set "baseuri" "cic:/matita/assembly/".
-include "nat/times.ma".
-include "nat/compare.ma".
+include "nat/div_and_mod_new.ma".
+(*include "nat/compare.ma".*)
include "list/list.ma".
-(*alias id "OO" = "cic:/Coq/Init/Datatypes/nat.ind#xpointer(1/1/1)".
-alias id "SS" = "cic:/Coq/Init/Datatypes/nat.ind#xpointer(1/1/2)".
+inductive exadecimal : Type ≝
+ x0: exadecimal
+ | x1: exadecimal
+ | x2: exadecimal
+ | x3: exadecimal
+ | x4: exadecimal
+ | x5: exadecimal
+ | x6: exadecimal
+ | x7: exadecimal
+ | x8: exadecimal
+ | x9: exadecimal
+ | xA: exadecimal
+ | xB: exadecimal
+ | xC: exadecimal
+ | xD: exadecimal
+ | xE: exadecimal
+ | xF: exadecimal.
+
+record byte : Type ≝ {
+ bh: exadecimal;
+ bl: exadecimal
+}.
+
+definition eqex ≝
+ λb1,b2.
+ match b1 with
+ [ x0 ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ true | x1 ⇒ false | x2 ⇒ false | x3 ⇒ false
+ | x4 ⇒ false | x5 ⇒ false | x6 ⇒ false | x7 ⇒ false
+ | x8 ⇒ false | x9 ⇒ false | xA ⇒ false | xB ⇒ false
+ | xC ⇒ false | xD ⇒ false | xE ⇒ false | xF ⇒ false ]
+ | x1 ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ false | x1 ⇒ true | x2 ⇒ false | x3 ⇒ false
+ | x4 ⇒ false | x5 ⇒ false | x6 ⇒ false | x7 ⇒ false
+ | x8 ⇒ false | x9 ⇒ false | xA ⇒ false | xB ⇒ false
+ | xC ⇒ false | xD ⇒ false | xE ⇒ false | xF ⇒ false ]
+ | x2 ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ false | x1 ⇒ false | x2 ⇒ true | x3 ⇒ false
+ | x4 ⇒ false | x5 ⇒ false | x6 ⇒ false | x7 ⇒ false
+ | x8 ⇒ false | x9 ⇒ false | xA ⇒ false | xB ⇒ false
+ | xC ⇒ false | xD ⇒ false | xE ⇒ false | xF ⇒ false ]
+ | x3 ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ false | x1 ⇒ false | x2 ⇒ false | x3 ⇒ true
+ | x4 ⇒ false | x5 ⇒ false | x6 ⇒ false | x7 ⇒ false
+ | x8 ⇒ false | x9 ⇒ false | xA ⇒ false | xB ⇒ false
+ | xC ⇒ false | xD ⇒ false | xE ⇒ false | xF ⇒ false ]
+ | x4 ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ false | x1 ⇒ false | x2 ⇒ false | x3 ⇒ false
+ | x4 ⇒ true | x5 ⇒ false | x6 ⇒ false | x7 ⇒ false
+ | x8 ⇒ false | x9 ⇒ false | xA ⇒ false | xB ⇒ false
+ | xC ⇒ false | xD ⇒ false | xE ⇒ false | xF ⇒ false ]
+ | x5 ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ false | x1 ⇒ false | x2 ⇒ false | x3 ⇒ false
+ | x4 ⇒ false | x5 ⇒ true | x6 ⇒ false | x7 ⇒ false
+ | x8 ⇒ false | x9 ⇒ false | xA ⇒ false | xB ⇒ false
+ | xC ⇒ false | xD ⇒ false | xE ⇒ false | xF ⇒ false ]
+ | x6 ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ false | x1 ⇒ false | x2 ⇒ false | x3 ⇒ false
+ | x4 ⇒ false | x5 ⇒ false | x6 ⇒ true | x7 ⇒ false
+ | x8 ⇒ false | x9 ⇒ false | xA ⇒ false | xB ⇒ false
+ | xC ⇒ false | xD ⇒ false | xE ⇒ false | xF ⇒ false ]
+ | x7 ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ false | x1 ⇒ false | x2 ⇒ false | x3 ⇒ false
+ | x4 ⇒ false | x5 ⇒ false | x6 ⇒ false | x7 ⇒ true
+ | x8 ⇒ false | x9 ⇒ false | xA ⇒ false | xB ⇒ false
+ | xC ⇒ false | xD ⇒ false | xE ⇒ false | xF ⇒ false ]
+ | x8 ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ false | x1 ⇒ false | x2 ⇒ false | x3 ⇒ false
+ | x4 ⇒ false | x5 ⇒ false | x6 ⇒ false | x7 ⇒ false
+ | x8 ⇒ true | x9 ⇒ false | xA ⇒ false | xB ⇒ false
+ | xC ⇒ false | xD ⇒ false | xE ⇒ false | xF ⇒ false ]
+ | x9 ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ false | x1 ⇒ false | x2 ⇒ false | x3 ⇒ false
+ | x4 ⇒ false | x5 ⇒ false | x6 ⇒ false | x7 ⇒ false
+ | x8 ⇒ false | x9 ⇒ true | xA ⇒ false | xB ⇒ false
+ | xC ⇒ false | xD ⇒ false | xE ⇒ false | xF ⇒ false ]
+ | xA ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ false | x1 ⇒ false | x2 ⇒ false | x3 ⇒ false
+ | x4 ⇒ false | x5 ⇒ false | x6 ⇒ false | x7 ⇒ false
+ | x8 ⇒ false | x9 ⇒ false | xA ⇒ true | xB ⇒ false
+ | xC ⇒ false | xD ⇒ false | xE ⇒ false | xF ⇒ false ]
+ | xB ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ false | x1 ⇒ false | x2 ⇒ false | x3 ⇒ false
+ | x4 ⇒ false | x5 ⇒ false | x6 ⇒ false | x7 ⇒ false
+ | x8 ⇒ false | x9 ⇒ false | xA ⇒ false | xB ⇒ true
+ | xC ⇒ false | xD ⇒ false | xE ⇒ false | xF ⇒ false ]
+ | xC ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ false | x1 ⇒ false | x2 ⇒ false | x3 ⇒ false
+ | x4 ⇒ false | x5 ⇒ false | x6 ⇒ false | x7 ⇒ false
+ | x8 ⇒ false | x9 ⇒ false | xA ⇒ false | xB ⇒ false
+ | xC ⇒ true | xD ⇒ false | xE ⇒ false | xF ⇒ false ]
+ | xD ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ false | x1 ⇒ false | x2 ⇒ false | x3 ⇒ false
+ | x4 ⇒ false | x5 ⇒ false | x6 ⇒ false | x7 ⇒ false
+ | x8 ⇒ false | x9 ⇒ false | xA ⇒ false | xB ⇒ false
+ | xC ⇒ false | xD ⇒ true | xE ⇒ false | xF ⇒ false ]
+ | xE ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ false | x1 ⇒ false | x2 ⇒ false | x3 ⇒ false
+ | x4 ⇒ false | x5 ⇒ false | x6 ⇒ false | x7 ⇒ false
+ | x8 ⇒ false | x9 ⇒ false | xA ⇒ false | xB ⇒ false
+ | xC ⇒ false | xD ⇒ false | xE ⇒ true | xF ⇒ false ]
+ | xF ⇒
+ match b2 with
+ [ x0 ⇒ false | x1 ⇒ false | x2 ⇒ false | x3 ⇒ false
+ | x4 ⇒ false | x5 ⇒ false | x6 ⇒ false | x7 ⇒ false
+ | x8 ⇒ false | x9 ⇒ false | xA ⇒ false | xB ⇒ false
+ | xC ⇒ false | xD ⇒ false | xE ⇒ false | xF ⇒ true ]].
+
+
+definition eqbyte ≝
+ λb,b'. eqex (bh b) (bh b') ∧ eqex (bl b) (bl b').
-let rec matita_nat_of_coq_nat n ≝
- match n with
- [ OO ⇒ O
- | SS y ⇒ S (matita_nat_of_coq_nat y)
- ].
-coercion cic:/matita/assembly/matita_nat_of_coq_nat.con.
alias num (instance 0) = "natural number".
-*)
-definition byte ≝ nat.
+definition nat_of_exadecimal ≝
+ λb.
+ match b with
+ [ x0 ⇒ 0
+ | x1 ⇒ 1
+ | x2 ⇒ 2
+ | x3 ⇒ 3
+ | x4 ⇒ 4
+ | x5 ⇒ 5
+ | x6 ⇒ 6
+ | x7 ⇒ 7
+ | x8 ⇒ 8
+ | x9 ⇒ 9
+ | x10 ⇒ 10
+ | x11 ⇒ 11
+ | x12 ⇒ 12
+ | x13 ⇒ 13
+ | x14 ⇒ 14
+ | x15 ⇒ 15
+ ].
+
+coercion cic:/matita/assembly/nat_of_exadecimal.con.
+
+definition nat_of_byte ≝ λb:byte. 16*(bh b) + (bl b).
+
+coercion cic:/matita/assembly/nat_of_byte.con.
+
+definition exadecimal_of_nat ≝
+ λb.
+ match b with [ O ⇒ x0 | S b ⇒
+ match b with [ O ⇒ x1 | S b ⇒
+ match b with [ O ⇒ x2 | S b ⇒
+ match b with [ O ⇒ x3 | S b ⇒
+ match b with [ O ⇒ x4 | S b ⇒
+ match b with [ O ⇒ x5 | S b ⇒
+ match b with [ O ⇒ x6 | S b ⇒
+ match b with [ O ⇒ x7 | S b ⇒
+ match b with [ O ⇒ x8 | S b ⇒
+ match b with [ O ⇒ x9 | S b ⇒
+ match b with [ O ⇒ xA | S b ⇒
+ match b with [ O ⇒ xB | S b ⇒
+ match b with [ O ⇒ xC | S b ⇒
+ match b with [ O ⇒ xD | S b ⇒
+ match b with [ O ⇒ xE | S b ⇒
+ match b with [ O ⇒ xF | S b ⇒ x0]]]]]]]]]]]]]]]].
+
+definition byte_of_nat ≝
+ λn. mk_byte (exadecimal_of_nat ((n / 16) \mod 16)) (exadecimal_of_nat (n \mod 16)).
+
+lemma byte_of_nat_nat_of_byte: ∀b. byte_of_nat (nat_of_byte b) = b.
+ intros;
+ elim b;
+ elim e;
+ elim e1;
+ reflexivity.
+qed.
+
+lemma sign_ok: byte_of_nat 257 = mk_byte x0 x1.
+ reflexivity.
+qed.
+
definition addr ≝ nat.
+definition xpred ≝
+ λb.
+ match b with
+ [ x0 ⇒ xF
+ | x1 ⇒ x0
+ | x2 ⇒ x1
+ | x3 ⇒ x2
+ | x4 ⇒ x3
+ | x5 ⇒ x4
+ | x6 ⇒ x5
+ | x7 ⇒ x6
+ | x8 ⇒ x7
+ | x9 ⇒ x8
+ | xA ⇒ x9
+ | xB ⇒ xA
+ | xC ⇒ xB
+ | xD ⇒ xC
+ | xE ⇒ xD
+ | xF ⇒ xE ].
+
+definition bpred ≝
+ λb.
+ match eqex (bl b) x0 with
+ [ true ⇒ mk_byte (xpred (bh b)) (xpred (bl b))
+ | false ⇒ mk_byte (bh b) (xpred (bl b))
+ ].
+
+(* way too slow!
+lemma bpred_pred:
+ ∀b.
+ match eqbyte b (mk_byte x0 x0) with
+ [ true ⇒ nat_of_byte (bpred b) = mk_byte xF xF
+ | false ⇒ nat_of_byte (bpred b) = pred (nat_of_byte b)].
+ intros;
+ elim b;
+ elim e;
+ elim e1;
+ whd;
+ reflexivity.
+qed.
+*)
+
+definition addr_of_byte : byte → addr ≝ λb. nat_of_byte b.
+
+coercion cic:/matita/assembly/addr_of_byte.con.
+
inductive opcode: Type ≝
ADDd: opcode (* 3 clock, 171 *)
| BEQ: opcode (* 3, 55 *)
| LDAd: opcode (* 3, 182 *)
| STAd: opcode. (* 3, 183 *)
-alias num (instance 0) = "natural number".
let rec cycles_of_opcode op : nat ≝
match op with
[ ADDd ⇒ 3
couple: ∀a:A.∀b:B. cartesian_product A B.
definition opcodemap ≝
- [ couple ? ? ADDd 171;
- couple ? ? BEQ 55;
- couple ? ? BRA 48;
- couple ? ? DECd 58;
- couple ? ? LDAi 166;
- couple ? ? LDAd 182;
- couple ? ? STAd 183 ].
+ [ couple ? ? ADDd (mk_byte xA xB);
+ couple ? ? BEQ (mk_byte x3 x7);
+ couple ? ? BRA (mk_byte x3 x0);
+ couple ? ? DECd (mk_byte x3 xA);
+ couple ? ? LDAi (mk_byte xA x6);
+ couple ? ? LDAd (mk_byte xB x6);
+ couple ? ? STAd (mk_byte xB x7) ].
definition opcode_of_byte ≝
λb.
| cons c tl ⇒
match c with
[ couple op n ⇒
- match eqb n b with
+ match eqbyte n b with
[ true ⇒ op
| false ⇒ aux tl
]]]
λop.
let rec aux l ≝
match l with
- [ nil ⇒ 0
+ [ nil ⇒ mk_byte x0 x0
| cons c tl ⇒
match c with
[ couple op' n ⇒
(cic:/matita/assembly/byte_of_opcode.con a).
definition mult_source : list byte ≝
- [#LDAi; 0;
- #STAd; 32; (* 18 = locazione $12 *)
- #LDAd; 31; (* 17 = locazione $11 *)
- #BEQ; 12;
- #LDAd; 18;
- #DECd; 31;
- #ADDd; 30; (* 16 = locazione $10 *)
- #STAd; 32;
- #LDAd; 31;
- #BRA; 246; (* 242 = -14 *)
- #LDAd; 32].
-
-definition mult_source' : list byte.
+ [#LDAi; mk_byte x0 x0;
+ #STAd; mk_byte x2 x0; (* 18 = locazione $12 *)
+ #LDAd; mk_byte x1 xF; (* 17 = locazione $11 *)
+ #BEQ; mk_byte x0 xC;
+ #LDAd; mk_byte x1 x2;
+ #DECd; mk_byte x1 xF;
+ #ADDd; mk_byte x1 xE; (* 16 = locazione $10 *)
+ #STAd; mk_byte x2 x0;
+ #LDAd; mk_byte x1 xF;
+ #BRA; mk_byte xF x2; (* 242 = -14 *)
+ #LDAd; mk_byte x2 x0].
record status : Type ≝ {
acc : byte;
}.
definition mult_status : status ≝
- mk_status 0 0 0 false false (λa:addr. nth ? mult_source 0 a) 0.
+ mk_status (mk_byte x0 x0) 0 0 false false
+ (λa:addr. nth ? mult_source (mk_byte x0 x0) a) 0.
definition update ≝
λf: addr → byte.λa.λv.λx.
[ true ⇒
match opc with
[ ADDd ⇒
- let x ≝ mem s op1 in
+ let x ≝ nat_of_byte (mem s op1) in
let acc' ≝ x + acc s in (* signed!!! *)
- mk_status acc' (2 + pc s) (spc s)
+ mk_status (byte_of_nat acc') (2 + pc s) (spc s)
(eqb O acc') (cf s) (mem s) 0
| BEQ ⇒
mk_status
(mem s)
0
| DECd ⇒
- let x ≝ pred (mem s op1) in (* signed!!! *)
+ let x ≝ bpred (mem s op1) in (* signed!!! *)
let mem' ≝ update (mem s) op1 x in
mk_status (acc s) (2 + pc s) (spc s)
(eqb O x) (cf s) mem' 0 (* check zb!!! *)
| LDAi ⇒
mk_status op1 (2 + pc s) (spc s) (eqb O op1) (cf s) (mem s) 0
| LDAd ⇒
- let x ≝ pred (mem s op1) in
+ let x ≝ bpred (mem s op1) in
mk_status x (2 + pc s) (spc s) (eqb O x) (cf s) (mem s) 0
| STAd ⇒
mk_status (acc s) (2 + pc s) (spc s) (zf s) (cf s)
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