Merge pull request 'xe' (#1) from xe into main
Reviewed-on: https://brooke.vibber.net/git/git/brooke/mandel-6502/pulls/1
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commit
052a19b6aa
2 changed files with 459 additions and 41 deletions
175
imul8xe.s
Normal file
175
imul8xe.s
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,175 @@
|
|||
FR0 = $d4 ; float48
|
||||
PORTB = $d301
|
||||
|
||||
|
||||
EXTENDED_RAM = $4000 ; 16KiB bank on the XE
|
||||
|
||||
; lookup table for top byte -> PORTB value for bank-switch
|
||||
.align 256
|
||||
bankswitch:
|
||||
.repeat 256, i
|
||||
.byte ((i & $c0) >> 5) | $c1
|
||||
.endrepeat
|
||||
|
||||
; 58-77 cycles
|
||||
; clobbers x, y, dest to dest + 3
|
||||
.macro imul8xe dest, arg1, arg2
|
||||
.local done
|
||||
.local output
|
||||
.local ptr
|
||||
|
||||
output = dest
|
||||
ptr = dest + 2 ; scratch space assumed
|
||||
|
||||
; bottom 14 bits except the LSB are the per-bank table index
|
||||
; add $4000 for the bank pointer
|
||||
lda arg1 ; 3 cyc
|
||||
and #$fe ; 2 cyc
|
||||
sta ptr ; 3 cyc
|
||||
lda arg2 ; 3 cyc
|
||||
and #$3f ; 2 cyc
|
||||
clc ; 2 cyc
|
||||
adc #$40 ; 2 cyc
|
||||
sta ptr + 1 ; 3 cyc
|
||||
|
||||
; top 2 bits are the table bank selector
|
||||
ldx arg2 ; 3 cyc
|
||||
lda bank_switch,x ; 4 cyc
|
||||
sta PORTB ; 4 cyc
|
||||
|
||||
|
||||
; copy the entry into output
|
||||
ldy #0 ; 2 cyc
|
||||
lda (ptr),y ; 5 cyc
|
||||
sta output ; 3 cyc
|
||||
iny ; 2 cyc
|
||||
lda (ptr),y ; 5 cyc
|
||||
sta output+1 ; 3 cyc
|
||||
|
||||
; note: we are not restoring memory to save 6 cycles!
|
||||
; this means those 16kb have to be switched back to base RAM
|
||||
; if we need to use them anywhere else
|
||||
;;; restore memory
|
||||
;;lda #$81 ; 2 cyc - disabled
|
||||
;;sta PORTB ; 4 cyc - disabled
|
||||
|
||||
; check that 1 bit we skipped to fit into space
|
||||
lda arg1 ; 3 cyc
|
||||
and #1 ; 2 cyc
|
||||
beq done ; 2 cyc
|
||||
|
||||
; add the second param one last time for the skipped bit
|
||||
clc ; 2 cyc
|
||||
lda arg2 ; 3 cyc
|
||||
adc output ; 3 cyc
|
||||
sta output ; 3 cyc
|
||||
lda #0 ; 2 cyc
|
||||
adc output+1 ; 3 cyc
|
||||
sta output+1 ; 3 cyc
|
||||
|
||||
done:
|
||||
.endmacro
|
||||
|
||||
.macro bank_switch bank
|
||||
lda #((bank << 1) | $c1)
|
||||
sta PORTB
|
||||
.endmacro
|
||||
|
||||
proc imul8xe_init
|
||||
|
||||
; go through the input set, in four 16KB chunks
|
||||
|
||||
arg1 = FR1
|
||||
arg2 = FR2
|
||||
result = FR0
|
||||
|
||||
lda #$00
|
||||
sta arg1
|
||||
sta arg2
|
||||
|
||||
; $00 * $00 -> $3f * $ff
|
||||
bank_switch 0
|
||||
jsr imul8xe_init_section
|
||||
|
||||
; $40 * $00 -> $7f * $ff
|
||||
bank_switch 1
|
||||
jsr imul8xe_init_section
|
||||
|
||||
; $80 * $00 -> $bf * $ff
|
||||
bank_switch 2
|
||||
jsr imul8xe_init_section
|
||||
|
||||
; $c0 * $00 -> $ff * $ff
|
||||
bank_switch 3
|
||||
jsr imul8xe_init_section
|
||||
|
||||
rts
|
||||
endproc
|
||||
|
||||
; Initialize a 16 KB chunk of the table
|
||||
; input: multipliers in temp
|
||||
; output: new multipliers in temp
|
||||
; clobbers: temp, temp2
|
||||
proc imul8xe_init_section
|
||||
arg1 = FR1
|
||||
arg2 = FR2
|
||||
result = FR0
|
||||
ptr = temp2
|
||||
|
||||
lda #$00
|
||||
sta ptr
|
||||
lda #$40
|
||||
sta ptr + 1
|
||||
|
||||
ldx #0
|
||||
ldy #0
|
||||
|
||||
; outer loop: $00 -> $3f
|
||||
outer_loop:
|
||||
|
||||
; reset result to 0
|
||||
lda #0
|
||||
sta result
|
||||
sta result + 1
|
||||
|
||||
; inner loop: $00 -> $ff
|
||||
inner_loop:
|
||||
|
||||
; copy result to data set
|
||||
lda result
|
||||
sta (ptr),y
|
||||
lda result + 1
|
||||
sta (ptr),y
|
||||
|
||||
; result += 2 * arg2
|
||||
clc
|
||||
lda arg2
|
||||
adc result
|
||||
sta result
|
||||
lda #0
|
||||
adc result + 1
|
||||
sta result
|
||||
lda arg2
|
||||
adc result
|
||||
sta result
|
||||
lda #0
|
||||
adc result + 1
|
||||
sta result
|
||||
|
||||
; inner loop check
|
||||
inc arg1
|
||||
inc arg1
|
||||
inc ptr
|
||||
inc ptr
|
||||
bne inner_loop
|
||||
|
||||
; outer loop check
|
||||
inc arg2
|
||||
inc ptr + 1
|
||||
lda ptr + 1
|
||||
cmp #$40
|
||||
bne outer_loop
|
||||
|
||||
rts
|
||||
|
||||
endproc
|
||||
325
mandel.s
325
mandel.s
|
|
@ -74,6 +74,9 @@ width = 160
|
|||
half_width = width >> 1
|
||||
stride = width >> 2
|
||||
|
||||
EXTENDED_RAM = $4000 ; 16KiB bank on the XE
|
||||
PORTB = $D301 ; memory & bank-switch for XL/XE
|
||||
|
||||
DMACTL = $D400
|
||||
DLISTL = $D402
|
||||
DLISTH = $D403
|
||||
|
|
@ -344,14 +347,6 @@ fill_masks:
|
|||
neg 4, arg
|
||||
.endmacro
|
||||
|
||||
; 518 - 828 cyc
|
||||
.macro imul16 dest, arg1, arg2
|
||||
copy16 FR0, arg1 ; 12 cyc
|
||||
copy16 FR1, arg2 ; 12 cyc
|
||||
jsr imul16_func ; 470-780 cyc
|
||||
copy32 dest, FR2 ; 24 cyc
|
||||
.endmacro
|
||||
|
||||
.macro shift_round_16 arg, shift
|
||||
.repeat shift
|
||||
shl32 arg
|
||||
|
|
@ -362,7 +357,7 @@ fill_masks:
|
|||
.macro imul16_round dest, arg1, arg2, shift
|
||||
copy16 FR0, arg1 ; 12 cyc
|
||||
copy16 FR1, arg2 ; 12 cyc
|
||||
jsr imul16_func ; 470-780 cyc
|
||||
jsr imul16_func ; ? cyc
|
||||
shift_round_16 FR2, shift
|
||||
copy16 dest, FR2 + 2 ; 12 cyc
|
||||
.endmacro
|
||||
|
|
@ -372,54 +367,259 @@ fill_masks:
|
|||
.local under256
|
||||
.local next
|
||||
.local small_product
|
||||
; circa 92 cycles? this doesn't seem right
|
||||
; 81-92 cycles
|
||||
.scope
|
||||
mul_factor_a = arg1
|
||||
mul_factor_x = arg2
|
||||
mul_product_lo = dest
|
||||
mul_product_hi = dest + 1
|
||||
|
||||
lda mul_factor_a ; setup: 6 cycles
|
||||
;ldx mul_factor_x
|
||||
lda mul_factor_a ; 3 cyc
|
||||
|
||||
clc ; (a + x)^2/2: 23 cycles
|
||||
adc mul_factor_x
|
||||
tax
|
||||
bcc under256
|
||||
lda mul_hibyte512,x
|
||||
bcs next
|
||||
; (a + x)^2/2
|
||||
clc ; 2 cyc
|
||||
adc mul_factor_x ; 3 cyc
|
||||
tax ; 2 cyc
|
||||
bcc under256 ; 2 cyc
|
||||
lda mul_hibyte512,x ; 4 cyc
|
||||
bcs next ; 2 cyc
|
||||
under256:
|
||||
lda mul_hibyte256,x
|
||||
sec
|
||||
lda mul_hibyte256,x ; 4 cyc
|
||||
sec ; 2 cyc
|
||||
next:
|
||||
sta mul_product_hi
|
||||
lda mul_lobyte256,x
|
||||
sta mul_product_hi ; 3 cyc
|
||||
lda mul_lobyte256,x ; 4 cyc
|
||||
|
||||
ldx mul_factor_a ; - a^2/2: 20 cycles
|
||||
sbc mul_lobyte256,x
|
||||
sta mul_product_lo
|
||||
lda mul_product_hi
|
||||
sbc mul_hibyte256,x
|
||||
sta mul_product_hi
|
||||
; - a^2/2
|
||||
ldx mul_factor_a ; 3 cyc
|
||||
sbc mul_lobyte256,x ; 4 cyc
|
||||
sta mul_product_lo ; 3 cyc
|
||||
lda mul_product_hi ; 3 cyc
|
||||
sbc mul_hibyte256,x ; 4 cyc
|
||||
sta mul_product_hi ; 3 cyc
|
||||
|
||||
ldx mul_factor_x ; + x & a & 1: 22 cycles
|
||||
txa ; (this is a kludge to correct a
|
||||
and mul_factor_a ; roundoff error that makes odd * odd too low)
|
||||
and #1
|
||||
; + x & a & 1:
|
||||
; (this is a kludge to correct a
|
||||
; roundoff error that makes odd * odd too low)
|
||||
ldx mul_factor_x ; 3 cyc
|
||||
txa ; 2 cyc
|
||||
and mul_factor_a ; 3 cyc
|
||||
and #1 ; 2 cyc
|
||||
|
||||
clc
|
||||
adc mul_product_lo
|
||||
bcc small_product
|
||||
inc mul_product_hi
|
||||
clc ; 2 cyc
|
||||
adc mul_product_lo ; 3 cyc
|
||||
bcc small_product ; 2 cyc
|
||||
inc mul_product_hi ; 5 cyc
|
||||
|
||||
; - x^2/2
|
||||
small_product:
|
||||
sec ; - x^2/2: 25 cycles
|
||||
sbc mul_lobyte256,x
|
||||
sta mul_product_lo
|
||||
lda mul_product_hi
|
||||
sbc mul_hibyte256,x
|
||||
sta mul_product_hi
|
||||
sec ; 2 cyc
|
||||
sbc mul_lobyte256,x ; 4 cyc
|
||||
sta mul_product_lo ; 3 cyc
|
||||
lda mul_product_hi ; 3 cyc
|
||||
sbc mul_hibyte256,x ; 4 cyc
|
||||
sta mul_product_hi ; 3 cyc
|
||||
.endscope
|
||||
.endmacro
|
||||
|
||||
; lookup table for top byte -> PORTB value for bank-switch
|
||||
;.align 256 ; warning - if not aligned this will cost an extra cycle sometimes
|
||||
bank_switch_table:
|
||||
.repeat 256, i
|
||||
.byte ((i & $c0) >> 4) | $e1
|
||||
.endrepeat
|
||||
|
||||
.macro bank_switch bank
|
||||
lda #((bank << 2) | $e1)
|
||||
sta PORTB
|
||||
.endmacro
|
||||
|
||||
|
||||
; 58-77 cycles
|
||||
; clobbers x, y, dest to dest + 3
|
||||
.macro imul8xe dest, arg1, arg2
|
||||
.local done
|
||||
.local output
|
||||
.local ptr
|
||||
|
||||
output = dest
|
||||
ptr = dest + 2 ; scratch space assumed
|
||||
|
||||
; bottom 14 bits except the LSB are the per-bank table index
|
||||
; add $4000 for the bank pointer
|
||||
lda arg1 ; 3 cyc
|
||||
and #$fe ; 2 cyc
|
||||
sta ptr ; 3 cyc
|
||||
lda arg2 ; 3 cyc
|
||||
and #$3f ; 2 cyc
|
||||
clc ; 2 cyc
|
||||
adc #$40 ; 2 cyc
|
||||
sta ptr + 1 ; 3 cyc
|
||||
|
||||
; top 2 bits are the table bank selector
|
||||
ldx arg2 ; 3 cyc
|
||||
lda bank_switch_table,x ; 4 cyc
|
||||
sta PORTB ; 4 cyc
|
||||
|
||||
|
||||
; copy the entry into output
|
||||
ldy #0 ; 2 cyc
|
||||
lda (ptr),y ; 5 cyc
|
||||
sta output ; 3 cyc
|
||||
iny ; 2 cyc
|
||||
lda (ptr),y ; 5 cyc
|
||||
sta output+1 ; 3 cyc
|
||||
|
||||
; note: we are not restoring memory to save 6 cycles!
|
||||
; this means those 16kb have to be switched back to base RAM
|
||||
; if we need to use them anywhere else
|
||||
;;; restore memory
|
||||
;;lda #$81 ; 2 cyc - disabled
|
||||
;;sta PORTB ; 4 cyc - disabled
|
||||
|
||||
; check that 1 bit we skipped to fit into space
|
||||
lda arg1 ; 3 cyc
|
||||
and #1 ; 2 cyc
|
||||
beq done ; 2 cyc
|
||||
|
||||
; add the second param one last time for the skipped bit
|
||||
clc ; 2 cyc
|
||||
lda arg2 ; 3 cyc
|
||||
adc output ; 3 cyc
|
||||
sta output ; 3 cyc
|
||||
lda #0 ; 2 cyc
|
||||
adc output+1 ; 3 cyc
|
||||
sta output+1 ; 3 cyc
|
||||
|
||||
done:
|
||||
.endmacro
|
||||
|
||||
.proc imul8xe_init
|
||||
|
||||
bank_switch 0
|
||||
lda #0
|
||||
sta EXTENDED_RAM
|
||||
bank_switch 1
|
||||
lda #1
|
||||
sta EXTENDED_RAM
|
||||
bank_switch 0
|
||||
lda EXTENDED_RAM
|
||||
beq init
|
||||
|
||||
; no bank switching available, we just overwrite the value in base ram
|
||||
rts
|
||||
|
||||
init:
|
||||
|
||||
; patch imul16_func into a forwarding thunk to imul16xe_func
|
||||
lda #$4c ; 'jmp' opcode
|
||||
sta imul16_func
|
||||
lda #.lobyte(imul16xe_func)
|
||||
sta imul16_func + 1
|
||||
lda #.hibyte(imul16xe_func)
|
||||
sta imul16_func + 2
|
||||
|
||||
; create the lookup table
|
||||
; go through the input set, in four 16KB chunks
|
||||
|
||||
arg1 = FR1
|
||||
arg2 = FR2
|
||||
result = FR0
|
||||
|
||||
lda #$00
|
||||
sta arg1
|
||||
sta arg2
|
||||
|
||||
; $00 * $00 -> $3f * $ff
|
||||
bank_switch 0
|
||||
jsr imul8xe_init_section
|
||||
|
||||
; $40 * $00 -> $7f * $ff
|
||||
bank_switch 1
|
||||
jsr imul8xe_init_section
|
||||
|
||||
; $80 * $00 -> $bf * $ff
|
||||
bank_switch 2
|
||||
jsr imul8xe_init_section
|
||||
|
||||
; $c0 * $00 -> $ff * $ff
|
||||
bank_switch 3
|
||||
jsr imul8xe_init_section
|
||||
|
||||
rts
|
||||
.endproc
|
||||
|
||||
; Initialize a 16 KB chunk of the table
|
||||
; input: multipliers in temp
|
||||
; output: new multipliers in temp
|
||||
; clobbers: temp, temp2
|
||||
.proc imul8xe_init_section
|
||||
arg1 = FR1
|
||||
arg2 = FR2
|
||||
result = FR0
|
||||
ptr = temp2
|
||||
|
||||
lda #$00
|
||||
sta ptr
|
||||
lda #$40
|
||||
sta ptr + 1
|
||||
|
||||
ldy #0
|
||||
|
||||
; outer loop: $00 -> $3f
|
||||
outer_loop:
|
||||
|
||||
; reset result to 0
|
||||
lda #0
|
||||
sta result
|
||||
sta result + 1
|
||||
|
||||
; inner loop: $00 -> $ff
|
||||
inner_loop:
|
||||
|
||||
; copy result to data set
|
||||
lda result
|
||||
sta (ptr),y
|
||||
lda result + 1
|
||||
iny
|
||||
sta (ptr),y
|
||||
dey
|
||||
|
||||
; result += 2 * arg2
|
||||
clc
|
||||
lda arg2
|
||||
adc result
|
||||
sta result
|
||||
lda #0
|
||||
adc result + 1
|
||||
sta result + 1
|
||||
clc
|
||||
lda arg2
|
||||
adc result
|
||||
sta result
|
||||
lda #0
|
||||
adc result + 1
|
||||
sta result + 1
|
||||
|
||||
; inner loop check
|
||||
inc arg1
|
||||
inc arg1
|
||||
inc ptr
|
||||
inc ptr
|
||||
bne inner_loop
|
||||
|
||||
; outer loop check
|
||||
inc arg2
|
||||
inc ptr + 1
|
||||
lda ptr + 1
|
||||
cmp #$80
|
||||
bne outer_loop
|
||||
|
||||
rts
|
||||
|
||||
.endproc
|
||||
|
||||
.proc imul16_func
|
||||
arg1 = FR0 ; 16-bit arg (clobbered)
|
||||
arg2 = FR1 ; 16-bit arg (clobbered)
|
||||
|
|
@ -461,6 +661,47 @@ arg2_pos:
|
|||
rts ; 6 cyc
|
||||
.endproc
|
||||
|
||||
.proc imul16xe_func
|
||||
arg1 = FR0 ; 16-bit arg (clobbered)
|
||||
arg2 = FR1 ; 16-bit arg (clobbered)
|
||||
result = FR2 ; 32-bit result
|
||||
inter = temp2
|
||||
|
||||
; h1l1 * h2l2
|
||||
; (h1*256 + l1) * (h2*256 + l2)
|
||||
; h1*256*(h2*256 + l2) + l1*(h2*256 + l2)
|
||||
; h1*h2*256*256 + h1*l2*256 + h2*l1*256 + l1*l2
|
||||
|
||||
imul8xe result, arg1, arg2
|
||||
lda #0
|
||||
sta result + 2
|
||||
sta result + 3
|
||||
|
||||
imul8xe inter, arg1 + 1, arg2
|
||||
add16 result + 1, result + 1, inter
|
||||
add_carry result + 3
|
||||
|
||||
imul8xe inter, arg1, arg2 + 1
|
||||
add16 result + 1, result + 1, inter
|
||||
add_carry result + 3
|
||||
|
||||
imul8xe inter, arg1 + 1, arg2 + 1
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add16 result + 2, result + 2, inter
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; In case of negative inputs, adjust high word
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; https://stackoverflow.com/a/28827013
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lda arg1 + 1
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bpl arg1_pos
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sub16 result + 2, result + 2, arg2
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arg1_pos:
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lda arg2 + 1
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bpl arg2_pos
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sub16 result + 2, result + 2, arg1
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arg2_pos:
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rts ; 6 cyc
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.endproc
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.macro round16 arg
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; Round top 16 bits of 32-bit fixed-point number in-place
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.local increment
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@ -966,6 +1207,8 @@ zero_byte_loop:
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.proc start
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jsr imul8xe_init
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; ox = 0; oy = 0; zoom = 0
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; count_frames = 0; count_pixels = 0
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lda #0
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