`include "opcodes.sv"
`define FIRST	a=0;
`define NEXT	a=a+1;
module memory( data, address, write, clock );

inout [15:0] data;
input [15:0] address;
input write, clock;

reg [15:0] Data_stored [ 511:0 ];
integer a, loop, multiply_next;
   assign data = (!write) ? Data_stored [address] : 16'bz;

   always_ff @(posedge clock)
      if (write) Data_stored [address] <= #20ns data;

   initial
      begin
	 //		Variables & Arrays

	 `define VAR_A	16'd150
         Data_stored[`VAR_A] = 16'dx;
	 `define VAR_B	16'd151
         Data_stored[`VAR_B] = 16'dx;
	 `define VAR_P	16'd152
         Data_stored[`VAR_P] = 16'dx;
	 `define TEMP	16'd153
         Data_stored[`TEMP] = 16'dx;

 	 `define ARRAY_1	16'd200
         Data_stored[200] = 16'd6;
         Data_stored[201] = 16'd4;
         Data_stored[202] = 16'd5;
         Data_stored[203] = 0;
         Data_stored[204] = 16'dx;

	 `define ARRAY_2	16'd210
         Data_stored[210] = 16'd9;
         Data_stored[211] = 16'd21;
         Data_stored[212] = 16'd3;
         Data_stored[213] = 0;
         Data_stored[214] = 16'dx;

	 `define ARRAY_3	16'd220
         Data_stored[220] = 16'dx;
         Data_stored[221] = 16'dx;
         Data_stored[222] = 16'dx;
         Data_stored[223] = 16'dx;
         Data_stored[224] = 16'dx;

	 
         // 		Program
	 
	`FIRST
	// 		S=500
	Data_stored[a] = {`LDS,`IMMEDIATE};		`NEXT
	Data_stored[a] =500;				`NEXT
	// 		X=0
	Data_stored[a] = {`LDX,`IMMEDIATE};		`NEXT
	Data_stored[a] = 0;				`NEXT

	//.multiply_next P=0
	multiply_next = a;
	Data_stored[a] = {`LDA,`IMMEDIATE};		`NEXT
	Data_stored[a] = 0;				`NEXT
	Data_stored[a] = {`STA,`DIRECT};		`NEXT
	Data_stored[a] = `VAR_P;			`NEXT
	 
	// 		A=ARRAY_1[X]
	Data_stored[a] = {`LDA,`INDEXED};		`NEXT
	Data_stored[a] = `ARRAY_1;			`NEXT
	Data_stored[a] = {`STA,`DIRECT};		`NEXT
	Data_stored[a] = `VAR_A;			`NEXT

	// 		B=ARRAY_2[X]
	Data_stored[a] = {`LDA,`INDEXED};		`NEXT
	Data_stored[a] = `ARRAY_2;			`NEXT
	Data_stored[a] = {`STA,`DIRECT};		`NEXT
	Data_stored[a] = `VAR_B;			`NEXT

	//		If (Z=1) Branch .loop
	Data_stored[a] = {`SUB,`IMMEDIATE};		`NEXT
	Data_stored[a] = 0;				`NEXT
	Data_stored[a] = {`BEQ,`PC_RELATIVE};		`NEXT
	Data_stored[a] = 99-a;				`NEXT
	 
	// .loop	AND #1
	loop = a;
	Data_stored[a] = {`AND,`IMMEDIATE};		`NEXT
	Data_stored[a] = 1;				`NEXT
	 
	//		If (Z == 1) Branch .noadd
	Data_stored[a] = {`BEQ,`PC_RELATIVE};		`NEXT
	Data_stored[a] = +16'd7;			`NEXT
	 
	 //		P=P+A
         Data_stored[a] = {`LDA,`DIRECT};		`NEXT
         Data_stored[a] = `VAR_P;			`NEXT
         Data_stored[a] = {`ADD,`DIRECT};		`NEXT
         Data_stored[a] = `VAR_A;			`NEXT
         Data_stored[a] = {`STA,`DIRECT};		`NEXT
         Data_stored[a] = `VAR_P;			`NEXT
	 
	 // .noadd	A=A<<1
         Data_stored[a] = {`LDA,`DIRECT};		`NEXT
         Data_stored[a] = `VAR_A;			`NEXT
         Data_stored[a] = {`LSL,`INHERENT};		`NEXT
         Data_stored[a] = {`STA,`DIRECT};		`NEXT
         Data_stored[a] = `VAR_A;			`NEXT
	 
	 //		B=B>>1
         Data_stored[a] = {`LDA,`DIRECT};		`NEXT
         Data_stored[a] = `VAR_B;			`NEXT
         Data_stored[a] = {`LSR,`INHERENT};		`NEXT
         Data_stored[a] = {`STA,`DIRECT};		`NEXT
         Data_stored[a] = `VAR_B;			`NEXT
	 
	 //		If (Z=0) Branch .loop
         Data_stored[a] = {`BNE,`PC_RELATIVE};		`NEXT
         Data_stored[a] = loop-a;			`NEXT

	// 		ARRAY_3[X]=P
	Data_stored[a] = {`LDA,`DIRECT};		`NEXT
	Data_stored[a] = `VAR_P;			`NEXT
	Data_stored[a] = {`STA,`INDEXED};		`NEXT
	Data_stored[a] = `ARRAY_3;			`NEXT

	 //		X=X+1
         Data_stored[a] = {`STX,`DIRECT};		`NEXT
         Data_stored[a] = `TEMP;			`NEXT
         Data_stored[a] = {`LDA,`DIRECT};		`NEXT
         Data_stored[a] = `TEMP;			`NEXT
         Data_stored[a] = {`ADD,`IMMEDIATE};		`NEXT
         Data_stored[a] = 1;				`NEXT
         Data_stored[a] = {`STA,`DIRECT};		`NEXT
         Data_stored[a] = `TEMP;			`NEXT
         Data_stored[a] = {`LDX,`DIRECT};		`NEXT
         Data_stored[a] = `TEMP;			`NEXT
	 
	 // 		Branch .multiply_next
         Data_stored[a] = {`BA,`PC_RELATIVE};		`NEXT
         Data_stored[a] = multiply_next-a;		`NEXT

	 // .end	Branch .end
         Data_stored[99] = {`BA,`PC_RELATIVE};		`NEXT
         Data_stored[100] = -16'd1;			`NEXT
	 
      end

endmodule