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package j1
import "fmt"
// Decode instruction
func Decode(v uint16) Instruction {
switch {
case v&(1<<15) == 1<<15:
return newLit(v)
case v&(7<<13) == 0<<13:
return newJump(v)
case v&(7<<13) == 1<<13:
return newCond(v)
case v&(7<<13) == 2<<13:
return newCall(v)
case v&(7<<13) == 3<<13:
return newALU(v)
}
return nil
}
// Instruction interface
type Instruction interface {
value() uint16
compile() uint16
}
// Lit is a literal
//
// 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
// │ └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴── value
// └─────────────────────────────────────────────── 1
//
type Lit uint16
func newLit(v uint16) Lit { return Lit(v &^ uint16(1<<15)) }
func (v Lit) String() string { return fmt.Sprintf("LIT %0.4X", uint16(v)) }
func (v Lit) value() uint16 { return uint16(v) }
func (v Lit) compile() uint16 { return v.value() | (1 << 15) }
// Jump is an unconditional branch
//
// 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
// │ │ │ └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴── target
// └──┴──┴───────────────────────────────────────── 0 0 0
//
type Jump uint16
func newJump(v uint16) Jump { return Jump(v &^ uint16(7<<13)) }
func (v Jump) String() string { return fmt.Sprintf("UBRANCH %0.4X", uint16(v<<1)) }
func (v Jump) value() uint16 { return uint16(v) }
func (v Jump) compile() uint16 { return v.value() }
// Cond is a conditional branch
//
// 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
// │ │ │ └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴── target
// └──┴──┴───────────────────────────────────────── 0 0 1
//
type Cond uint16
func newCond(v uint16) Cond { return Cond(v &^ uint16(7<<13)) }
func (v Cond) String() string { return fmt.Sprintf("0BRANCH %0.4X", uint16(v<<1)) }
func (v Cond) value() uint16 { return uint16(v) }
func (v Cond) compile() uint16 { return v.value() | (1 << 13) }
// Call procedure
//
// 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
// │ │ │ └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴── target
// └──┴──┴───────────────────────────────────────── 0 1 0
//
type Call uint16
func newCall(v uint16) Call { return Call(v &^ uint16(7<<13)) }
func (v Call) String() string { return fmt.Sprintf("CALL %0.4X", uint16(v<<1)) }
func (v Call) value() uint16 { return uint16(v) }
func (v Call) compile() uint16 { return v.value() | (2 << 13) }
// ALU instruction
//
// 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
// │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └──┴── dstack ±
// │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └──┴──────── rstack ±
// │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └────────────── unused
// │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └───────────────── N → [T]
// │ │ │ │ │ │ │ │ │ └──────────────────── T → R
// │ │ │ │ │ │ │ │ └─────────────────────── T → N
// │ │ │ │ └──┴──┴──┴────────────────────────── Tʹ
// │ │ │ └────────────────────────────────────── R → PC
// └──┴──┴───────────────────────────────────────── 0 1 1
//
type ALU struct {
Opcode uint16
RtoPC bool
TtoN bool
TtoR bool
NtoAtT bool
Rdir int8
Ddir int8
}
// expand 2 bit unsigned to 8 bit signed
var expand = map[uint16]int8{0: 0, 1: 1, 2: -2, 3: -1}
func newALU(v uint16) ALU {
return ALU{
Opcode: (v >> 8) & 15,
RtoPC: v&(1<<12) != 0,
TtoN: v&(1<<7) != 0,
TtoR: v&(1<<6) != 0,
NtoAtT: v&(1<<5) != 0,
Rdir: expand[(v>>2)&3],
Ddir: expand[(v>>0)&3],
}
}
func (v ALU) value() uint16 {
ret := v.Opcode << 8
if v.RtoPC {
ret |= 1 << 12
}
if v.TtoN {
ret |= 1 << 7
}
if v.TtoR {
ret |= 1 << 6
}
if v.NtoAtT {
ret |= 1 << 5
}
ret |= uint16(v.Rdir&3) << 2
ret |= uint16(v.Ddir&3) << 0
return ret
}
func (v ALU) compile() uint16 { return v.value() | (3 << 13) }
const (
opT = 0x0
opN = 0x1
opTplusN = 0x2
opTandN = 0x3
opTorN = 0x4
opTxorN = 0x5
opNotT = 0x6
opNeqT = 0x7
opNleT = 0x8
opNrshiftT = 0x9
opTminus1 = 0xa
opR = 0xb
opAtT = 0xc
opNlshiftT = 0xd
opDepth = 0xe
opNuleT = 0xf
)
var opcodeNames = []string{
"T", "N", "T+N", "T∧N", "T∨N", "T⊻N", "¬T", "N=T",
"N<T", "N≫T", "T-1", "R", "[T]", "N≪T", "depth", "Nu<T",
}
func (v ALU) String() string {
s := "ALU " + opcodeNames[v.Opcode]
if v.RtoPC {
s += " R→PC"
}
if v.TtoN {
s += " T→N"
}
if v.TtoR {
s += " T→R"
}
if v.NtoAtT {
s += " N→[T]"
}
if v.Rdir != 0 {
s += fmt.Sprintf(" r%+d", v.Rdir)
}
if v.Ddir != 0 {
s += fmt.Sprintf(" d%+d", v.Ddir)
}
return s
}
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