crater/src/disassembler/arguments.c

/* Copyright (C) 2014-2016 Ben Kurtovic <ben.kurtovic@gmail.com>
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#include <stddef.h>

#include "arguments.h"
#include "../logging.h"
#include "../util.h"

#define MAX_ARG_SIZE 256

typedef enum {
    AT_NONE,
    /* Register */
    AT_REG_A,   AT_REG_B,   AT_REG_C,   AT_REG_D,   AT_REG_E,   AT_REG_H,
    AT_REG_L,   AT_REG_I,   AT_REG_R,   AT_REG_AF,  AT_REG_BC,  AT_REG_DE,
    AT_REG_HL,  AT_REG_IX,  AT_REG_IY,  AT_REG_SP,  AT_REG_AF_, AT_REG_IXH,
    AT_REG_IXL, AT_REG_IYH, AT_REG_IYL,
    /* Immediate */
    AT_IMM_U16, AT_IMM_U8,  AT_IMM_REL, AT_IMM_BIT, AT_IMM_RST, AT_IMM_IM,
    /* Indirect */
    AT_IDR_HL,  AT_IDR_BC,  AT_IDR_DE,  AT_IDR_SP,  AT_IDR_IMM,
    /* Indexed */
    AT_IX_IY,
    /* Condition */
    AT_COND_NZ, AT_COND_Z,  AT_COND_NC, AT_COND_C,  AT_COND_PO, AT_COND_PE,
    AT_COND_P,  AT_COND_M,
    /* Port */
    AT_PORT_C,  AT_PORT_IM
} ArgType;

#define __ AT_NONE
#define A_ AT_REG_A
#define B_ AT_REG_B
#define C_ AT_REG_C
#define D_ AT_REG_D
#define E_ AT_REG_E
#define H_ AT_REG_H
#define L_ AT_REG_L
#define I_ AT_REG_I
#define R_ AT_REG_R
#define AF AT_REG_AF
#define BC AT_REG_BC
#define DE AT_REG_DE
#define HL AT_REG_HL
#define IX AT_REG_IX
#define IY AT_REG_IY
#define SP AT_REG_SP
#define AS AT_REG_AF_
#define XH AT_REG_IXH
#define XL AT_REG_IXL
#define YH AT_REG_IYH
#define YL AT_REG_IYL
#define M2 AT_IMM_U16
#define M1 AT_IMM_U8
#define ML AT_IMM_REL
#define MB AT_IMM_BIT
#define MR AT_IMM_RST
#define MI AT_IMM_IM
#define NH AT_IDR_HL
#define NB AT_IDR_BC
#define ND AT_IDR_DE
#define NS AT_IDR_SP
#define NM AT_IDR_IMM
#define XY AT_IX_IY
#define NZ AT_COND_NZ
#define Z_ AT_COND_Z
#define NC AT_COND_NC
#define CC AT_COND_C
#define PO AT_COND_PO
#define PE AT_COND_PE
#define P_ AT_COND_P
#define M_ AT_COND_M
#define PC AT_PORT_C
#define PM AT_PORT_IM

static ArgType instr_args[3][256] = {
    {
        __, BC, NB, BC, B_, __, B_, __, __, __, __, BC, C_, C_, C_, __,
        __, DE, ND, DE, D_, __, __, __, __, __, __, DE, E_, E_, E_, __,
        __, HL, __, HL, H_, __, __, __, __, __, __, HL, L_, L_, L_, __,
        __, SP, __, SP, __, __, __, __, __, __, __, SP, A_, A_, A_, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __
    },
    {
        __, M2, __, __, __, __, M1, __, __, __, __, __, __, __, M1, __,
        __, M2, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, M2, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, M2, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __
    },
    {
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __
    }
};

static ArgType instr_args_extended[3][256] = {
    {
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __
    },
    {
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __
    },
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        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
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        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
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        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
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        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
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    }
};

static ArgType instr_args_bits[3][256] = {
    {
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
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};

static ArgType instr_args_index[3][256] = {
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        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
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        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __
    },
    {
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __
    }
};

static ArgType instr_args_index_bits[3][256] = {
    {
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __
    },
    {
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __
    },
    {
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __,
        __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __, __
    }
};

#undef __
#undef A_
#undef B_
#undef C_
#undef D_
#undef E_
#undef H_
#undef L_
#undef I_
#undef R_
#undef AF
#undef BC
#undef DE
#undef HL
#undef IX
#undef IY
#undef SP
#undef AS
#undef XH
#undef XL
#undef YH
#undef YL
#undef M2
#undef M1
#undef ML
#undef MB
#undef MR
#undef MI
#undef NH
#undef NB
#undef ND
#undef NS
#undef NM
#undef XY
#undef NZ
#undef Z_
#undef NC
#undef CC
#undef PO
#undef PE
#undef P_
#undef M_
#undef PC
#undef PM

/*
    Decode an immediate argument.
*/
static void decode_immediate(char *arg, ArgType type, const uint8_t *bytes)
{
    char *format;

    switch (type) {
        case AT_IMM_U16:
            sprintf(arg, "$%04X", bytes[1] + (bytes[2] << 8));
            break;
        case AT_IMM_U8:
            // TODO: one byte?
            strcpy(arg, "???");
            break;
        case AT_IMM_REL:
            // TODO: one byte, signed, plus 2?
            strcpy(arg, "???");
            break;
        case AT_IMM_BIT:
            // TODO: bit ...
            strcpy(arg, "???");
            break;
        case AT_IMM_RST:
            // TODO: reset ...
            strcpy(arg, "???");
            break;
        case AT_IMM_IM:
            // TODO: interrupt mode ...
            strcpy(arg, "???");
            break;
        case AT_IDR_IMM:
            // TODO: two bytes?
            strcpy(arg, "???");
            break;
        case AT_IX_IY:
            format = bytes[0] == 0xDD ? "(ix%+hhd)" : "(iy%+hhd)";
            sprintf(arg, format, (int8_t) bytes[1]);
            break;
        case AT_PORT_IM:
            sprintf(arg, "(%u)", bytes[1]);
            break;
        default:
            FATAL("invalid call: decode_immediate(arg, %d, ...)", type)
            return;
    }
}

/*
    Decode a single argument, given its type.
*/
static void decode_argument(char *arg, ArgType type, const uint8_t *bytes)
{
    const char *value;

    switch (type) {
        case AT_NONE:
            arg[0] = '\0';
            return;
        case AT_REG_A:   value = "a";    break;
        case AT_REG_B:   value = "b";    break;
        case AT_REG_C:   value = "c";    break;
        case AT_REG_D:   value = "d";    break;
        case AT_REG_E:   value = "e";    break;
        case AT_REG_H:   value = "h";    break;
        case AT_REG_L:   value = "l";    break;
        case AT_REG_I:   value = "i";    break;
        case AT_REG_R:   value = "r";    break;
        case AT_REG_AF:  value = "af";   break;
        case AT_REG_BC:  value = "bc";   break;
        case AT_REG_DE:  value = "de";   break;
        case AT_REG_HL:  value = "hl";   break;
        case AT_REG_IX:  value = "ix";   break;
        case AT_REG_IY:  value = "iy";   break;
        case AT_REG_SP:  value = "sp";   break;
        case AT_REG_AF_: value = "af'";  break;
        case AT_REG_IXH: value = "ixh";  break;
        case AT_REG_IXL: value = "ixl";  break;
        case AT_REG_IYH: value = "iyh";  break;
        case AT_REG_IYL: value = "iyl";  break;
        case AT_IDR_HL:  value = "(hl)"; break;
        case AT_IDR_BC:  value = "(bc)"; break;
        case AT_IDR_DE:  value = "(de)"; break;
        case AT_IDR_SP:  value = "(sp)"; break;
        case AT_COND_NZ: value = "nz";   break;
        case AT_COND_Z:  value = "z";    break;
        case AT_COND_NC: value = "nc";   break;
        case AT_COND_C:  value = "c";    break;
        case AT_COND_PO: value = "po";   break;
        case AT_COND_PE: value = "pe";   break;
        case AT_COND_P:  value = "p";    break;
        case AT_COND_M:  value = "m";    break;
        case AT_PORT_C:  value = "(c)";  break;
        case AT_IMM_U16:
        case AT_IMM_U8:
        case AT_IMM_REL:
        case AT_IMM_BIT:
        case AT_IMM_RST:
        case AT_IMM_IM:
        case AT_IDR_IMM:
        case AT_IX_IY:
        case AT_PORT_IM:
            decode_immediate(arg, type, bytes);
            return;
        default:
            FATAL("invalid call: decode_argument(arg, %d, ...)", type)
            return;
    }
    strcpy(arg, value);
}

/*
    Return the appropriate argument table for the given instruction.

    This function also increments the instruction bytes array to skip any
    prefix bits, so bytes[0] will always be the instruction.

    This function return type is ridiculous, but it returns a pointer to an
    array of 3 arrays of 256 ArgTypes.
*/
static inline ArgType (*get_table_and_adjust(const uint8_t **bytes))[3][256]
{
    uint8_t b = (*bytes)[0];

    if (b == 0xED)
        return (*bytes)++, &instr_args_extended;
    if (b == 0xCB)
        return (*bytes)++, &instr_args_bits;
    if (b == 0xDD || b == 0xFD) {
        if ((*bytes)[1] == 0xCB)
            return (*bytes) += 2, &instr_args_index_bits;
        return (*bytes)++, &instr_args_index;
    }
    return &instr_args;
}

/*
    Extract the arguments for the given instruction.

    The return value must be free()d.
*/
char* decode_arguments(const uint8_t *bytes)
{
    char args[3][MAX_ARG_SIZE], *result;
    ArgType (*table)[3][256], type;
    size_t i, len;

    table = get_table_and_adjust(&bytes);
    for (i = 0; i < 3; i++) {
        type = (*table)[i][bytes[0]];
        decode_argument(args[i], type, bytes);
    }

    if (!*args[0])
        return NULL;
    if (!*args[1])
        return cr_strdup(args[0]);

    // Two or three arguments; need to add commas:
    len = strlen(args[0]) + strlen(args[1]) + strlen(args[2]);
    result = malloc(sizeof(char) * (len + 2 * (*args[2] ? 3 : 2) + 1));
    if (*args[2])
        sprintf(result, "%s, %s, %s", args[0], args[1], args[2]);
    else
        sprintf(result, "%s, %s", args[0], args[1]);
    return result;
}