DAA DAS

[vak]

Какую машинную инструкцию процессора 8086 оказалось сложнее всего воспроизвести? Ни за что не угадаете: команду DAA, десятичную коррекцию для сложения. И парную ей DAS, для вычитания. Ни один из симуляторов процессора не умеет выполнять её аутентичным образом. Я проверил несколько: DOSBox, PCre, MAME. Глядел исходники - везде сделано как в 386, а не как в 8086. Никто так и не озадачился выяснить, как же эти команды работают в реальности.

Пришлось наваять тестик на Турбо Си и прогнать со всеми возможными входами на реальной XT-шке.

void daa(int al_in, int af_in, int cf_in, int *al_out, int *af_out, int *cf_out)
{
    int flags_in = (af_in ? 0x10 : 0) | (cf_in ? 1 : 0);
    int flags_out = 0;
    int al_buf = 0;

    asm {
        mov  al, byte ptr al_in
        mov  ah, byte ptr flags_in
        sahf
        daa
        lahf
        mov  byte ptr flags_out, ah
        mov  byte ptr al_buf, al
    }

    *al_out = al_buf;
    *af_out = (flags_out >> 4) & 1;
    *cf_out = flags_out & 1;
}

Результат - полная таблица "истинности" для команд DAA и DAS процессора 8086 - выложена здесь: daa-das-8086.txt

Начиная с 286 процессора Интел изменил реализацию команд DAA и DAS. Вот аналогичный результат, полученный на современном Intel Core I7: daa-das-286.txt

Сравниваем:

DAA:
AL  AF CF     ---86---    ---286---
9A  1  0  ->  A0  1  0     00  1  1
9B  1  0  ->  A1  1  0     01  1  1
9C  1  0  ->  A2  1  0     02  1  1
9D  1  0  ->  A3  1  0     03  1  1
9E  1  0  ->  A4  1  0     04  1  1
9F  1  0  ->  A5  1  0     05  1  1

DAS:
AL  AF CF     ---86---    ---286---
00  1  0  ->  FA  1  0     FA  1  1
01  1  0  ->  FB  1  0     FB  1  1
02  1  0  ->  FC  1  0     FC  1  1
03  1  0  ->  FD  1  0     FD  1  1
04  1  0  ->  FE  1  0     FE  1  1
05  1  0  ->  FF  1  0     FF  1  1
9A  1  0  ->  94  1  0     34  1  1
9B  1  0  ->  95  1  0     35  1  1
9C  1  0  ->  96  1  0     36  1  1
9D  1  0  ->  97  1  0     37  1  1
9E  1  0  ->  98  1  0     38  1  1
9F  1  0  ->  99  1  0     39  1  1

По этим данным удалось построить адекватный код на Си: для DAA и для DAS.

Comments

[spamsink]

Мало того, что "изменил", так ещё и сделал, как изначально надо было, для большей эффективности преобразования длинных чисел.

[vak]

Наверное для Кобола нужно было. Но теперь уже без разницы: эти команды убрали из x86-64.

[ircicq]

Сравнил логику со своей релизацией начала 2000-х:

void SetBcdFlags() {
	dst = AL;
	E.IsByte = true;
	SetSZP();
}

public void C_Daa() {
	if (AF = (AL & 0xF) > 9 || AF)
		AL += 6;
	if (CF = AL > 0x9F || CF)
		AL += 0x60;
	SetBcdFlags();
}

public void C_Das() {
	if (AF = (AL & 0xF) > 9 || AF)
		AL -= 6;
	if (CF = AL > 0x9F || CF)
		AL -= 0x60;
	SetBcdFlags();
}

Похоже, но надо проверить по таблице истинности.

[vak]

Так работает 286-й.

[begoon]

Интересно!

DAA оказалась самой сложной в реализации у меня в эмуляторе i8080.

И не потому, что я не мог закодить по спецификации Интела. А потому, что спецификации не давала полного описания, в особенности в плане флагов.

Народ таки прояснил, как оно работает, просто тестируя реальные камни.

Причем, есть известная мулька про i8080 от AMD, где DAA выставляет один флаг иначе.

Потом появились фото-реверсы кристаллов, что подтвердило алгоритм.

Благо для z80/i8080 тоже есть волшебный тест z80 exerciser, который все показывает.

https://github.com/begoon/i8080-js/blob/985436000bda8ddcaf761d849f8a0624e8628be6/i8080.js#L480

[litwr]

Перечисленные эмуляторы больше ориентированы на старшие модели. Есть ещё PCE - http://www.hampa.ch/pce/ , который ориентирован на эмуляцию первых компьютеров на 8086, 68000, ... Но и там код 80286. К сожалению, похоже этот эмулятор больше не поддерживается, хотя есть его клон https://github.com/retrohun/pce
Интересное название tiltti... Это что-то значит? У меня эмулятор собрался, но не запустился с 360К образом - Error: Unimplemented: Read sectors (CHS)