mirror of
https://github.com/deater/dos33fsprogs.git
synced 2024-06-08 15:29:41 +00:00
tfv: plug in the high speed multiply
This commit is contained in:
Vince Weaver
parent
7a7344f689
commit
382fe07bfd
14
tfv/TODO
14
tfv/TODO
|
|
@ -1,11 +1,23 @@
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mode7 speed fixes:
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||||
+ Don't draw sky every frame, only if needed
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+ faster multiply routine
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+ move multiply vars to zero page
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+ If result is AABBCCDD we only need BBCC for fixed point
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result
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+ re-arrange variables to better take advantage of self-modifying code
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||||
+ only doing the spacez calculation if it has changed
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+ update the constants to be constants
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||||
+ move the screen width constant to own set of varaibles
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(instead of temp)
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||||
+ leave one of multiply results in accumulator at end?
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||||
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||||
+ Skip key parsing if no key read
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slower: move to 40x40 again
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draw every other line. First with color/black
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then xor in the second line
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short term:
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longer term:
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@ -19,6 +19,9 @@ flying_start:
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jsr clear_screens
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jsr set_gr_page0
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||||
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||||
|
||||
jsr init_multiply_tables
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||||
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||||
;===============
|
||||
; Init Variables
|
||||
;===============
|
||||
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|
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|||
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@ -1,129 +1,338 @@
|
|||
; http://www.llx.com/~nparker/a2/mult.html
|
||||
; MULTIPLY NUM1H:NUM1L * NUM2H:NUM2L
|
||||
; NUM2 is zeroed out
|
||||
; result is in RESULT3:RESULT2:RESULT1:RESULT0
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||||
; Fast mutiply
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;
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||||
; The old routine took around 700 cycles for a 16bitx16bit=32bit mutiply
|
||||
; This routine, at an expense of 2kB of looku tables, takes around 250
|
||||
; If you reuse a term the next time this drops closer to 200
|
||||
|
||||
;NUM1L: .byte 0
|
||||
;NUM1H: .byte 0
|
||||
;NUM2L: .byte 0
|
||||
;NUM2H: .byte 0
|
||||
;RESULT: .byte 0,0,0,0
|
||||
;NEGATE: .byte 0
|
||||
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||||
; If we have 2k to spare we should check out
|
||||
; This routine was described by Stephen Judd and found
|
||||
; in The Fridge and in the C=Hacking magazine
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||||
; http://codebase64.org/doku.php?id=base:seriously_fast_multiplication
|
||||
|
||||
multiply:
|
||||
; The key thing to note is that
|
||||
; (a+b)^2 (a-b)^2
|
||||
; a*b = ------- - --------
|
||||
; 4 4
|
||||
; So if you have tables of the squares of 0..511 you can lookup and subtract
|
||||
; instead of multiplying.
|
||||
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||||
lda #$0 ; 2
|
||||
sta NEGATE ; 3
|
||||
; 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)
|
||||
|
||||
; Handle Signed
|
||||
lda NUM1H ; 3
|
||||
bpl check_num2 ; 2nt/3
|
||||
;==============
|
||||
; 10
|
||||
; Note: DOS3.3 starts at $9600
|
||||
|
||||
inc NEGATE ; 3
|
||||
square1_lo EQU $8E00
|
||||
square1_hi EQU $9000
|
||||
square2_lo EQU $9200
|
||||
square2_hi EQU $9400
|
||||
|
||||
clc ; 2s-complement NUM1H/NUM1L ; 2
|
||||
lda NUM1L ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$1 ; 2
|
||||
sta NUM1L ; 3
|
||||
; for(i=0;i<512;i++) {
|
||||
; square1_lo[i]=((i*i)/4)&0xff;
|
||||
; square1_hi[i]=(((i*i)/4)>>8)&0xff;
|
||||
; square2_lo[i]=( ((i-255)*(i-255))/4)&0xff;
|
||||
; square2_hi[i]=(( ((i-255)*(i-255))/4)>>8)&0xff;
|
||||
; }
|
||||
|
||||
lda NUM1H ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$0 ; 2
|
||||
sta NUM1H ; 3
|
||||
init_multiply_tables:
|
||||
|
||||
; Build the add tables
|
||||
|
||||
ldx #$00
|
||||
txa
|
||||
.byte $c9 ; CMP #immediate - skip TYA and clear carry flag
|
||||
lb1: tya
|
||||
adc #$00 ; 0
|
||||
ml1: sta square1_hi,x ; square1_hi[0]=0
|
||||
tay ; y=0
|
||||
cmp #$40 ; subtract 64 and update flags (c=0)
|
||||
txa ; a=0
|
||||
ror ; rotate
|
||||
ml9: adc #$00 ; add 0
|
||||
sta ml9+1 ; update add value
|
||||
inx ; x=1
|
||||
ml0: sta square1_lo,x ; square1_lo[0]=1
|
||||
bne lb1 ; if not zero, loop
|
||||
inc ml0+2 ; increment values
|
||||
inc ml1+2 ; increment values
|
||||
clc ; c=0
|
||||
iny ; y=1
|
||||
bne lb1 ; loop
|
||||
|
||||
; Build the subtract tables based on the existing one
|
||||
|
||||
ldx #$00
|
||||
ldy #$ff
|
||||
second_table:
|
||||
lda square1_hi+1,x
|
||||
sta square2_hi+$100,x
|
||||
lda square1_hi,x
|
||||
sta square2_hi,y
|
||||
lda square1_lo+1,x
|
||||
sta square2_lo+$100,x
|
||||
lda square1_lo,x
|
||||
sta square2_lo,y
|
||||
dey
|
||||
inx
|
||||
bne second_table
|
||||
|
||||
|
||||
rts
|
||||
|
||||
|
||||
; Fast 16x16 bit unsigned multiplication, 32-bit result
|
||||
; Input: NUM1H:NUM1L * NUM2H:NUM2L
|
||||
; Result: RESULT3:RESULT2:RESULT1:RESULT0
|
||||
;
|
||||
; Does self-modifying code to hard-code NUM1H:NUM1L into the code
|
||||
; carry=0: re-use previous NUM1H:NUM1L
|
||||
; carry=1: reload NUM1H:NUM1L (58 cycles slower)
|
||||
;
|
||||
; clobbered: RESULT, X, A, C
|
||||
; Allocation setup: T1,T2 and RESULT preferably on Zero-page.
|
||||
;
|
||||
; NUM1H (x_i), NUM1L (x_f)
|
||||
; NUM2H (y_i), NUM2L (y_f)
|
||||
|
||||
; NUM1L * NUM2L = AAaa
|
||||
; NUM1L * NUM2H = BBbb
|
||||
; NUM1H * NUM2L = CCcc
|
||||
; NUM1H * NUM2H = DDdd
|
||||
;
|
||||
; AAaa
|
||||
; BBbb
|
||||
; CCcc
|
||||
; + DDdd
|
||||
; ----------
|
||||
; RESULT
|
||||
|
||||
fixed_16x16_mul_unsigned:
|
||||
|
||||
sec ; FIXME-remove when we implement this
|
||||
|
||||
bcc num1_same_as_last_time ; 2nt/3
|
||||
|
||||
;============================
|
||||
; Set up self-modifying code
|
||||
; this changes the code to be hard-coded to multiply by NUM1H:NUM1L
|
||||
;============================
|
||||
|
||||
lda NUM1L ; load the low byte ; 3
|
||||
sta sm1a+1 ; 3
|
||||
sta sm3a+1 ; 3
|
||||
sta sm5a+1 ; 3
|
||||
sta sm7a+1 ; 3
|
||||
eor #$ff ; invert the bits for subtracting ; 2
|
||||
sta sm2a+1 ; 3
|
||||
sta sm4a+1 ; 3
|
||||
sta sm6a+1 ; 3
|
||||
sta sm8a+1 ; 3
|
||||
lda NUM1H ; load the high byte ; 3
|
||||
sta sm1b+1 ; 3
|
||||
sta sm3b+1 ; 3
|
||||
sta sm5b+1 ; 3
|
||||
sta sm7b+1 ; 3
|
||||
eor #$ff ; invert the bits for subtractin ; 2
|
||||
sta sm2b+1 ; 3
|
||||
sta sm4b+1 ; 3
|
||||
sta sm6b+1 ; 3
|
||||
sta sm8b+1 ; 3
|
||||
;===========
|
||||
; 25
|
||||
check_num2:
|
||||
lda NUM2H ; 3
|
||||
bpl unsigned_multiply ; 2nt/3
|
||||
;==============
|
||||
; 6
|
||||
; 58
|
||||
|
||||
inc NEGATE ; 3
|
||||
num1_same_as_last_time:
|
||||
|
||||
clc ; 2
|
||||
lda NUM2L ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$1 ; 2
|
||||
sta NUM2L ; 3
|
||||
;==========================
|
||||
; Perform NUM1L * NUM2L = AAaa
|
||||
;==========================
|
||||
|
||||
lda NUM2H ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$0 ; 2
|
||||
sta NUM2H ; 3
|
||||
;=============
|
||||
; 25
|
||||
unsigned_multiply:
|
||||
ldx NUM2L ; (low le) ; 3
|
||||
sec ; 2
|
||||
sm1a:
|
||||
lda square1_lo,x ; 4
|
||||
sm2a:
|
||||
sbc square2_lo,x ; 4
|
||||
|
||||
lda #0 ; Initialize RESULT to 0 ; 2
|
||||
sta RESULT+2 ; 3
|
||||
ldx #16 ; 16x16 multiply ; 2
|
||||
;============
|
||||
; 7
|
||||
multiply_mainloop:
|
||||
lsr NUM2H ; Shift right 16-bit NUM2 ; 5
|
||||
ror NUM2L ; low bit goes into carry ; 5
|
||||
bcc shift_output ; 0 or 1? ; 2nt/3
|
||||
;============
|
||||
; 13
|
||||
; a is _aa
|
||||
|
||||
tay ; If 1, add NUM1 (hi byte RESULT in A) ; 2
|
||||
clc ; 2
|
||||
lda NUM1L ; 3
|
||||
adc RESULT+2 ; 3
|
||||
sta RESULT+2 ; 3
|
||||
tya ; 2
|
||||
adc NUM1H ; 3
|
||||
;============
|
||||
; 18
|
||||
shift_output:
|
||||
ror A ; "Stairstep" shift ; 2
|
||||
ror RESULT+2 ; 5
|
||||
ror RESULT+1 ; 5
|
||||
ror RESULT ; 5
|
||||
dex ; 2
|
||||
bne multiply_mainloop ; 2nt/3
|
||||
;=============
|
||||
; 22
|
||||
|
||||
sta RESULT+3 ; 3
|
||||
|
||||
;; Negate if necessary
|
||||
|
||||
lda NEGATE ; 3
|
||||
and #$1 ; 2
|
||||
beq positive ; 2nt/3
|
||||
;==============
|
||||
; 11
|
||||
|
||||
clc ; 2
|
||||
lda RESULT+0 ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$1 ; 2
|
||||
sta RESULT+0 ; 3
|
||||
|
||||
lda RESULT+1 ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$0 ; 2
|
||||
sta RESULT+1 ; 3
|
||||
sm3a:
|
||||
lda square1_hi,x ; 4
|
||||
sm4a:
|
||||
sbc square2_hi,x ; 4
|
||||
; a is _AA
|
||||
sta _AA+1 ; 3
|
||||
;===========
|
||||
; 27
|
||||
|
||||
lda RESULT+2 ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$0 ; 2
|
||||
sta RESULT+2 ; 3
|
||||
; Perform NUM1H * NUM2L = CCcc
|
||||
sec ; 2
|
||||
sm1b:
|
||||
lda square1_lo,x ; 4
|
||||
sm2b:
|
||||
sbc square2_lo,x ; 4
|
||||
; a is _cc
|
||||
sta _cc+1 ; 3
|
||||
sm3b:
|
||||
lda square1_hi,x ; 4
|
||||
sm4b:
|
||||
sbc square2_hi,x ; 4
|
||||
; a is _CC
|
||||
sta _CC+1 ; 3
|
||||
;===========
|
||||
; 24
|
||||
|
||||
lda RESULT+3 ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$0 ; 2
|
||||
;==========================
|
||||
; Perform NUM1L * NUM2H = BBbb
|
||||
;==========================
|
||||
ldx NUM2H ; 3
|
||||
sec ; 2
|
||||
sm5a:
|
||||
lda square1_lo,x ; 4
|
||||
sm6a:
|
||||
sbc square2_lo,x ; 4
|
||||
; a is _bb
|
||||
sta _bb+1 ; 3
|
||||
|
||||
sm7a:
|
||||
lda square1_hi,x ; 4
|
||||
sm8a:
|
||||
sbc square2_hi,x ; 4
|
||||
; a is _BB
|
||||
sta _BB+1 ; 3
|
||||
;===========
|
||||
; 27
|
||||
|
||||
;==========================
|
||||
; Perform NUM1H * NUM2H = DDdd
|
||||
;==========================
|
||||
sec ; 2
|
||||
sm5b:
|
||||
lda square1_lo,x ; 4
|
||||
sm6b:
|
||||
sbc square2_lo,x ; 4
|
||||
; a is _dd
|
||||
sta _dd+1 ; 3
|
||||
sm7b:
|
||||
lda square1_hi,x ; 4
|
||||
sm8b:
|
||||
sbc square2_hi,x ; 4
|
||||
; a = _DD
|
||||
sta RESULT+3 ; 3
|
||||
;===========
|
||||
; 42
|
||||
positive:
|
||||
; 24
|
||||
|
||||
;===========================================
|
||||
; Add the separate multiplications together
|
||||
;===========================================
|
||||
|
||||
clc ; 2
|
||||
_AA:
|
||||
lda #0 ; loading _AA ; 2
|
||||
_bb:
|
||||
adc #0 ; adding in _bb ; 2
|
||||
sta RESULT+1 ; 3
|
||||
|
||||
; product[2]=_BB+_CC+c
|
||||
|
||||
_BB:
|
||||
lda #0 ; loading _BB ; 2
|
||||
_CC:
|
||||
adc #0 ; adding in _CC ; 2
|
||||
sta RESULT+2 ; 3
|
||||
;===========
|
||||
; 19
|
||||
|
||||
; product[3]=_DD+c
|
||||
|
||||
bcc dd_no_carry1 ; ^2nt/3
|
||||
inc RESULT+3 ; 5
|
||||
clc ; 2
|
||||
;=============
|
||||
; 6
|
||||
dd_no_carry1:
|
||||
|
||||
; product[1]=_AA+_bb+_cc
|
||||
|
||||
_cc:
|
||||
lda #0 ; load _cc ; 2
|
||||
adc RESULT+1 ; 3
|
||||
sta RESULT+1 ; 3
|
||||
|
||||
; product[2]=_BB+_CC+_dd+c
|
||||
|
||||
_dd:
|
||||
lda #0 ; load _dd ; 2
|
||||
adc RESULT+2 ; 3
|
||||
sta RESULT+2 ; 3
|
||||
|
||||
;===========
|
||||
; 19
|
||||
; product[3]=_DD+c
|
||||
|
||||
|
||||
bcc dd_no_carry2 ; ^2nt/3
|
||||
inc RESULT+3 ; 5
|
||||
|
||||
;=============
|
||||
; 4
|
||||
|
||||
dd_no_carry2:
|
||||
|
||||
; *z_i=product[1];
|
||||
; *z_f=product[0];
|
||||
|
||||
rts ; 6
|
||||
|
||||
|
||||
;=================
|
||||
; Signed multiply
|
||||
;=================
|
||||
|
||||
multiply:
|
||||
|
||||
jsr fixed_16x16_mul_unsigned ; 6
|
||||
|
||||
lda NUM1H ; x_i ; 3
|
||||
;===========
|
||||
; 12
|
||||
|
||||
|
||||
bpl x_positive ;^3/2nt
|
||||
|
||||
sec ; 2
|
||||
lda RESULT+2 ; 3
|
||||
sbc NUM2L ; 3
|
||||
sta RESULT+2 ; 3
|
||||
lda RESULT+3 ; 3
|
||||
sbc NUM2H ; 3
|
||||
sta RESULT+3 ; 3
|
||||
;============
|
||||
; 19
|
||||
|
||||
x_positive:
|
||||
|
||||
lda NUM2H ; y_i ; 3
|
||||
;============
|
||||
; ; 6
|
||||
bpl y_positive ; 3/2nt
|
||||
|
||||
|
||||
sec ; 2
|
||||
lda RESULT+2 ; 3
|
||||
sbc NUM1L ; 3
|
||||
sta RESULT+2 ; 3
|
||||
lda RESULT+3 ; 3
|
||||
sbc NUM1H ; 3
|
||||
sta RESULT+3 ; 3
|
||||
;===========
|
||||
; 19
|
||||
|
||||
y_positive:
|
||||
; *z_i=product[2];
|
||||
; *z_f=product[1];
|
||||
|
||||
rts ; 6
|
||||
|
||||
|
|
|
|||
129
tfv/tfv_multiply_slow.s
Normal file
129
tfv/tfv_multiply_slow.s
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,129 @@
|
|||
; http://www.llx.com/~nparker/a2/mult.html
|
||||
; MULTIPLY NUM1H:NUM1L * NUM2H:NUM2L
|
||||
; NUM2 is zeroed out
|
||||
; result is in RESULT3:RESULT2:RESULT1:RESULT0
|
||||
|
||||
;NUM1L: .byte 0
|
||||
;NUM1H: .byte 0
|
||||
;NUM2L: .byte 0
|
||||
;NUM2H: .byte 0
|
||||
;RESULT: .byte 0,0,0,0
|
||||
;NEGATE: .byte 0
|
||||
|
||||
; If we have 2k to spare we should check out
|
||||
; http://codebase64.org/doku.php?id=base:seriously_fast_multiplication
|
||||
|
||||
multiply:
|
||||
|
||||
lda #$0 ; 2
|
||||
sta NEGATE ; 3
|
||||
|
||||
; Handle Signed
|
||||
lda NUM1H ; 3
|
||||
bpl check_num2 ; 2nt/3
|
||||
;==============
|
||||
; 10
|
||||
|
||||
inc NEGATE ; 3
|
||||
|
||||
clc ; 2s-complement NUM1H/NUM1L ; 2
|
||||
lda NUM1L ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$1 ; 2
|
||||
sta NUM1L ; 3
|
||||
|
||||
lda NUM1H ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$0 ; 2
|
||||
sta NUM1H ; 3
|
||||
;===========
|
||||
; 25
|
||||
check_num2:
|
||||
lda NUM2H ; 3
|
||||
bpl unsigned_multiply ; 2nt/3
|
||||
;==============
|
||||
; 6
|
||||
|
||||
inc NEGATE ; 3
|
||||
|
||||
clc ; 2
|
||||
lda NUM2L ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$1 ; 2
|
||||
sta NUM2L ; 3
|
||||
|
||||
lda NUM2H ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$0 ; 2
|
||||
sta NUM2H ; 3
|
||||
;=============
|
||||
; 25
|
||||
unsigned_multiply:
|
||||
|
||||
lda #0 ; Initialize RESULT to 0 ; 2
|
||||
sta RESULT+2 ; 3
|
||||
ldx #16 ; 16x16 multiply ; 2
|
||||
;============
|
||||
; 7
|
||||
multiply_mainloop:
|
||||
lsr NUM2H ; Shift right 16-bit NUM2 ; 5
|
||||
ror NUM2L ; low bit goes into carry ; 5
|
||||
bcc shift_output ; 0 or 1? ; 2nt/3
|
||||
;============
|
||||
; 13
|
||||
|
||||
tay ; If 1, add NUM1 (hi byte RESULT in A) ; 2
|
||||
clc ; 2
|
||||
lda NUM1L ; 3
|
||||
adc RESULT+2 ; 3
|
||||
sta RESULT+2 ; 3
|
||||
tya ; 2
|
||||
adc NUM1H ; 3
|
||||
;============
|
||||
; 18
|
||||
shift_output:
|
||||
ror A ; "Stairstep" shift ; 2
|
||||
ror RESULT+2 ; 5
|
||||
ror RESULT+1 ; 5
|
||||
ror RESULT ; 5
|
||||
dex ; 2
|
||||
bne multiply_mainloop ; 2nt/3
|
||||
;=============
|
||||
; 22
|
||||
|
||||
sta RESULT+3 ; 3
|
||||
|
||||
;; Negate if necessary
|
||||
|
||||
lda NEGATE ; 3
|
||||
and #$1 ; 2
|
||||
beq positive ; 2nt/3
|
||||
;==============
|
||||
; 11
|
||||
|
||||
clc ; 2
|
||||
lda RESULT+0 ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$1 ; 2
|
||||
sta RESULT+0 ; 3
|
||||
|
||||
lda RESULT+1 ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$0 ; 2
|
||||
sta RESULT+1 ; 3
|
||||
|
||||
lda RESULT+2 ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$0 ; 2
|
||||
sta RESULT+2 ; 3
|
||||
|
||||
lda RESULT+3 ; 3
|
||||
eor #$ff ; 2
|
||||
adc #$0 ; 2
|
||||
sta RESULT+3 ; 3
|
||||
;===========
|
||||
; 42
|
||||
positive:
|
||||
|
||||
rts ; 6
|
||||
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||||
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