Stub Bus, and CPU, implement some opcode decoding.
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b274d61f56
commit
f97bf9dbb7
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@ -0,0 +1,20 @@
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#[derive(Debug, Copy, Clone)]
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pub struct MemoryBus {}
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impl MemoryBus {
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pub fn read_byte(&self, _address: u16) -> u8 {
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unimplemented!()
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}
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pub fn write_byte(&mut self, _address: u16) {
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unimplemented!()
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}
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pub fn read_word(&self, _address: u16) -> u16 {
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unimplemented!()
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}
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pub fn write_word(&mut self, __address: u16) {
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unimplemented!()
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}
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}
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@ -0,0 +1,184 @@
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use super::bus::MemoryBus;
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use super::Instruction;
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use std::convert::From;
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#[derive(Debug, Copy, Clone)]
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pub struct Cpu {
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bus: MemoryBus,
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reg: Registers,
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ime: bool,
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pc: u16,
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sp: u16,
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}
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impl Cpu {
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pub fn run(&mut self) -> ! {
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loop {
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let opcode = self.fetch();
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let instruction = self.decode(opcode);
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self.execute(instruction);
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}
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}
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fn fetch(&self) -> u8 {
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unimplemented!()
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}
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fn decode(&self, opcode: u8) -> Instruction {
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unimplemented!()
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}
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fn execute(&mut self, instruction: Instruction) {
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unimplemented!()
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}
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}
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impl Cpu {
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pub fn read_byte(&self, address: u16) -> u8 {
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self.bus.read_byte(address)
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}
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pub fn write_byte(&mut self, address: u16) {
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self.bus.write_byte(address)
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}
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pub fn read_word(&self, address: u16) -> u16 {
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self.bus.read_word(address)
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|
}
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pub fn write_word(&mut self, address: u16) {
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self.bus.write_word(address)
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}
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}
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impl Cpu {
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pub fn register_pair(&self, pair: RegisterPair) -> u16 {
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match pair {
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RegisterPair::AF => {
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(self.register(Register::A) as u16) << 8 | self.register(Register::Flag) as u16
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}
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RegisterPair::BC => {
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(self.register(Register::B) as u16) << 8 | self.register(Register::C) as u16
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|
}
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RegisterPair::DE => {
|
||||||
|
(self.register(Register::D) as u16) << 8 | self.register(Register::E) as u16
|
||||||
|
}
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|
RegisterPair::HL => {
|
||||||
|
(self.register(Register::H) as u16) << 8 | self.register(Register::L) as u16
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|
}
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RegisterPair::SP => self.sp,
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|
RegisterPair::PC => self.pc,
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|
}
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}
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pub fn set_register_pair(&mut self, pair: RegisterPair, value: u16) {
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let high = (value >> 8) as u8;
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let low = value as u8;
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match pair {
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RegisterPair::AF => {
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self.set_register(Register::A, high);
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||||||
|
self.set_register(Register::Flag, low);
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|
}
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RegisterPair::BC => {
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||||||
|
self.set_register(Register::B, high);
|
||||||
|
self.set_register(Register::C, low);
|
||||||
|
}
|
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|
RegisterPair::DE => {
|
||||||
|
self.set_register(Register::D, high);
|
||||||
|
self.set_register(Register::E, low);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
RegisterPair::HL => {
|
||||||
|
self.set_register(Register::H, high);
|
||||||
|
self.set_register(Register::L, low);
|
||||||
|
}
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|
RegisterPair::SP => self.sp = value,
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|
RegisterPair::PC => self.pc = value,
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}
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}
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pub fn register(&self, reg: Register) -> u8 {
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match reg {
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|
Register::A => self.reg.a,
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||||||
|
Register::B => self.reg.b,
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||||||
|
Register::C => self.reg.c,
|
||||||
|
Register::D => self.reg.d,
|
||||||
|
Register::E => self.reg.e,
|
||||||
|
Register::H => self.reg.h,
|
||||||
|
Register::L => self.reg.l,
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||||||
|
Register::Flag => self.reg.f.into(),
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|
}
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}
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pub fn set_register(&mut self, reg: Register, value: u8) {
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match reg {
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|
Register::A => self.reg.a = value,
|
||||||
|
Register::B => self.reg.b = value,
|
||||||
|
Register::C => self.reg.c = value,
|
||||||
|
Register::D => self.reg.d = value,
|
||||||
|
Register::E => self.reg.e = value,
|
||||||
|
Register::H => self.reg.h = value,
|
||||||
|
Register::L => self.reg.l = value,
|
||||||
|
Register::Flag => self.reg.f = value.into(),
|
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}
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|
}
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}
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#[derive(Debug, Copy, Clone)]
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struct Registers {
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a: u8,
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|
b: u8,
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c: u8,
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d: u8,
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|
e: u8,
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|
h: u8,
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|
l: u8,
|
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|
f: Flag,
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||||||
|
}
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#[derive(Debug, Copy, Clone)]
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|
pub enum RegisterPair {
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AF,
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|
BC,
|
||||||
|
DE,
|
||||||
|
HL,
|
||||||
|
SP,
|
||||||
|
PC,
|
||||||
|
}
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#[derive(Debug, Copy, Clone)]
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pub enum Register {
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||||||
|
A,
|
||||||
|
B,
|
||||||
|
C,
|
||||||
|
D,
|
||||||
|
E,
|
||||||
|
H,
|
||||||
|
L,
|
||||||
|
Flag,
|
||||||
|
}
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#[derive(Debug, Copy, Clone)]
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|
struct Flag {
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z: bool, // Zero Flag
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|
n: bool, // Negative Flag
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h: bool, // Half-Carry Flag
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c: bool, // Carry Flag
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}
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impl From<u8> for Flag {
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fn from(flag: u8) -> Self {
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Self {
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|
z: (flag >> 7) == 1,
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||||||
|
n: ((flag >> 6) & 0x01) == 1,
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||||||
|
h: ((flag >> 5) & 0x01) == 1,
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||||||
|
c: ((flag >> 4) & 0x01) == 1,
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|
}
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|
}
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}
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impl From<Flag> for u8 {
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fn from(flag: Flag) -> Self {
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|
(flag.z as u8) << 7 | (flag.n as u8) << 6 | (flag.h as u8) << 5 | (flag.c as u8) << 4
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|
}
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|
}
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@ -0,0 +1,126 @@
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use super::cpu::Cpu;
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use super::cpu::Register;
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use super::cpu::RegisterPair;
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pub enum Instruction {
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|
NOP,
|
||||||
|
LD(Argument, Argument),
|
||||||
|
STOP,
|
||||||
|
JP(Condition, Argument),
|
||||||
|
JR(Condition, i8),
|
||||||
|
ADD(Argument, Argument),
|
||||||
|
}
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||||||
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|
pub enum Argument {
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||||||
|
ImmediateByte(u8),
|
||||||
|
ImmediateWord(u16),
|
||||||
|
IndirectImmediateByte(u16),
|
||||||
|
Register(Register),
|
||||||
|
RegisterPair(RegisterPair),
|
||||||
|
IndirectRegister(RegisterPair),
|
||||||
|
}
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|
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impl Instruction {
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|
pub fn from_byte(cpu: &Cpu, byte: u8) -> Instruction {
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||||||
|
if byte == 0xCB {
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|
Self::from_prefixed_byte(cpu, byte)
|
||||||
|
} else {
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||||||
|
Self::from_unprefixed_byte(cpu, byte)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn from_unprefixed_byte(cpu: &Cpu, byte: u8) -> Instruction {
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||||||
|
// https://gb-archive.github.io/salvage/decoding_gbz80_opcodes/Decoding%20Gamboy%20Z80%20Opcodes.html
|
||||||
|
let x = (byte >> 6) & 0b00000011;
|
||||||
|
let y = (byte >> 3) & 0b00000111;
|
||||||
|
let z = byte & 0b00000111;
|
||||||
|
let p = y >> 1;
|
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|
let q = y >> 3 & 0b00000001;
|
||||||
|
|
||||||
|
let n = cpu.read_byte(cpu.register_pair(RegisterPair::PC) + 1);
|
||||||
|
let nn = cpu.read_word(cpu.register_pair(RegisterPair::PC) + 1);
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||||||
|
|
||||||
|
match (x, z, q, y, p) {
|
||||||
|
(0, 0, _, 0, _) => Instruction::NOP, // NOP
|
||||||
|
(0, 0, _, 1, _) => Instruction::LD(
|
||||||
|
// LD (nn), SP
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||||||
|
Argument::IndirectImmediateByte(nn),
|
||||||
|
Argument::RegisterPair(RegisterPair::SP),
|
||||||
|
),
|
||||||
|
(0, 0, _, 2, _) => Instruction::STOP, // STOP
|
||||||
|
(0, 0, _, 3, _) => Instruction::JR(Condition::Always, n as i8), // JR d
|
||||||
|
(0, 0, _, 4..=7, _) => Instruction::JR(Self::table_cc(y - 4), n as i8), // JR cc[y - 4], d
|
||||||
|
(0, 1, 0, _, p) => Instruction::LD(
|
||||||
|
// LD rp[p], nn
|
||||||
|
Argument::RegisterPair(Self::table_rp(p)),
|
||||||
|
Argument::IndirectImmediateByte(nn),
|
||||||
|
),
|
||||||
|
(0, 1, 1, _, p) => {
|
||||||
|
// ADD HL, rp[p]
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||||||
|
Instruction::ADD(
|
||||||
|
Argument::RegisterPair(RegisterPair::HL),
|
||||||
|
Argument::RegisterPair(Self::table_rp(p)),
|
||||||
|
)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
(0, 2, 0, _, 0) => Instruction::LD(
|
||||||
|
Argument::IndirectRegister(RegisterPair::BC),
|
||||||
|
Argument::Register(Register::A),
|
||||||
|
),
|
||||||
|
(0, 2, 0, _, 1) => Instruction::LD(
|
||||||
|
Argument::IndirectRegister(RegisterPair::DE),
|
||||||
|
Argument::Register(Register::A),
|
||||||
|
),
|
||||||
|
(0, 2, 1, _, 0) => Instruction::LD(
|
||||||
|
Argument::Register(Register::A),
|
||||||
|
Argument::IndirectRegister(RegisterPair::BC),
|
||||||
|
),
|
||||||
|
(0, 2, 1, _, 1) => Instruction::LD(
|
||||||
|
Argument::Register(Register::A),
|
||||||
|
Argument::IndirectRegister(RegisterPair::DE),
|
||||||
|
),
|
||||||
|
_ => unreachable!(),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub fn from_prefixed_byte(cpu: &Cpu, byte: u8) -> Instruction {
|
||||||
|
unimplemented!()
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn table_rp2(index: u8) -> RegisterPair {
|
||||||
|
match index {
|
||||||
|
0 => RegisterPair::BC,
|
||||||
|
1 => RegisterPair::DE,
|
||||||
|
2 => RegisterPair::HL,
|
||||||
|
3 => RegisterPair::AF,
|
||||||
|
_ => unreachable!(),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn table_rp(index: u8) -> RegisterPair {
|
||||||
|
match index {
|
||||||
|
0 => RegisterPair::BC,
|
||||||
|
1 => RegisterPair::DE,
|
||||||
|
2 => RegisterPair::HL,
|
||||||
|
3 => RegisterPair::SP,
|
||||||
|
_ => unreachable!(),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn table_cc(index: u8) -> Condition {
|
||||||
|
match index {
|
||||||
|
0 => Condition::NotZero,
|
||||||
|
1 => Condition::Zero,
|
||||||
|
2 => Condition::NotCarry,
|
||||||
|
3 => Condition::Carry,
|
||||||
|
_ => unreachable!(),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
pub enum Condition {
|
||||||
|
NotZero,
|
||||||
|
Zero,
|
||||||
|
NotCarry,
|
||||||
|
Carry,
|
||||||
|
Always,
|
||||||
|
}
|
|
@ -0,0 +1,5 @@
|
||||||
|
use instruction::Instruction;
|
||||||
|
|
||||||
|
mod bus;
|
||||||
|
mod cpu;
|
||||||
|
mod instruction;
|
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