ki_push_32(state, REG_PC);
1831         m68ki_push_16(state, sr);
1832         m68ki_push_16(state, REG_IR);
1833         m68ki_push_32(state, m68ki_aerr_address);       /* access address */
1834         /* 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 R/W I/N FC
1835          * R/W  0 = write, 1 = read
1836          * I/N  0 = instruction, 1 = not
1837          * FC   3-bit function code
1838          */
1839         m68ki_push_16(state, m68ki_aerr_write_mode | CPU_INSTR_MODE | m68ki_aerr_fc);
1840 }
1841
1842 /* Format 8 stack frame (68010).
1843  * 68010 only.  This is the 29 word bus/address error frame.
1844  */
1845 static inline void m68ki_stack_frame_1000(m68ki_cpu_core *state, uint pc, uint sr, uint vector)
1846 {
1847         /* VERSION
1848          * NUMBER
1849          * INTERNAL INFORMATION, 16 WORDS
1850          */
1851         m68ki_fake_push_32(state);
1852         m68ki_fake_push_32(state);
1853         m68ki_fake_push_32(state);
1854         m68ki_fake_push_32(state);
1855         m68ki_fake_push_32(state);
1856         m68ki_fake_push_32(state);
1857         m68ki_fake_push_32(state);
1858         m68ki_fake_push_32(state);
1859
1860         /* INSTRUCTION INPUT BUFFER */
1861         m68ki_push_16(state, 0);
1862
1863         /* UNUSED, RESERVED (not written) */
1864         m68ki_fake_push_16(state);
1865
1866         /* DATA INPUT BUFFER */
1867         m68ki_push_16(state, 0);
1868
1869         /* UNUSED, RESERVED (not written) */
1870         m68ki_fake_push_16(state);
1871
1872         /* DATA OUTPUT BUFFER */
1873         m68ki_push_16(state, 0);
1874
1875         /* UNUSED, RESERVED (not written) */
1876         m68ki_fake_push_16(state);
1877
1878         /* FAULT ADDRESS */
1879         m68ki_push_32(state, 0);
1880
1881         /* SPECIAL STATUS WORD */
1882         m68ki_push_16(state, 0);
1883
1884         /* 1000, VECTOR OFFSET */
1885         m68ki_push_16(state, 0x8000 | (vector << 2));
1886
1887         /* PROGRAM COUNTER */
1888         m68ki_push_32(state, pc);
1889
1890         /* STATUS REGISTER */
1891         m68ki_push_16(state, sr);
1892 }
1893
1894 /* Format A stack frame (short bus fault).
1895  * This is used only by 68020 for bus fault and address error
1896  * if the error happens at an instruction boundary.
1897  * PC stacked is address of next instruction.
1898  */
1899 static inline void m68ki_stack_frame_1010(m68ki_cpu_core *state, uint sr, uint vector, uint pc, uint fault_address)
1900 {
1901         int orig_rw = state->mmu_tmp_buserror_rw;    // this gets splatted by the following pushes, so save it now
1902         int orig_fc = state->mmu_tmp_buserror_fc;
1903         int orig_sz = state->mmu_tmp_buserror_sz;
1904
1905         /* INTERNAL REGISTER */
1906         m68ki_push_16(state, 0);
1907
1908         /* INTERNAL REGISTER */
1909         m68ki_push_16(state, 0);
1910
1911         /* DATA OUTPUT BUFFER (2 words) */
1912         m68ki_push_32(state, 0);
1913
1914         /* INTERNAL REGISTER */
1915         m68ki_push_16(state, 0);
1916
1917         /* INTERNAL REGISTER */
1918         m68ki_push_16(state, 0);
1919
1920         /* DATA CYCLE FAULT ADDRESS (2 words) */
1921         m68ki_push_32(state, fault_address);
1922
1923         /* INSTRUCTION PIPE STAGE B */
1924         m68ki_push_16(state, 0);
1925
1926         /* INSTRUCTION PIPE STAGE C */
1927         m68ki_push_16(state, 0);
1928
1929         /* SPECIAL STATUS REGISTER */
1930         // set bit for: Rerun Faulted bus Cycle, or run pending prefetch
1931         // set FC
1932         m68ki_push_16(state, 0x0100 | orig_fc | orig_rw << 6 | orig_sz << 4);
1933
1934         /* INTERNAL REGISTER */
1935         m68ki_push_16(state, 0);
1936
1937         /* 1010, VECTOR OFFSET */
1938         m68ki_push_16(state, 0xa000 | (vector << 2));
1939
1940         /* PROGRAM COUNTER */
1941         m68ki_push_32(state, pc);
1942
1943         /* STATUS REGISTER */
1944         m68ki_push_16(state, sr);
1945 }
1946
1947 /* Format B stack frame (long bus fault).
1948  * This is used only by 68020 for bus fault and address error
1949  * if the error happens during instruction execution.
1950  * PC stacked is address of instruction in progress.
1951  */
1952 static inline void m68ki_stack_frame_1011(m68ki_cpu_core *state, uint sr, uint vector, uint pc, uint fault_address)
1953 {
1954         int orig_rw = state->mmu_tmp_buserror_rw;    // this gets splatted by the following pushes, so save it now
1955         int orig_fc = state->mmu_tmp_buserror_fc;
1956         int orig_sz = state->mmu_tmp_buserror_sz;
1957         /* INTERNAL REGISTERS (18 words) */
1958         m68ki_push_32(state, 0);
1959         m68ki_push_32(state, 0);
1960         m68ki_push_32(state, 0);
1961         m68ki_push_32(state, 0);
1962         m68ki_push_32(state, 0);
1963         m68ki_push_32(state, 0);
1964         m68ki_push_32(state, 0);
1965         m68ki_push_32(state, 0);
1966         m68ki_push_32(state, 0);
1967
1968         /* VERSION# (4 bits), INTERNAL INFORMATION */
1969         m68ki_push_16(state, 0);
1970
1971         /* INTERNAL REGISTERS (3 words) */
1972         m68ki_push_32(state, 0);
1973         m68ki_push_16(state, 0);
1974
1975         /* DATA INTPUT BUFFER (2 words) */
1976         m68ki_push_32(state, 0);
1977
1978         /* INTERNAL REGISTERS (2 words) */
1979         m68ki_push_32(state, 0);
1980
1981         /* STAGE B ADDRESS (2 words) */
1982         m68ki_push_32(state, 0);
1983
1984         /* INTERNAL REGISTER (4 words) */
1985         m68ki_push_32(state, 0);
1986         m68ki_push_32(state, 0);
1987
1988         /* DATA OUTPUT BUFFER (2 words) */
1989         m68ki_push_32(state, 0);
1990
1991         /* INTERNAL REGISTER */
1992         m68ki_push_16(state, 0);
1993
1994         /* INTERNAL REGISTER */
1995         m68ki_push_16(state, 0);
1996
1997         /* DATA CYCLE FAULT ADDRESS (2 words) */
1998         m68ki_push_32(state, fault_address);
1999
2000         /* INSTRUCTION PIPE STAGE B */
2001         m68ki_push_16(state, 0);
2002
2003         /* INSTRUCTION PIPE STAGE C */
2004         m68ki_push_16(state, 0);
2005
2006         /* SPECIAL STATUS REGISTER */
2007         m68ki_push_16(state, 0x0100 | orig_fc | (orig_rw << 6) | (orig_sz << 4));
2008
2009         /* INTERNAL REGISTER */
2010         m68ki_push_16(state, 0);
2011
2012         /* 1011, VECTOR OFFSET */
2013         m68ki_push_16(state, 0xb000 | (vector << 2));
2014
2015         /* PROGRAM COUNTER */
2016         m68ki_push_32(state, pc);
2017
2018         /* STATUS REGISTER */
2019         m68ki_push_16(state, sr);
2020 }
2021
2022 /* Type 7 stack frame (access fault).
2023  * This is used by the 68040 for bus fault and mmu trap
2024  * 30 words
2025  */
2026 static inline void
2027 m68ki_stack_frame_0111(m68ki_cpu_core *state, uint sr, uint vector, uint pc, uint fault_address, uint8 in_mmu)
2028 {
2029         int orig_rw = state->mmu_tmp_buserror_rw;    // this gets splatted by the following pushes, so save it now
2030         int orig_fc = state->mmu_tmp_buserror_fc;
2031
2032         /* INTERNAL REGISTERS (18 words) */
2033         m68ki_push_32(state, 0);
2034         m68ki_push_32(state, 0);
2035         m68ki_push_32(state, 0);
2036         m68ki_push_32(state, 0);
2037         m68ki_push_32(state, 0);
2038         m68ki_push_32(state, 0);
2039         m68ki_push_32(state, 0);
2040         m68ki_push_32(state, 0);
2041         m68ki_push_32(state, 0);
2042
2043         /* FAULT ADDRESS (2 words) */
2044         m68ki_push_32(state, fault_address);
2045
2046         /* INTERNAL REGISTERS (3 words) */
2047         m68ki_push_32(state, 0);
2048         m68ki_push_16(state, 0);
2049
2050         /* SPECIAL STATUS REGISTER (1 word) */
2051         m68ki_push_16(state, (in_mmu ? 0x400 : 0) | orig_fc | (orig_rw << 8));
2052
2053         /* EFFECTIVE ADDRESS (2 words) */
2054         m68ki_push_32(state, fault_address);
2055
2056         /* 0111, VECTOR OFFSET (1 word) */
2057         m68ki_push_16(state, 0x7000 | (vector << 2));
2058
2059         /* PROGRAM COUNTER (2 words) */
2060         m68ki_push_32(state, pc);
2061
2062         /* STATUS REGISTER (1 word) */
2063         m68ki_push_16(state, sr);
2064 }
2065
2066 /* Used for Group 2 exceptions.
2067  * These stack a type 2 frame on the 020.
2068  */
2069 static inline void m68ki_exception_trap(m68ki_cpu_core *state, uint vector)
2070 {
2071         uint sr = m68ki_init_exception(state);
2072
2073         if(CPU_TYPE_IS_010_LESS(CPU_TYPE))
2074                 m68ki_stack_frame_0000(state, REG_PC, sr, vector);
2075         else
2076                 m68ki_stack_frame_0010(state, sr, vector);
2077
2078         m68ki_jump_vector(state, vector);
2079
2080         /* Use up some clock cycles and undo the instruction's cycles */
2081         USE_CYCLES(CYC_EXCEPTION[vector] - CYC_INSTRUCTION[REG_IR]);
2082 }
2083
2084 /* Trap#n stacks a 0 frame but behaves like group2 otherwise */
2085 static inline void m68ki_exception_trapN(m68ki_cpu_core *state, uint vector)
2086 {
2087         uint sr = m68ki_init_exception(state);
2088         m68ki_stack_frame_0000(state, REG_PC, sr, vector);
2089         m68ki_jump_vector(state, vector);
2090
2091         /* Use up some clock cycles and undo the instruction's cycles */
2092         USE_CYCLES(CYC_EXCEPTION[vector] - CYC_INSTRUCTION[REG_IR]);
2093 }
2094
2095 /* Exception for trace mode */
2096 static inline void m68ki_exception_trace(m68ki_cpu_core *state)
2097 {
2098         uint sr = m68ki_init_exception(state);
2099
2100         if(CPU_TYPE_IS_010_LESS(CPU_TYPE))
2101         {
2102                 #if M68K_EMULATE_ADDRESS_ERROR == OPT_ON
2103                 if(CPU_TYPE_IS_000(CPU_TYPE))
2104                 {
2105                         CPU_INSTR_MODE = INSTRUCTION_NO;
2106                 }
2107                 #endif /* M68K_EMULATE_ADDRESS_ERROR */
2108                 m68ki_stack_frame_0000(state, REG_PC, sr, EXCEPTION_TRACE);
2109         }
2110         else
2111                 m68ki_stack_frame_0010(state, sr, EXCEPTION_TRACE);
2112
2113         m68ki_jump_vector(state, EXCEPTION_TRACE);
2114
2115         /* Trace nullifies a STOP instruction */
2116         CPU_STOPPED &= ~STOP_LEVEL_STOP;
2117
2118         /* Use up some clock cycles */
2119         USE_CYCLES(CYC_EXCEPTION[EXCEPTION_TRACE]);
2120 }
2121
2122 /* Exception for privilege violation */
2123 static inline void m68ki_exception_privilege_violation(m68ki_cpu_core *state)
2124 {
2125         uint sr = m68ki_init_exception(state);
2126
2127         #if M68K_EMULATE_ADDRESS_ERROR == OPT_ON
2128         if(CPU_TYPE_IS_000(CPU_TYPE))
2129         {
2130                 CPU_INSTR_MODE = INSTRUCTION_NO;
2131         }
2132         #endif /* M68K_EMULATE_ADDRESS_ERROR */
2133
2134         m68ki_stack_frame_0000(state, REG_PPC, sr, EXCEPTION_PRIVILEGE_VIOLATION);
2135         m68ki_jump_vector(state, EXCEPTION_PRIVILEGE_VIOLATION);
2136
2137         /* Use up some clock cycles and undo the instruction's cycles */
2138         USE_CYCLES(CYC_EXCEPTION[EXCEPTION_PRIVILEGE_VIOLATION] - CYC_INSTRUCTION[REG_IR]);
2139 }
2140
2141 extern jmp_buf m68ki_bus_error_jmp_buf;
2142
2143 #define m68ki_check_bus_error_trap() setjmp(m68ki_bus_error_jmp_buf)
2144
2145 /* Exception for bus error */
2146 static inline void m68ki_exception_bus_error(m68ki_cpu_core *state)
2147 {
2148         int i;
2149
2150         /* If we were processing a bus error, address error, or reset,
2151          * this is a catastrophic failure.
2152          * Halt the CPU
2153          */
2154         if(CPU_RUN_MODE == RUN_MODE_BERR_AERR_RESET)
2155         {
2156                 m68k_read_memory_8(0x00ffff01);
2157                 CPU_STOPPED = STOP_LEVEL_HALT;
2158                 return;
2159         }
2160         CPU_RUN_MODE = RUN_MODE_BERR_AERR_RESET;
2161
2162         /* Use up some clock cycles and undo the instruction's cycles */
2163         USE_CYCLES(CYC_EXCEPTION[EXCEPTION_BUS_ERROR] - CYC_INSTRUCTION[REG_IR]);
2164
2165         for (i = 15; i >= 0; i--){
2166                 REG_DA[i] = REG_DA_SAVE[i];
2167         }
2168
2169         uint sr = m68ki_init_exception(state);
2170         m68ki_stack_frame_1000(state, REG_PPC, sr, EXCEPTION_BUS_ERROR);
2171
2172         m68ki_jump_vector(state, EXCEPTION_BUS_ERROR);
2173         longjmp(m68ki_bus_error_jmp_buf, 1);
2174 }
2175
2176 extern int cpu_log_enabled;
2177
2178 /* Exception for A-Line instructions */
2179 static inline void m68ki_exception_1010(m68ki_cpu_core *state)
2180 {
2181         uint sr;
2182 #if M68K_LOG_1010_1111 == OPT_ON
2183         M68K_DO_LOG_EMU((M68K_LOG_FILEHANDLE "%s at %08x: called 1010 instruction %04x (%s)\n",
2184                                          m68ki_cpu_names[CPU_TYPE], ADDRESS_68K(REG_PPC), REG_IR,
2185                                          m68ki_disassemble_quick(ADDRESS_68K(REG_PPC),CPU_TYPE)));
2186 #endif
2187
2188         sr = m68ki_init_exception(state);
2189         m68ki_stack_frame_0000(state, REG_PPC, sr, EXCEPTION_1010);
2190         m68ki_jump_vector(state, EXCEPTION_1010);
2191
2192         /* Use up some clock cycles and undo the instruction's cycles */
2193         USE_CYCLES(CYC_EXCEPTION[EXCEPTION_1010] - CYC_INSTRUCTION[REG_IR]);
2194 }
2195
2196 /* Exception for F-Line instructions */
2197 static inline void m68ki_exception_1111(m68ki_cpu_core *state)
2198 {
2199         uint sr;
2200
2201 #if M68K_LOG_1010_1111 == OPT_ON
2202         M68K_DO_LOG_EMU((M68K_LOG_FILEHANDLE "%s at %08x: called 1111 instruction %04x (%s)\n",
2203                                          m68ki_cpu_names[CPU_TYPE], ADDRESS_68K(REG_PPC), REG_IR,
2204                                          m68ki_disassemble_quick(ADDRESS_68K(REG_PPC),CPU_TYPE)));
2205 #endif
2206
2207         sr = m68ki_init_exception(state);
2208         m68ki_stack_frame_0000(state, REG_PPC, sr, EXCEPTION_1111);
2209         m68ki_jump_vector(state, EXCEPTION_1111);
2210
2211         /* Use up some clock cycles and undo the instruction's cycles */
2212         USE_CYCLES(CYC_EXCEPTION[EXCEPTION_1111] - CYC_INSTRUCTION[REG_IR]);
2213 }
2214
2215 #if M68K_ILLG_HAS_CALLBACK == OPT_SPECIFY_HANDLER
2216 extern int m68ki_illg_callback(int);
2217 #endif
2218
2219 /* Exception for illegal instructions */
2220 static inline void m68ki_exception_illegal(m68ki_cpu_core *state)
2221 {
2222         uint sr;
2223
2224         M68K_DO_LOG((M68K_LOG_FILEHANDLE "%s at %08x: illegal instruction %04x (%s)\n",
2225                                  m68ki_cpu_names[CPU_TYPE], ADDRESS_68K(REG_PPC), REG_IR,
2226                                  m68ki_disassemble_quick(ADDRESS_68K(REG_PPC),CPU_TYPE)));
2227         if (m68ki_illg_callback(REG_IR))
2228             return;
2229
2230         sr = m68ki_init_exception(state);
2231
2232         #if M68K_EMULATE_ADDRESS_ERROR == OPT_ON
2233         if(CPU_TYPE_IS_000(CPU_TYPE))
2234         {
2235                 CPU_INSTR_MODE = INSTRUCTION_NO;
2236         }
2237         #endif /* M68K_EMULATE_ADDRESS_ERROR */
2238
2239         m68ki_stack_frame_0000(state, REG_PPC, sr, EXCEPTION_ILLEGAL_INSTRUCTION);
2240         m68ki_jump_vector(state, EXCEPTION_ILLEGAL_INSTRUCTION);
2241
2242         /* Use up some clock cycles and undo the instruction's cycles */
2243         USE_CYCLES(CYC_EXCEPTION[EXCEPTION_ILLEGAL_INSTRUCTION] - CYC_INSTRUCTION[REG_IR]);
2244 }
2245
2246 /* Exception for format errror in RTE */
2247 static inline void m68ki_exception_format_error(m68ki_cpu_core *state)
2248 {
2249         uint sr = m68ki_init_exception(state);
2250         m68ki_stack_frame_0000(state, REG_PC, sr, EXCEPTION_FORMAT_ERROR);
2251         m68ki_jump_vector(state, EXCEPTION_FORMAT_ERROR);
2252
2253         /* Use up some clock cycles and undo the instruction's cycles */
2254         USE_CYCLES(CYC_EXCEPTION[EXCEPTION_FORMAT_ERROR] - CYC_INSTRUCTION[REG_IR]);
2255 }
2256
2257 /* Exception for address error */
2258 static inline void m68ki_exception_address_error(m68ki_cpu_core *state)
2259 {
2260         uint32 sr = m68ki_init_exception(state);
2261
2262         /* If we were processing a bus error, address error, or reset,
2263          * this is a catastrophic failure.
2264          * Halt the CPU
2265          */
2266         if(CPU_RUN_MODE == RUN_MODE_BERR_AERR_RESET_WSF)
2267         {
2268                 m68k_read_memory_8(0x00ffff01);
2269                 CPU_STOPPED = STOP_LEVEL_HALT;
2270                 return;
2271         }
2272
2273         CPU_RUN_MODE = RUN_MODE_BERR_AERR_RESET_WSF;
2274
2275         if (CPU_TYPE_IS_000(CPU_TYPE))
2276         {
2277                 /* Note: This is implemented for 68000 only! */
2278                 m68ki_stack_frame_buserr(state, sr);
2279         }
2280         else if (CPU_TYPE_IS_010(CPU_TYPE))
2281         {
2282                 /* only the 68010 throws this unique type-1000 frame */
2283                 m68ki_stack_frame_1000(state, REG_PPC, sr, EXCEPTION_BUS_ERROR);
2284         }
2285         else if (state->mmu_tmp_buserror_address == REG_PPC)
2286         {
2287                 m68ki_stack_frame_1010(state, sr, EXCEPTION_BUS_ERROR, REG_PPC, state->mmu_tmp_buserror_address);
2288         }
2289         else
2290         {
2291                 m68ki_stack_frame_1011(state, sr, EXCEPTION_BUS_ERROR, REG_PPC, state->mmu_tmp_buserror_address);
2292         }
2293
2294         m68ki_jump_vector(state, EXCEPTION_ADDRESS_ERROR);
2295
2296         state->run_mode = RUN_MODE_BERR_AERR_RESET;
2297
2298         /* Use up some clock cycles. Note that we don't need to undo the
2299         instruction's cycles here as we've longjmp:ed directly from the
2300         instruction handler without passing the part of the excecute loop
2301         that deducts instruction cycles */
2302         USE_CYCLES(CYC_EXCEPTION[EXCEPTION_ADDRESS_ERROR]);
2303 }
2304
2305
2306 /* Service an interrupt request and start exception processing */
2307 static inline void m68ki_exception_interrupt(m68ki_cpu_core *state, uint int_level)
2308 {
2309         uint vector;
2310         uint sr;
2311         uint new_pc;
2312
2313         #if M68K_EMULATE_ADDRESS_ERROR == OPT_ON
2314         if(CPU_TYPE_IS_000(CPU_TYPE))
2315         {
2316                 CPU_INSTR_MODE = INSTRUCTION_NO;
2317         }
2318         #endif /* M68K_EMULATE_ADDRESS_ERROR */
2319
2320         /* Turn off the stopped state */
2321         CPU_STOPPED &= ~STOP_LEVEL_STOP;
2322
2323         /* If we are halted, don't do anything */
2324         if(CPU_STOPPED)
2325                 return;
2326
2327         /* Acknowledge the interrupt */
2328         vector = m68ki_int_ack(int_level);
2329
2330         /* Get the interrupt vector */
2331         if(vector == M68K_INT_ACK_AUTOVECTOR)
2332                 /* Use the autovectors.  This is the most commonly used implementation */
2333                 vector = EXCEPTION_INTERRUPT_AUTOVECTOR+int_level;
2334         else if(vector == M68K_INT_ACK_SPURIOUS)
2335                 /* Called if no devices respond to the interrupt acknowledge */
2336                 vector = EXCEPTION_SPURIOUS_INTERRUPT;
2337         else if(vector > 255)
2338         {
2339                 M68K_DO_LOG_EMU((M68K_LOG_FILEHANDLE "%s at %08x: Interrupt acknowledge returned invalid vector $%x\n",
2340                                  m68ki_cpu_names[CPU_TYPE], ADDRESS_68K(REG_PC), vector));
2341                 return;
2342         }
2343
2344         /* Start exception processing */
2345         sr = m68ki_init_exception(state);
2346
2347         /* Set the interrupt mask to the level of the one being serviced */
2348         FLAG_INT_MASK = int_level<<8;
2349
2350         /* Get the new PC */
2351         new_pc = m68ki_read_data_32(state, (vector << 2) + REG_VBR);
2352
2353         /* If vector is uninitialized, call the uninitialized interrupt vector */
2354         if(new_pc == 0)
2355                 new_pc = m68ki_read_data_32(state, (EXCEPTION_UNINITIALIZED_INTERRUPT << 2) + REG_VBR);
2356
2357         /* Generate a stack frame */
2358         m68ki_stack_frame_0000(state, REG_PC, sr, vector);
2359         if(FLAG_M && CPU_TYPE_IS_EC020_PLUS(CPU_TYPE))
2360         {
2361                 /* Create throwaway frame */
2362                 m68ki_set_sm_flag(state, FLAG_S);       /* clear M */
2363                 sr |= 0x2000; /* Same as SR in master stack frame except S is forced high */
2364                 m68ki_stack_frame_0001(state, REG_PC, sr, vector);
2365         }
2366
2367         m68ki_jump(state, new_pc);
2368
2369         /* Defer cycle counting until later */
2370         USE_CYCLES(CYC_EXCEPTION[vector]);
2371
2372 #if !M68K_EMULATE_INT_ACK
2373         /* Automatically clear IRQ if we are not using an acknowledge scheme */
2374         CPU_INT_LEVEL = 0;
2375 #endif /* M68K_EMULATE_INT_ACK */
2376 }
2377
2378
2379 /* ASG: Check for interrupts */
2380 static inline void m68ki_check_interrupts(m68ki_cpu_core *state)
2381 {
2382         if(state->nmi_pending)
2383         {
2384                 state->nmi_pending = FALSE;
2385                 m68ki_exception_interrupt(state, 7);
2386         }
2387         else if(CPU_INT_LEVEL > FLAG_INT_MASK)
2388                 m68ki_exception_interrupt(state, CPU_INT_LEVEL >> 8);
2389 }
2390
2391
2392
2393 /* ======================================================================== */
2394 /* ============================== END OF FILE ============================= */
2395 /* ======================================================================== */
2396
2397 #ifdef __cplusplus
2398 }
2399 #endif
2400
2401 #endif /* M68KCPU__HEADER */