Zobrazení zdroje stránky Virtualní procesor 4

=Motivace=

* Obecná instrukční sada, aby mohl jeden program běžet na mnoha různých procesorech a systémech.
* Instrukční sada podporující rovnocenně různé datové šířky. Aby pro malé hodnoty se použil jen nejmenší vhodný typ a ne největší nativní. (např. procenta = bajt) Cílem je umožnit efektivní překlad a běh na starších 8-bit a 16-bit počítačích, ale také na novějších 128-bit nebo 256-bit.
* Instrukční sada by měla být jednoduchá a co nejmenší, aby bylo možné snadno sestavit interpretr a překladač.

=Datové typy=

* Datové typy
** Logická (bitová) hodnota
** Celé číslo
** Záporné číslo ?
** Desetinné číslo ?

=Instrukční sada=

Rx - registr, kódováno pomocí indexu a šířky
* Index registru: číslo kódované jako 4-bit dynamické, 0 - konstanta, 1 - R1, 2 - R2, 3 - R3, 4 - R4, 5 - R5, 6 - R6, 7 - R7, ...
* Šířka registru: číslo kódované jako 4-bit dynamické, 0 - 1-bit, 1 - 8-bit, 2 - 16-bit, 3 - 32-bit, 4 - 64-bit, 5 - 128-bit, 6 - 256-bit, 7 - 512-bit, ...

{| class="wikitable sortable"
! Index !! Název !! Zápis !! Poznámka
|-
| 0 || No operation || NOP ||
|-
| 1 || Halt || HALT ||
|-
| 2 || Clear || CLR Rx ||
|-
| 3 || Copy || COPY Rx, Ry ||
|-
| 4 || Load from memory || LDM Rx, [Ry] ||
|-
| 5 || Store to memory || STM [Rx], Ry ||
|-
| 6 || Load from indexed memory || LDMI Rx, [Ry + Rz] ||
|-
| 7 || Store to indexed memory || STMI [Rx + Ry], Rz ||
|-
| 8 || Load system register || LDS Rx, Sx ||
|-
| 9 || Store system register || STS Sx, Rx ||
|-
| 10 || Exchange || XCHG Rx, Ry || při různých šířkách?
|-
| 11 || Input || IN Rx, [Ry] || 
|-
| 12 || Output || OUT [Rx], Ry || 
|-
| 13 || Xor || XOR Rx, Ry ||
|-
| 14 || And || AND Rx, Ry ||
|- 
| 15 || Or || OR Rx, Ry ||
|- 
| 16 || Not || NOT Rx || Negace všech bitů podobně jako XOR Rx, $ffff
|-
| 17 || Increment || INC Rx ||
|-
| 18 || Decrement || DEC Rx ||
|-
| 19 || Jump || JP Rx || 
|-
| 20 || Jump if not zero || JPNZ Rx, Ry || 
|-
| 21 || Jump relative || JR Rx || 
|-
| 22 || Jump relative if not zero || JRNZ Rx, Ry || 
|-
| 23 || Call subroutine || CALL Rx || 
|-
| 24 || Call subroutine if not zero || CALLNZ Rx, Ry || 
|-
| 25 || Call subroutine relative || CALLR Rx || 
|-
| 26 || Call subroutine relative if not zero || CALLRNZ flag,Rx || 
|-
| 27 || Return from subroutine || RET ||
|-
| 28 || Return from subroutine if not zero || RETNZ Rx ||
|-
| 29 || Push to stack || PUSH Rx ||
|-
| 30 || Pop from stack || POP Rx ||
|- 
| 31 || Addition || ADD Rx, Ry || 
|- 
| 32 || Addition with carry || ADDC Rx, Ry, Rz || Bit z Rz se přičte a nastaví se do něj carry výsledku 
|-
| 33 || Substraction || SUB Rx, Ry || 
|-
| 34 || Substraction with carry || SUBC Rx, Ry, Rz || Bit z Rz se přičte a nastaví se do něj carry výsledku
|-
| 35 || Multiplication || MUL Rx, Ry ||
|-
| 36 || Division || DIV Rx, Ry ||
|- 
| 37 || Shift left || SHL Rx, Ry ||
|- 
| 38 || Shift right || SHR Rx, Ry ||
|- 
| 39 || Set bit || SET Rx, Ry || Jako: OR Rx, (1 shl Ry)
|-
| 40 || Reset bit || RES Rx, Ry || Jako: AND Rx, not (1 shl Ry)
|-
| 41 || Test bit || BIT Rx, Rx, Ry || 
|-
| 42 || Assign bit || ASB Rx, Ry, Rx || 
|-
| 43 || Enable interrupt || EI ||
|-
| 44 || Disable interrupt || DI ||
|-
| 45 || Interrupt || INT Rx ||
|- 
| 46 || Rotate left || RL Rx, Ry ||
|- 
| 47 || Rotate right || RR Rx, Ry ||
|-
| 48 || Input indexed || IN Rx, [Ry + Rz] || 
|-
| 49 || Output indexed || OUT [Rx + Ry], Rz || 
|}

=Systémové registry=

{| class="wikitable sortable"
! Index !! Název !! Zkratka !! Význam !! Výchozí hodnota
|-
| 0 || Instruction Pointer || IP || Aktuální pozice v programu, roste nahoru || 0
|-
| 1 || Stack Pointer || SP || Vrchol zásobníku, roste dolů || 0
|-
| 2 || Interrupt Vector || IV || Počátek tabulky vektorů přerušení || 0
|-
| 3 || Interrupt Vector Item Size || IVS || Velikost položky v tabulce přerušení || 8
|}

=Tabulka přerušení=

{| class="wikitable sortable"
! Index !! Název !! Význam
|-
| 0 || Reset || Také první start procesoru
|-
| 1 || Neplatná instrukce || 
|}

=I/O porty=

Kategorie zařízení
{| class="wikitable sortable"
! Index !! Zařízení !! Význam
|-
| 0 || Mapování || 
|-
| 1 || Procesor || 
|-
| 2 || Klávesnice || 
|-
| 3 || Myš || 
|-
| 4 || Obrazovka || 
|-
| 5 || Sériová linka ||
|-
| 6 || Zvukový generátor ||
|-
| 7 || Pevný disk ||
|}


Funkce zařízení:
{| class="wikitable sortable"
! Kategorie !! Index !! Název !! Význam
|-
| Mapování || 1 || Mapper.GetDeviceAreaStart || zjistit počáteční port zařízení
|-
| Mapování || 2 || Mapper.GetDeviceAreaSize || zjistit počet funkcí
|-
| Mapování || 3 || Mapper.GetDeviceCount || zjistit počet zařízení
|-
| Mapování || 4 || Mapper.IsConnected || zjistit stav připojení
|-
| Mapování || 5 || Mapper.GetDeviceCategory || zjistit kategorii zařízení
|-
| Mapování || 6 || Mapper.GetDeviceIndex || zjistit index zařízení pokud je více stejné kategorie
|-
| Procesor || 1 || CPU.GetCoreCount || zjistit počet jader
|-
| Procesor || 2 || CPU.GetFreq || zjistit kmitočet
|-
| Klávesnice || 1 || Keyboard.ReadKey || Přečíst klávesu z bufferu
|-
| Myš || 1 || Mouse.GetPosX || Přečíst pozici X myši
|-
| Myš || 2 || Mouse.GetPosY || Přečíst pozici Y myši
|-
| Myš || 3 || Mouse.GetButtonState || Přečíst stav tlačítek
|-
| Obrazovka || 1 || Screen.GetSizeX || Přečíst počet pixelů X
|-
| Obrazovka || 2 || Screen.GetSizeY || Přečíst počet pixelů Y
|-
| Obrazovka || 3 || Screen.GetColorDepth || Přečíst hloubku barev
|-
| Obrazovka || 4 || Screen.SetColorDepth || Nastavit hloubku barev
|}


=Problémy=

* Minimum nutných instrukcí?
* Rozšiřující instrukce pro urychlení - operaci lze provést pomocí základními
* více paměťových oblastí (více datových, oddělená programová)
* chráněný režim, úrovně oprávnění
* virtuální paměť, stránkování

[[Kategorie:Programování]]