पेरिविंकल: सिंगल-इंस्ट्रक्शन प्रोसेसर

मैं उस प्रोसेसर के बारे में बात करना चाहता हूं जिसे मैंने 2016 में विकसित किया था। इसे C में एक वर्चुअल मशीन के रूप में लागू किया गया है। मेरे दोस्त ब्योर्न ने एफ # में उसके लिए असेंबलर लिखा।

Periwinkle RISC और CISC के विपरीत, OISC (एक इंस्ट्रक्शन सेट कंप्यूटर) प्रोसेसर है। इसकी कोई पाइपलाइन नहीं है। वास्तव में, उत्पादकता परियोजना का मुख्य उद्देश्य नहीं है, यह आनंद के लिए और शैक्षिक उद्देश्यों के लिए अधिक बनाया गया था।

मेरी दोस्त अलीना पेरिविंकल नाम से आई है, वह है, पेरिविंकल (यह आश्चर्यजनक रूप से दृढ़ फूल को जीवन शक्ति का प्रतीक माना जाता है - लगभग।)

OISC के लिए कई प्रकार के निर्देश हैं। लेकिन पेरिविंकल में, यह एक चाल बयान है। बस शाब्दिक को रजिस्टर में ले जाएं या एक रजिस्टर से दूसरे में मूल्य करें। तार्किक और अंकगणित संचालन, शाखाकरण, आदि। रजिस्टरों का उपयोग कर प्रदर्शन किया।

पेरिविंकल अनुदेश की लंबाई 40 बिट है। डेटा बस 32 बिट्स।



पेरिविंकल में कुल 64 रजिस्टर हैं।



यहाँ कुछ का वर्णन है:

सॉफ्टवेयर काउंटर (पीसी)

• 32 बिट तक काउंटर
  
• कार्यक्रम स्मृति का आकार 255 40-बिट शब्द (कार्यान्वयन निर्भर) है
  
• -1 को पीसी रजिस्टर में ले जाने से काउंटर स्पष्ट रूप से बंद हो जाता है

सामान्य प्रयोजन स्टैक (STK)

• किसी भी चीज़ के लिए ढेर (16 स्तर गहरा)
  
• कोई अतिप्रवाह संकेत और अपूर्ण स्टैक
  
• एक खाली स्टैक रिटर्न पढ़ना 0
  
• यहां मूविंग वैल्यू एक पुश ऑपरेशन है
  
• यहां से चल रहा है - पॉप ऑपरेशन

रैंडम नंबर जेनरेटर (RNG)

• जब कहा जाता है, एक यादृच्छिक 32-बिट संख्या उत्पन्न करता है
  
• यहां मूविंग वैल्यू व्यर्थ लगता है

छोड़ें तो शून्य (SIZ)

• यदि आप शून्य को स्थानांतरित करते हैं, तो निम्न कथन को छोड़ देता है

गैर शून्य (SINZ) छोड़ें

• यदि आप एक गैर-मूल्य को स्थानांतरित करते हैं तो निम्न कथन को छोड़ देता है

संदर्भ (आरईएफ)

• एक स्थानांतरित मूल्य के आधार पर एक पते को इंगित करने के लिए उपयोग किया जाता है
  
• बड़े मानों को 6-बिट संख्या में काट दिया जाता है।

Dereference (DEF)

• आरईएफ के बाद डेरेफ्रेंसिंग

आरक्षित रजिस्टर (RSV)

• यहां जाना कोई मायने नहीं रखता। रजिस्टर में अभी भी शून्य होगा।
  
• किसी भी कार्य के लिए उपयोग किया जा सकता है जब एक वर्चुअल मशीन को एक माइक्रोकंट्रोलर या किसी अन्य चीज़ में स्थानांतरित किया जाए
  
• भविष्य के लिए / अतिरिक्त रजिस्टर
  
• सामान्य वस्तु स्टैक और परिचालन रजिस्टरों से एक आइटम को हटाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है यहां आइटम को स्थानांतरित करके (अनुशंसित नहीं)
  
• पढ़ते समय, 0 देता है

सामान्य प्रयोजन रजिस्टर (GPR0-GPR31)

• 32-बिट संख्या हो सकती है

शून्य रजिस्टर

• इस मद को आगे बढ़ाकर सामान्य प्रयोजन स्टैक और परिचालन रजिस्टरों से एक आइटम को हटाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है
  
• पढ़ने पर वापस लौटता है

स्थिति रजिस्टर:

• 0000 0000 0000 0000 0000 000P ZVNC
  
• पांच झंडे (सी, एन, वी, जेड, पी) शामिल हैं
  
• कैरी
  
• नकारात्मक
  
• बाढ़
  
• शून्य
  
• PLUS रजिस्टर सी, एन, वी, जेड, पी को प्रभावित करता है
  
• रजिस्टर और, या, XOR झंडे एन, जेड, पी को प्रभावित करते हैं
  
• अंतिम रनिंग ऑपरेशन स्थिति रजिस्टर को प्रभावित करेगा
  
• यहां अर्थ को ले जाना व्यर्थ लगता है।

लेकिन PLUS, AND, OR, XOR रजिस्टर कैसे काम करते हैं? इन चार रजिस्टरों में एक अजीबोगरीब स्टैक है, जो वास्तव में एक कम्प्यूटेशनल स्टैक है। जब गणना स्टैक में दो नंबर होते हैं, तो ऑपरेशन शुरू होता है।



यहाँ PLUS रजिस्टर के लिए एक उदाहरण है। यह योजना अन्य तीन रजिस्टरों के लिए भी इसी तरह काम करती है।

लेकिन सिर्फ चार ऑपरेटरों के साथ अंकगणितीय संचालन कैसे करें? जैसा कि मैंने कहा, इस परियोजना का लक्ष्य मनोरंजन और शिक्षा है। इसलिए, आप स्वतंत्र रूप से लापता कार्यों को संश्लेषित कर सकते हैं।

घटाव अतिरिक्त कोड के साथ जोड़कर किया जाता है जो नकारात्मक संख्याओं का प्रतिनिधित्व करता है। बिट्स के उलटा द्वारा एक अतिरिक्त कोड का गठन किया जाता है, अर्थात XOR के माध्यम से 0xFFFFFFFF (2 through-1) को धकेल कर। और PLUS रजिस्टर के माध्यम से एक जोड़ना। हालांकि, कोडांतरक नकारात्मक संख्याओं का समर्थन करता है, इसलिए यह सब करना आवश्यक नहीं है।

गुणन सिर्फ कई जोड़ है।

विभाजन एक संख्या को एक संख्या में रखे जाने की संख्या है। यह क्रमिक घटाव के काउंटर के माध्यम से गणना की जा सकती है।

बिट शिफ्ट को 2 से गुणा करके या 2 से विभाजित करके किया जाता है।

इस बारे में सोचें कि अन्य ऑपरेशनों को कैसे संश्लेषित किया जाए

यदि दिलचस्पी है, तो यहां कुछ असेंबलर कार्यक्रमों के जीथब रिपॉजिटरी है जो मैंने पेरिविंकल के लिए लिखा था। चाल निर्देश बाएं से दाएं काम करता है:

#50 gpr0 //  50(base-10)  gpr0 gpr0 gpr1 //  gpr0  gpr1 

इसके अलावा, मैं पेरिविंकल वीएम वर्चुअल मशीन की निष्पादन योग्य फ़ाइल अपलोड करने का प्रयास करूंगा। वर्चुअल मशीन को किस प्लेटफॉर्म के लिए करना है? (विंडोज (x86? X86-64?), लिनक्स (x86? X86-64? ARM?, ARM64 ?, आदि।), आदि?) चूंकि असेम्बलर एफ # में लिखा है, यह शायद हर जगह काम कर सकता है? , आपको केवल .NET फ्रेमवर्क की जरूरत है, आप मोनो पर एक नज़र डाल सकते हैं।

यदि आप PIC16 की वास्तुकला को जानते हैं, तो आप पेरिविंकल (STATUS, SIZ, SINZ, REF, DEF) के साथ कुछ समानताएँ देख सकते हैं। वास्तव में, इसने मुझे पहली वास्तुकला के रूप में काम करने के लिए प्रेरित किया, जिसके साथ मैंने विधानसभा भाषा में कार्यक्रम करना शुरू किया।