Virtuální procesor 2

Cílem je navrhnout abstraktní virtuální počítač, který by bylo možné jednoduše implementovat v dostupných jazycích a assemblerech. Důležitý prvek návrhu je použití abstraktních dynamických čísel bez horního omezení. Návrh by měl využívat principů lokality a relativních pozic, aby byly používány především malé číselné hodnoty. Samotná implementace může používat pro menší stroje pevnou velikost buňky a registrů jako např. 32-bit integer a může při požadavcích na větší čísla vyhlásit chybu. Nebo může pro větší čísla použít dynamickou paměťovou reprezentaci čísel pomocí různých implementací typu BigInteger.

• Adresa paměti: dynamické celá čísla
• Velikost paměťové buňky: dynamické celé číslo
• Sdílená paměť kódu a dat

Značení parametrů instrukcí

• Pn - číslo parametru (parameter)
• En - entita (entity)
• An - oblast (area)

Virtuální paměťové oblasti

Index	Zkratka	Význam
0	M	Operační paměť
1	I	I/O brány
2	R	Uživatelské registry
3	S	Systémové registry
4	P	Paměť programu (pokud je oddělená od operační)

Systémové registry (oblast 3)

Index	Význam
0	Program Counter (PC)

Mikroinstrukce

Symboly [] značí nepovinné parametry

Opkód	Název	Význam
NOP	No Operation	Žádná operace
HALT	Program halt	Zastaví vykonávání programu
CP p0, p1	Copy	Kopíruje data ze zdrojové buňky do cílové p0 <= p1
ADD p0, [p1, [p2]]	Addition	Součet. Varianty: p0 <= p0 + 1, p0 <= p0 + p1, p0 <= p2 + p1
SUB p0, [p1, [p2]]	Addition	Odečet. Varianty: p0 <= p0 - 1, p0 <= p0 - p1, p0 <= p2 - p1
MUL p0, p1, [p2]	Multiplication	Násobení. Varianty: p0 <= p0 * p1, p0 <= p2 * p1
DIV p0, p1, [p2], [p3]	Division	Dělení se zbytkem. Varianty: p0 <= p0 / p1, p0 <= p2 / p1, p0 p3(zbytek) <= p0 / p1, p0 p3(zbytek) <= p2 / p1
PCLR	Parameters Clear	Nuluje přednastavení všech parametrů, vybírá první parametr.
PSEL n	Parameter Select	Vybírá aktivní parametr
PSET n	Parameter Set	Nastavuje hodnotu vybraného parametru
PIND n	Parameter Indirection	Nastavuje parametr jako ukazatel do oblasti. Při opakovaném použití se cílová hodnota použije jako adresa do další paměti.
SKIP n	Skip Next Instruction	Přeskočí vykonání další instrukce pokud hodnota parametru je nulová

• Bitové operace

Nejsou přímo podporovány díky dynamické povaze paměťových buněk. Posuny lze provádět v rámci hodnot buněk přímo pomocí operací DIV, MUL mocnin 2. Případně převést buňku na více menších dle bitových hodnot a provádět posuny přes více buněk.

• Instrukce skoků

Jsou realizovány pomocí přímé kopie do registru PC. Absolutní skok: CP 0^S, LABEL Relativní skok: ADD 0^S, $ - LABEL

• Zásobníkové operace

Pro účely registru SP(Stack Pointer) lze zvolit kterýkoliv uživatelský registr např. (SP = 16^R) Operace PUSH n: CP SP^M, n SUB SP

Operace POP n: ADD SP CP n, SP^M

Personal Computer