Восстановил таблицу команд этого процессора.
Спойлер +------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| .0 | .1 | .2 | .3 | .4 | .5 | .6 | .7 | .8 | .9 | .A | .B | .C | .D | .E | .F |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| 0. | HLT | | | | | | | | | | ADD | SUB | AND | OR | EOR | MOV |
| | | D0+1 | D0+2 | D0+3 | D0+4 | D0+5 | D0+6 | D0+7 | D0+8 | D0+9 | R,T0 | R,T0 | R,T0 | R,T0 | R,T0 | R,T0 |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| 1. | | | | | | | | | | | ADD | SUB | AND | OR | EOR | MOV |
| | D1+0 | D1+1 | D1+2 | D1+3 | D1+4 | D1+5 | D1+6 | D1+7 | D1+8 | D1+9 | R,T1 | R,T1 | R,T1 | R,T1 | R,T1 | R,T1 |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| 2. | | | | | | | | | | | ADD | SUB | AND | OR | EOR | MOV |
| | D2+0 | D2+1 | D2+2 | D2+3 | D2+4 | D2+5 | D2+6 | D2+7 | D2+8 | D2+9 | R,T2 | R,T2 | R,T2 | R,T2 | R,T2 | R,T2 |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| 3. | | | | | | | | | | | ADD | SUB | AND | OR | EOR | MOV |
| | D3+0 | D3+1 | D3+2 | D3+3 | D3+4 | D3+5 | D3+6 | D3+7 | D3+8 | D3+9 | R,T3 | R,T3 | R,T3 | R,T3 | R,T3 | R,T3 |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| 4. | | | | | | | | | | | ADD | SUB | AND | OR | EOR | MOV |
| | D4+0 | D4+1 | D4+2 | D4+3 | D4+4 | D4+5 | D4+6 | D4+7 | D4+8 | D4+9 | R,T4 | R,T4 | R,T4 | R,T4 | R,T4 | R,T4 |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| 5. | | | | | | | | | | | ADD | SUB | AND | OR | EOR | MOV |
| | D5+0 | D5+1 | D5+2 | D5+3 | D5+4 | D5+5 | D5+6 | D5+7 | D5+8 | D5+9 | R,T5 | R,T5 | R,T5 | R,T5 | R,T5 | R,T5 |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| 6. | | | | | | | | | | | ADD | SUB | AND | OR | EOR | MOV |
| | D6+0 | D6+1 | D6+2 | D6+3 | D6+4 | D6+5 | D6+6 | D6+7 | D6+8 | D6+9 | R,T6 | R,T6 | R,T6 | R,T6 | R,T6 | R,T6 |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| 7. | | | | | | | | | | | ADD | SUB | AND | OR | EOR | MOV |
| | D7+0 | D7+1 | D7+2 | D7+3 | D7+4 | D7+5 | D7+6 | D7+7 | D7+8 | D7+9 | R,T7 | R,T7 | R,T7 | R,T7 | R,T7 | R,T7 |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| 8. | | | | | | | | | | | ADD | SUB | AND | OR | EOR | MOV |
| | D8+0 | D8+1 | D8+2 | D8+3 | D8+4 | D8+5 | D8+6 | D8+7 | D8+8 | D8+9 | R,T8 | R,T8 | R,T8 | R,T8 | R,T8 | R,T8 |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| 9. | | | | | | | | | | | ADD | SUB | AND | OR | EOR | MOV |
| | D9+0 | D9+1 | D9+2 | D9+3 | D9+4 | D9+5 | D9+6 | D9+7 | D9+8 | D9+9 | R,T9 | R,T9 | R,T9 | R,T9 | R,T9 | R,T9 |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| A. | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | ARG | ARG | ARG | ARG | CLR | NOT |
| | A0 | A1 | A2 | A3 | A4 | A5 | A6 | A7 | A8 | A9 | A,A | A,B | A,C | A,D | AF | AF |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| B. | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | ARG | ARG | ARG | ARG | CLR | NOT |
| | B0 | B1 | B2 | B3 | B4 | B5 | B6 | B7 | B8 | B9 | B,A | B,B | B,C | B,D | BF | BF |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| C. | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | ARG | ARG | ARG | ARG | CLR | NOT |
| | C0 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | C9 | C,A | C,B | C,C | C,D | CF | CF |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| D. | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | REG | ARG | ARG | ARG | ARG | CLR | NOT |
| | D0 | D1 | D2 | D3 | D4 | D5 | D6 | D7 | D8 | D9 | D,A | D,B | C,D | D,D | DF | DF |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| E. | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT |
| | E000 | E100 | E200 | E300 | E400 | E500 | E600 | E700 | E800 | E900 | EA00 | EB00 | EC00 | ED00 | EE00 | EF00 |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
| F. | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT | INT |
| | F000 | F100 | F200 | F300 | F400 | F500 | F600 | F700 | F800 | F900 | FA00 | FB00 | FC00 | FD00 | FE00 | FF00 |
+----+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+------+
Сейчас сижу в рутине описания модели на Verilog, так как концептуально имеются некоторые трудности в описании некоторых команд.
Из таблицы можно заметить всего 7 основных групп команд:
HLT: Останов
REG: Активация конкретного регистра в качестве аккумулятора результата
ARG: Установка операндов для АЛУ-операций
CLR/NOT: Сброс/инверсия флагов AF/BF/CF/DF
INT: Программное прерывание на указанный адрес
ALU: Операции АЛУ
99 префиксов-расширителей функциональности
Вот именно под префиксами логика работы команд меняется так сильно, что внятного описания действия операции ещё не найдено.
Возьмём за пример известную архитектуру x86 IA-32.
ADD EAX,CS: DS: ES: FS: GS:[BX]
ADD EAX,SS: ES: GS:[BX] - префиксами "закодировано" слово "SEG"
Такие инструкции искусственно вставлять в программу можно, хотя и мало толку. Но, в случае исключения, внутреннему отладчику такое странное сочетание префиксов может нести некую скрытую информацию.
Инструкция LEA EAX,[EAX+EAX*2+3] вроде бы работает и всё понятно.
Но, с позиции логического описания вектора адреса она - ошибочна, так как в качестве базового указателя и индекса здесь используется один регистр!
Да, для LEA-вычислений такой вектор может служить математическим выражением местами, но в качестве адресатора ячейки памяти это использовать нельзя: Получим исключение.
В моей архитектуре я к вопросу указателей подошёл со всей серьёзностью и строгостью. На аппаратном уровне сформирован "фильтр", который отсеивает такие ситуации.
Однако, система не генерирует "исключение", а помечает комбинацию префиксов особым флажком: "маргинальная адресация".
Чтобы понять механизм лучше, представьте, что в x86 инструкции "маргинализируют" указатель:
ADD EAX,[EBX+EBX*2+3] работает как ADD EAX,(EBX*2+3)
SUB EAX,[EBX+EBX*2+3] работает как SUB EAX,(EBX*2+3)
А вот что делать с командой "ADD [EBX+EBX*2+3],EAX" в таком случае?
Ведь не может она работать как "ADD (EBX*2+3),EAX" - логика здесь вообще не известна!
(Допустим, как CMP/TEST: Сложить (EBX*2+3) с EAX, но результат никуда не сохранять, только выставить флаги.)
И если Вы согласны, то...
Товарищи!
Вы на полпути к понимании концептуальной сложности "маргинальных указателей" в случае именно моей архитектуры...
А так как у меня регистр A0 используется за флаговый PSW, ряд операций вообще "в резерве":
ADD A0,A0 - как ADD PSW,PSW абсолютно бессмысленный
SUB A0,A0 - как SUB PSW,PSW абсолютно бессмысленный
AND A0,A0 - как AND PSW,PSW абсолютно бессмысленный
OR A0,A0 - как OR PSW,PSW абсолютно бессмысленный
EOR A0,A0 - как EOR PSW,PSW абсолютно бессмысленный
MOV A0,A0 - как MOV PSW,PSW абсолютно бессмысленный
(Есть мысль использовать такие операции для Форт-вычислений - в стеке внешнего сопроцессора.)
Для обработки префиксов-указателей и префиксов "маргиналов" был разработан Verilog-модуль и схема на ТТЛ (не закончена).
По схеме можно оценить, на сколько сложно обрабатывать "префиксы" вычислительно: Уйма К155ИМ3 и К555ИР23 с К555КП11.
С другой стороны, для "Homebrew Processor" я визуально через схему оцениваю, на сколько сложна архитектура.
Но, сложность имеет и другую сторону - ортогональную гибкость.
Ни в каком 8-битном процессоре невозможно описать операцию, типа:
; вот такой вектор "переваривает" Verilog-модель
ADD C5,[D1+2*D2+3*D3+4*D4+5*D5+6*D6+7*D7+8*D8+9*D9+65432]
; для компактности в ассемблере нужно использовать математическую нотацию и заменить квадратные скобки на решётку
ADD C5,#D1+2D2+3D3+4D4+5D5+6D6+7D7+8D8+9D9+65432
; сам "маргинал" указывается непосредственно в имени инструкции
ADD1986 C5,#D1+2D2+3D3+4D4+5D5+6D6+7D7+8D8+9D9+65432
; или перед решёткой
ADD C5,1986#D1+2D2+3D3+4D4+5D5+6D6+7D7+8D8+9D9+65432
Ознакомиться/экспериментировать с кодированием инструкций можно по этой ссылке...
Вся работа над архитектурой тянется довольно вяло из-за неожиданных сюрпризов.
На днях сделал набросок дизассемблера на Verilog и обнаружил ещё несколько "маргинальных инструкций", о которых не подозревал.
Дело в том, что в x86-архитектуре одну и ту же операцию можно закодировать чуть ли ни десятком способов.
Тогда как у меня с этим всё крайне строго, таблица истинности дешифратора команд довольно хитрая и не допускает дублирования: Каждую из операций можно выполнить только одним способом.
P.S.: Даже в JavaScript-эмуляторе я не знаю, как интерпретировать экзотические сочетания кодов, чтобы не допускать синонимов.
А на Verilog это на порядок сложнее...
Отредактировано Alikberov (26-06-2023 18:20:13)
vector_calculator.png
