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b826af0205
commit
83b7698180
GPG key ID:
DAF7821E067D9C48
2 changed files with 507 additions and 0 deletions
432
c64/math.asm
Normal file
432
c64/math.asm
Normal file
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@ -0,0 +1,432 @@
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.const T1=$03
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.const T2=$fd
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.const PRODUCT=$22
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// Description: Unsigned 8-bit multiplication with unsigned 16-bit result.
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//
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// Input: 8-bit unsigned value in T1
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||||||
|
// 8-bit unsigned value in T2
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|
// Carry=0: Re-use T1 from previous multiplication (faster)
|
||||||
|
// Carry=1: Set T1 (slower)
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||||||
|
//
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||||||
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// Output: 16-bit unsigned value in PRODUCT
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//
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||||||
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// Clobbered: PRODUCT, X, A, C
|
||||||
|
//
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||||||
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// Allocation setup: T1,T2 and PRODUCT preferably on Zero-page.
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||||||
|
// square1_lo, square1_hi, square2_lo, square2_hi must be
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||||||
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// page aligned. Each table are 512 bytes. Total 2kb.
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||||||
|
//
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||||||
|
// Table generation: I:0..511
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||||||
|
// square1_lo = <((I*I)/4)
|
||||||
|
// square1_hi = >((I*I)/4)
|
||||||
|
// square2_lo = <(((I-255)*(I-255))/4)
|
||||||
|
// square2_hi = >(((I-255)*(I-255))/4)
|
||||||
|
multiply_8bit_unsigned:
|
||||||
|
bcc !+
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||||||
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lda T1
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||||||
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sta sm1+1
|
||||||
|
sta sm3+1
|
||||||
|
eor #$ff
|
||||||
|
sta sm2+1
|
||||||
|
sta sm4+1
|
||||||
|
!:
|
||||||
|
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||||||
|
ldx T2
|
||||||
|
sec
|
||||||
|
sm1: lda square1_lo,x
|
||||||
|
sm2: sbc square2_lo,x
|
||||||
|
sta PRODUCT+0
|
||||||
|
sm3: lda square1_hi,x
|
||||||
|
sm4: sbc square2_hi,x
|
||||||
|
sta PRODUCT+1
|
||||||
|
|
||||||
|
rts
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// Description: Signed 8-bit multiplication with signed 16-bit result.
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Input: 8-bit signed value in T1
|
||||||
|
// 8-bit signed value in T2
|
||||||
|
// Carry=0: Re-use T1 from previous multiplication (faster)
|
||||||
|
// Carry=1: Set T1 (slower)
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Output: 16-bit signed value in PRODUCT
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||||||
|
//
|
||||||
|
// Clobbered: PRODUCT, X, A, C
|
||||||
|
multiply_8bit_signed:
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||||||
|
jsr multiply_8bit_unsigned
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||||||
|
|
||||||
|
// Apply sign (See C=Hacking16 for details).
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lda T1
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||||||
|
bpl !+
|
||||||
|
sec
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||||||
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lda PRODUCT+1
|
||||||
|
sbc T2
|
||||||
|
sta PRODUCT+1
|
||||||
|
!:
|
||||||
|
lda T2
|
||||||
|
bpl !+
|
||||||
|
sec
|
||||||
|
lda PRODUCT+1
|
||||||
|
sbc T1
|
||||||
|
sta PRODUCT+1
|
||||||
|
!:
|
||||||
|
|
||||||
|
rts
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// Description: Unsigned 16-bit multiplication with unsigned 32-bit result.
|
||||||
|
//
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||||||
|
// Input: 16-bit unsigned value in T1
|
||||||
|
// 16-bit unsigned value in T2
|
||||||
|
// Carry=0: Re-use T1 from previous multiplication (faster)
|
||||||
|
// Carry=1: Set T1 (slower)
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Output: 32-bit unsigned value in PRODUCT
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Clobbered: PRODUCT, X, A, C
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Allocation setup: T1,T2 and PRODUCT preferably on Zero-page.
|
||||||
|
// square1_lo, square1_hi, square2_lo, square2_hi must be
|
||||||
|
// page aligned. Each table are 512 bytes. Total 2kb.
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Table generation: I:0..511
|
||||||
|
// square1_lo = <((I*I)/4)
|
||||||
|
// square1_hi = >((I*I)/4)
|
||||||
|
// square2_lo = <(((I-255)*(I-255))/4)
|
||||||
|
// square2_hi = >(((I-255)*(I-255))/4)
|
||||||
|
multiply_16bit_unsigned:
|
||||||
|
// <T1 * <T2 = AAaa
|
||||||
|
// <T1 * >T2 = BBbb
|
||||||
|
// >T1 * <T2 = CCcc
|
||||||
|
// >T1 * >T2 = DDdd
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// AAaa
|
||||||
|
// BBbb
|
||||||
|
// CCcc
|
||||||
|
// + DDdd
|
||||||
|
// ----------
|
||||||
|
// PRODUCT!
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||||||
|
|
||||||
|
// Setup T1 if changed
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||||||
|
bcc !+
|
||||||
|
lda T1+0
|
||||||
|
sta sm1a+1
|
||||||
|
sta sm3a+1
|
||||||
|
sta sm5a+1
|
||||||
|
sta sm7a+1
|
||||||
|
eor #$ff
|
||||||
|
sta sm2a+1
|
||||||
|
sta sm4a+1
|
||||||
|
sta sm6a+1
|
||||||
|
sta sm8a+1
|
||||||
|
lda T1+1
|
||||||
|
sta sm1b+1
|
||||||
|
sta sm3b+1
|
||||||
|
sta sm5b+1
|
||||||
|
sta sm7b+1
|
||||||
|
eor #$ff
|
||||||
|
sta sm2b+1
|
||||||
|
sta sm4b+1
|
||||||
|
sta sm6b+1
|
||||||
|
sta sm8b+1
|
||||||
|
!:
|
||||||
|
|
||||||
|
// Perform <T1 * <T2 = AAaa
|
||||||
|
ldx T2+0
|
||||||
|
sec
|
||||||
|
sm1a: lda square1_lo,x
|
||||||
|
sm2a: sbc square2_lo,x
|
||||||
|
sta PRODUCT+0
|
||||||
|
sm3a: lda square1_hi,x
|
||||||
|
sm4a: sbc square2_hi,x
|
||||||
|
sta _AA+1
|
||||||
|
|
||||||
|
// Perform >T1_hi * <T2 = CCcc
|
||||||
|
sec
|
||||||
|
sm1b: lda square1_lo,x
|
||||||
|
sm2b: sbc square2_lo,x
|
||||||
|
sta _cc+1
|
||||||
|
sm3b: lda square1_hi,x
|
||||||
|
sm4b: sbc square2_hi,x
|
||||||
|
sta _CC+1
|
||||||
|
|
||||||
|
// Perform <T1 * >T2 = BBbb
|
||||||
|
ldx T2+1
|
||||||
|
sec
|
||||||
|
sm5a: lda square1_lo,x
|
||||||
|
sm6a: sbc square2_lo,x
|
||||||
|
sta _bb+1
|
||||||
|
sm7a: lda square1_hi,x
|
||||||
|
sm8a: sbc square2_hi,x
|
||||||
|
sta _BB+1
|
||||||
|
|
||||||
|
// Perform >T1 * >T2 = DDdd
|
||||||
|
sec
|
||||||
|
sm5b: lda square1_lo,x
|
||||||
|
sm6b: sbc square2_lo,x
|
||||||
|
sta _dd+1
|
||||||
|
sm7b: lda square1_hi,x
|
||||||
|
sm8b: sbc square2_hi,x
|
||||||
|
sta PRODUCT+3
|
||||||
|
|
||||||
|
// Add the separate multiplications together
|
||||||
|
clc
|
||||||
|
_AA: lda #0
|
||||||
|
_bb: adc #0
|
||||||
|
sta PRODUCT+1
|
||||||
|
_BB: lda #0
|
||||||
|
_CC: adc #0
|
||||||
|
sta PRODUCT+2
|
||||||
|
bcc !+
|
||||||
|
inc PRODUCT+3
|
||||||
|
clc
|
||||||
|
!:
|
||||||
|
_cc: lda #0
|
||||||
|
adc PRODUCT+1
|
||||||
|
sta PRODUCT+1
|
||||||
|
_dd: lda #0
|
||||||
|
adc PRODUCT+2
|
||||||
|
sta PRODUCT+2
|
||||||
|
bcc !+
|
||||||
|
inc PRODUCT+3
|
||||||
|
!:
|
||||||
|
|
||||||
|
rts
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// Description: Signed 16-bit multiplication with signed 32-bit result.
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Input: 16-bit signed value in T1
|
||||||
|
// 16-bit signed value in T2
|
||||||
|
// Carry=0: Re-use T1 from previous multiplication (faster)
|
||||||
|
// Carry=1: Set T1 (slower)
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Output: 32-bit signed value in PRODUCT
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Clobbered: PRODUCT, X, A, C
|
||||||
|
multiply_16bit_signed:
|
||||||
|
jsr multiply_16bit_unsigned
|
||||||
|
|
||||||
|
// Apply sign (See C=Hacking16 for details).
|
||||||
|
lda T1+1
|
||||||
|
bpl !+
|
||||||
|
sec
|
||||||
|
lda PRODUCT+2
|
||||||
|
sbc T2+0
|
||||||
|
sta PRODUCT+2
|
||||||
|
lda PRODUCT+3
|
||||||
|
sbc T2+1
|
||||||
|
sta PRODUCT+3
|
||||||
|
!:
|
||||||
|
lda T2+1
|
||||||
|
bpl !+
|
||||||
|
sec
|
||||||
|
lda PRODUCT+2
|
||||||
|
sbc T1+0
|
||||||
|
sta PRODUCT+2
|
||||||
|
lda PRODUCT+3
|
||||||
|
sbc T1+1
|
||||||
|
sta PRODUCT+3
|
||||||
|
!:
|
||||||
|
|
||||||
|
rts
|
||||||
|
|
||||||
|
generate_multiplication_tables:
|
||||||
|
ldx #0
|
||||||
|
txa
|
||||||
|
.byte $c9
|
||||||
|
!lb1:
|
||||||
|
tya
|
||||||
|
adc #0
|
||||||
|
!ml1:
|
||||||
|
sta square1_hi, x
|
||||||
|
tay
|
||||||
|
cmp #$40
|
||||||
|
txa
|
||||||
|
ror
|
||||||
|
!ml9:
|
||||||
|
adc #0
|
||||||
|
sta !ml9- + 1
|
||||||
|
inx
|
||||||
|
!ml0:
|
||||||
|
sta square1_lo, x
|
||||||
|
bne !lb1-
|
||||||
|
inc !ml0- + 2
|
||||||
|
inc !ml1- + 2
|
||||||
|
clc
|
||||||
|
iny
|
||||||
|
bne !lb1-
|
||||||
|
|
||||||
|
ldx #$00
|
||||||
|
ldy #$ff
|
||||||
|
!:
|
||||||
|
lda square1_hi + 1, x
|
||||||
|
sta square2_hi + $0100, x
|
||||||
|
lda square1_hi, x
|
||||||
|
sta square2_hi, y
|
||||||
|
lda square1_lo + 1, x
|
||||||
|
sta square2_lo + $0100, x
|
||||||
|
lda square1_lo, x
|
||||||
|
sta square2_lo, y
|
||||||
|
dey
|
||||||
|
inx
|
||||||
|
|
||||||
|
bne !-
|
||||||
|
|
||||||
|
rts
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// udivmod32
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// TODO consistent name
|
||||||
|
// TODO document input, output, destroyed
|
||||||
|
//
|
||||||
|
.const udivmod32_dividend = $10 // 11,12,13
|
||||||
|
.const udivmod32_divisor = $14 // 15,16,17
|
||||||
|
.const udivmod32_result = $18 // 19,1a,1b
|
||||||
|
.const udivmod32_remainder = $1c // 1d,1e,1f
|
||||||
|
|
||||||
|
.const scaled_divisor = $20 // ..23
|
||||||
|
.const multiple = $28 // ..2b
|
||||||
|
.const temp = $2b // ..2f
|
||||||
|
udivmod32:
|
||||||
|
// if (divisor == 0) {
|
||||||
|
lda udivmod32_divisor + 0
|
||||||
|
bne !+
|
||||||
|
lda udivmod32_divisor + 1
|
||||||
|
bne !+
|
||||||
|
lda udivmod32_divisor + 2
|
||||||
|
bne !+
|
||||||
|
lda udivmod32_divisor + 3
|
||||||
|
bne !+
|
||||||
|
|
||||||
|
// return 0;
|
||||||
|
rts
|
||||||
|
!:
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
|
||||||
|
// uint32_t scaled_divisor = divisor;
|
||||||
|
lda udivmod32_divisor + 0
|
||||||
|
sta scaled_divisor + 0
|
||||||
|
lda udivmod32_divisor + 1
|
||||||
|
sta scaled_divisor + 1
|
||||||
|
lda udivmod32_divisor + 2
|
||||||
|
sta scaled_divisor + 2
|
||||||
|
lda udivmod32_divisor + 3
|
||||||
|
sta scaled_divisor + 3
|
||||||
|
|
||||||
|
// remainder = dividend;
|
||||||
|
lda udivmod32_dividend + 0
|
||||||
|
sta udivmod32_remainder + 0
|
||||||
|
lda udivmod32_dividend + 0
|
||||||
|
sta udivmod32_remainder + 0
|
||||||
|
lda udivmod32_dividend + 0
|
||||||
|
sta udivmod32_remainder + 0
|
||||||
|
lda udivmod32_dividend + 0
|
||||||
|
sta udivmod32_remainder + 0
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// uint32_t multiple = 1;
|
||||||
|
lda #1
|
||||||
|
sta multiple + 0
|
||||||
|
lda #0
|
||||||
|
sta multiple + 1
|
||||||
|
sta multiple + 2
|
||||||
|
sta multiple + 3
|
||||||
|
|
||||||
|
// uint32_t result = 0;
|
||||||
|
sta result + 0
|
||||||
|
sta result + 1
|
||||||
|
sta result + 2
|
||||||
|
sta result + 3
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// while (scaled_divisor < dividend) {
|
||||||
|
!while_start:
|
||||||
|
sec
|
||||||
|
lda scaled_divisor + 0
|
||||||
|
sbc dividend + 0
|
||||||
|
lda scaled_divisor + 1
|
||||||
|
sbc dividend + 1
|
||||||
|
lda scaled_divisor + 2
|
||||||
|
sbc dividend + 2
|
||||||
|
lda scaled_divisor + 3
|
||||||
|
sbc dividend + 3
|
||||||
|
bcs !while_end+
|
||||||
|
|
||||||
|
// scaled_divisor <<= 1
|
||||||
|
asl scaled_divisor + 0
|
||||||
|
rol scaled_divisor + 1
|
||||||
|
rol scaled_divisor + 2
|
||||||
|
rol scaled_divisor + 3
|
||||||
|
|
||||||
|
// multiple <<= 1
|
||||||
|
asl multiple + 0
|
||||||
|
rol multiple + 1
|
||||||
|
rol multiple + 2
|
||||||
|
rol multiple + 3
|
||||||
|
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
jmp !while_start-
|
||||||
|
!while_end:
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// do {
|
||||||
|
!do_start:
|
||||||
|
// if (remainder >= scaled_divisor) {
|
||||||
|
sec
|
||||||
|
lda udivmod32_remainder + 0
|
||||||
|
sbc scaled_divisor + 0
|
||||||
|
sta temp + 0
|
||||||
|
lda udivmod32_remainder + 1
|
||||||
|
sbc scaled_divisor + 1
|
||||||
|
sta temp + 1
|
||||||
|
lda udivmod32_remainder + 2
|
||||||
|
sbc scaled_divisor + 2
|
||||||
|
sta temp + 2
|
||||||
|
lda udivmod32_remainder + 3
|
||||||
|
sbc scaled_divisor + 3
|
||||||
|
sta temp + 3
|
||||||
|
bcc !if_end+
|
||||||
|
|
||||||
|
// remain -= scaled_divisor;
|
||||||
|
lda temp + 0
|
||||||
|
sta udivmod32_remainder + 0
|
||||||
|
lda temp + 1
|
||||||
|
sta udivmod32_remainder + 1
|
||||||
|
lda temp + 2
|
||||||
|
sta udivmod32_remainder + 2
|
||||||
|
lda temp + 3
|
||||||
|
sta udivmod32_remainder + 3
|
||||||
|
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
!if_end
|
||||||
|
|
||||||
|
// scaled_divisor >>= 1;
|
||||||
|
lsr scaled_divisor + 3
|
||||||
|
ror scaled_divisor + 2
|
||||||
|
ror scaled_divisor + 1
|
||||||
|
ror scaled_divisor + 0
|
||||||
|
|
||||||
|
// multiple >>= 1;
|
||||||
|
lsr multiple + 3
|
||||||
|
ror multiple + 2
|
||||||
|
ror multiple + 1
|
||||||
|
ror multiple + 0
|
||||||
|
|
||||||
|
lda multiple + 0
|
||||||
|
bne !do_start
|
||||||
|
lda multiple + 1
|
||||||
|
bne !do_start
|
||||||
|
lda multiple + 2
|
||||||
|
bne !do_start
|
||||||
|
lda multiple + 3
|
||||||
|
bne !do_start
|
||||||
|
// } while (multiple != 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
rts
|
||||||
|
|
||||||
75
c64/math.inc
75
c64/math.inc
|
|
@ -27,6 +27,35 @@
|
||||||
ror cursor_pointer_lo
|
ror cursor_pointer_lo
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// u16_div10
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// Divides an unsigned 16-bit integer by 10.
|
||||||
|
//
|
||||||
|
// d = n * (1 / 10)
|
||||||
|
// = floor(n * floor(65536 / 10) / 65536)
|
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// = floor(n * 6553 / 65536)
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// = floor(n * 6553 >> 16)
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//
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// Input:
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// - $03..$04 - 16-bit unsigned value
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// - Generated multiplication table
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//
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// Output:
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// - $24..$25 - 16-bit unsigned result
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//
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// Destroys: a, x, $22..$25, $fd, $fe
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//
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.macro u16_div10() {
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lda #$19
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sta $fe
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||||||
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lda #$99
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||||||
|
sta $fd
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||||||
|
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||||||
|
sec
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||||||
|
jsr multiply_16bit_unsigned
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||||||
|
}
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||||||
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||||||
.macro i8_mul5_a() {
|
.macro i8_mul5_a() {
|
||||||
sta zp_temp
|
sta zp_temp
|
||||||
asl
|
asl
|
||||||
|
|
@ -92,3 +121,49 @@
|
||||||
lda #1
|
lda #1
|
||||||
i16_i8_add_a(lo, hi)
|
i16_i8_add_a(lo, hi)
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
.macro i16_i16_sub_imm(dst_lo, dst_hi, src_lo, src_hi, imm) {
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||||||
|
sec
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||||||
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|
||||||
|
lda src_lo
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||||||
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sbc #<imm
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||||||
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sta dst_lo
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||||||
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|
||||||
|
lda src_hi
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||||||
|
sbc #>imm
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||||||
|
sta dst_hi
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||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
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// Destroys: a
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.macro i16_i16_sub(dst_lo, dst_hi, a_lo, a_hi, b_lo, b_hi) {
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|
sec
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||||||
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|
||||||
|
lda a_lo
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||||||
|
sbc b_lo
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||||||
|
sta dst_lo
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||||||
|
lda a_hi
|
||||||
|
sbc b_hi
|
||||||
|
sta dst_hi
|
||||||
|
}
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||||||
|
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||||||
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.macro i16_imm_i16_sub(dst_lo, dst_hi, imm, src_lo, src_hi) {
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||||||
|
lda src_lo
|
||||||
|
eor #$ff
|
||||||
|
sec
|
||||||
|
adc #<imm
|
||||||
|
sta dst_lo
|
||||||
|
|
||||||
|
lda src_hi
|
||||||
|
eor #$ff
|
||||||
|
adc #>imm
|
||||||
|
sta dst_hi
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
.macro i16_i16_cmp_bne(a_lo, a_hi, b_lo, b_hi, target) {
|
||||||
|
lda a_lo
|
||||||
|
cmp b_lo
|
||||||
|
bne target
|
||||||
|
lda a_hi
|
||||||
|
cmp b_hi
|
||||||
|
bne target
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
|
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