GBDK 编译器中的二次幂乘法错误

Question

我目前正在开发一个 gameboy 模拟器，为了测试我的模拟器的正确性，我正在使用 GBDK 为我的模拟器编译 c 程序。

我注意到编译器（正如预期的那样）通过旋转优化了与常量的乘法，这些常量是 2 的幂。然而，对于给定的功率，它似乎不会产生正确的旋转量。

例如下面这个非常简单的程序：

#include <gb/gb.h>

unsigned char one() { return 1; }

void main()
{
    unsigned char r;

    // Force compiler to generate muliplication by deferring the '1'
    r = one() * 32;

    // Store result somewhere
    *((unsigned char*)(0xFFFE)) = r;
}

生成以下程序集：

___main_start:
_main:
    push    bc
;   reproduce.c 14
; genCall
    call    _one
    ld  c,e
; genLeftShift
    ld  a,c
    rr  a
    rr  a
    rr  a
    and a,#0xE0
    ld  c,a
;   reproduce.c 16
; genAssign
    ld  de,#0xFFFE
; genAssign (pointer)
    ld  a,c
    ld  (de),a
; genLabel
00101$:
; genEndFunction
    pop bc
    ret
___main_end:
    .area _CODE

这对我来说似乎是不正确的，因为 RR 指令实际上循环通过进位标志，有效地使其成为 9 位循环。这意味着应该有一个额外的旋转来产生正确的结果而不是当前（0x40）错误的结果。

可视化：

Start: A = 00000001 Carry = 0
RR A:  A = 00000000 Carry = 1
RR A:  A = 10000000 Carry = 0
RR A:  A = 01000000 Carry = 0 <- WRONG!

谁能证实这确实是GBDK自带的SDCC编译器的bug？我也对旋转后的和指令的使用感兴趣。

使用来自 sourceforge 的 windows 的最新 (3-2.93) GBDK 版本。

Answer 1

这不是您的模拟器的错误——我测试过的其他模拟器也为以下代码提供 64：

#include <stdio.h>

unsigned char one() { return 1; }

void main()
{
    unsigned int r;

    // Force compiler to generate multiplication by deferring the '1'
    r = one() * 32;

    printf("1 * 32 = %u", r);
}

这里是 BGB ^{（版本 1.5.1）}：

这是 VBA-M ^{（版本 SVN1149）}：

至于为什么要包含and a,#0xE0？这其实很简单。它只是确保溢出不会弄乱值。

首先，假设乘法确实正确，1 * 32 仍然等于 32。（我只是添加一个额外的 RR A）。

对于 1 * 32，这看起来像这样：

Start       ; A = 00000001 Carry = 0
RR  A       ; A = 00000000 Carry = 1
RR  A       ; A = 10000000 Carry = 0
RR  A       ; A = 01000000 Carry = 0
RR  A       ; A = 00100000 Carry = 0
AND A,0xE0  ; A = 00100000 Carry = 0

在这里，AND 没有作用。但是，假设我们乘以会导致溢出的值，例如 17 * 32:

Start       ; A = 00010001 Carry = 0
RR  A       ; A = 00001000 Carry = 1
RR  A       ; A = 10000100 Carry = 0
RR  A       ; A = 01000010 Carry = 0
RR  A       ; A = 00100001 Carry = 1
AND A,0xE0  ; A = 00100000 Carry = 0

如果没有 and，我们会得到 17 * 32 = 33，而不是 1 个字节的正确答案 (32)。虽然这些答案都不是真正的答案 (544)，但 32 是它第一个字节的正确值。

Answer 2

我使用 CPCtelera（包括 SDCC 3.4.3）对其进行了测试，结果似乎是正确的。我使用了这段代码：

#include <stdio.h>

unsigned char one() { return 1; }

void main() {
   unsigned char r;
   r = one() * 32; 
   printf("1 * 32 = %d\n\r", r);
   while (1);
}

这是生成的代码（只是代码的相关部分）：

_main::
;src/main.c:28: r = one() * 32;
call    _one
ld  a,l
rrca
rrca
rrca
and a,#0xE0

我很清楚你是对的，你的 SDCC 版本错误地使用了 rr 而不是 rrca。

最后，这是程序在 WinAPE Amstrad CPC 模拟器上的输出：

GBDK 编译器中的二次幂乘法错误

Bug with power-of-two multiplication in GBDK compiler

assembly

emulation

z80

gameboy

gbdk