mirror of
https://github.com/iritmaximus/ttk91-compiler.git
synced 2026-10-12 19:13:40 +03:00
added basic docs
This commit is contained in:
Aaro Koivukangas
@@ -1 +1,5 @@
|
||||
# ttk91-compiler
|
||||
# TTK-91
|
||||
|
||||
TTK-91 is a assembly-like language made for a Computer organization course in Helsinki University.
|
||||
The course used this language to teach how programming languages work, how code is compiled into machine language from a basic assembly-like language.
|
||||
This language is now retiring and as a tribute, I thought I would write a proper CLI compiler for the language in Haskell.
|
||||
|
||||
+259
@@ -0,0 +1,259 @@
|
||||
4. TTK-91-konekieli
|
||||
|
||||
4.1 Yhteenveto TTK-91-käskyistä
|
||||
|
||||
+--------------------------------------------------------------------+
|
||||
| Käskykoodi ¦ Rj ¦ M ¦ Ri ¦ osoiteosa ADDR |
|
||||
| 8 bittiä ¦ 3 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 16 bittiä |
|
||||
+--------------------------------------------------------------------+
|
||||
31 24 23 16 15 0
|
||||
|
||||
Symbolisessa konekielessä käskyt esitetään muodossa
|
||||
|
||||
VIITE OPER Rj,M ADDR(Ri)
|
||||
|
||||
missä OPER käskyn symbolinen nimi
|
||||
Rj ensimmäinen operandi (rekisteri R0..R7)
|
||||
M osoitusmoodi:
|
||||
= välitön operandi
|
||||
suora osoitus (tyhjä, ei siis merkitä)
|
||||
@ epäsuora osoitus
|
||||
ADDR osoiteosa (muistiosoite tai vakio)
|
||||
Ri mahdollinen indeksirekisteri (rekisteri R0..R7)
|
||||
|
||||
Jos jollakin käskyn osalla ei ole merkitystä, sen voi jättää merkitsemättä. Käskyn eteen voi laittaa viitteeksi symbolisen osoitteen, jonka tulee sisältää vähintään yksi muu kuin numeromerkki. Kelvollisia merkkejä A-Ö, 0-9 ja _. Vain 8 ensimmäistä merkkiä on merkitseviä.
|
||||
|
||||
|
||||
Lähes kaikille käskyille on käytettävissä seuraavat muodot:
|
||||
|
||||
OPER Rj,ADDR suora muistiosoitus
|
||||
OPER Rj,=ADDR välitön operandi
|
||||
OPER Rj,@ADDR epäsuora muistiosoitus
|
||||
OPER Rj,ADDR(Ri) indeksoitu osoitus
|
||||
OPER Rj,=ADDR(Ri) indeksoitu välitön osoitus
|
||||
OPER Rj,@ADDR(Ri) indeksoitu epäsuora muistiosoitus
|
||||
OPER Rj,Ri suora rekisteriosoitus
|
||||
|
||||
Poikkeuksia ovat:
|
||||
|
||||
STORE jälkimmäinen operandi on aina kohdeosoite,
|
||||
ei voi olla rekisteri, tai vakio.
|
||||
POP Jälkimmäisen operandin tulee aina olla rekisteri
|
||||
HYPPYKÄSKYT jälkimmäinen operandi on aina kohdeosoite,
|
||||
ei voi olla vakio
|
||||
tilarekisteriä tutkivissa käskyissä on ensimmäinen
|
||||
operandi merkityksetön
|
||||
NOP operandeilla ei merkitystä
|
||||
|
||||
4.2 TTK-91 symbolisen konekielen käskyt
|
||||
Tiedonsiirtokäskyt:
|
||||
|
||||
LOAD vie jälkimmäisen operandin arvon rekisterin Rj arvoksi.
|
||||
STORE talleta rekisterissä Rj oleva kokonaisluku jälkimmäisen operan-
|
||||
din arvoksi.
|
||||
IN lukee jälkimmäisenä operandina kerrotulta laitteelta kokonaislu-
|
||||
vun rekisteriin Rj (näppäimistöltä esim IN R1,=KBD)
|
||||
OUT tulostaa rekisterissä Rj olevan kokonaisluvun jälkimmäisenä
|
||||
operandina kerrotulle laitteelle (näytölle esim. OUT R1,=CRT)
|
||||
|
||||
Aritmeettiset ja loogiset käskyt:
|
||||
|
||||
ADD (add) lisää rekisterissä Rj olevaan lukuun jälkimmäisen operan-
|
||||
din arvon.
|
||||
SUB (subtract) vähennä rekisterissä Rj olevasta luvusta jälkimmäisen
|
||||
operandin arvon.
|
||||
MUL (multiply) kerro rekisterissä Rj oleva luku jälkimmäisen operan-
|
||||
din arvolla.
|
||||
DIV (divide) jaa rekisterissä Rj oleva luku jälkimmäisen operandin
|
||||
arvolla. Jakolaskussa vain kokonaisosalla on merkitystä.
|
||||
MOD (modulo) jaa rekisterissä Rj oleva luku jälkimmäisen operandin
|
||||
arvolla. Jakolaskussa vain jakojäännösosalla on merkitystä.
|
||||
|
||||
AND (boolean AND) looginen JA-operaatio Rj:n ja jälkimmäisen
|
||||
operandin arvon välillä.
|
||||
OR (boolean OR) looginen TAI-operaatio Rj:n ja jälkimmäisen
|
||||
operandin arvon välillä.
|
||||
XOR (boolean XOR) looginen poissulkeva TAI-operaatio Rj:n ja
|
||||
jälkimmäisen operandin arvon välillä.
|
||||
SHL (shift left) siirrä rekisterin Rj bittejä vasemmalle toisen
|
||||
operandin ilmoittama määrä. Täytä oikeaa päätä 0-biteillä.
|
||||
SHR (shift right) kuten SHL, mutta siirrä oikealle.
|
||||
SHRA (arithmetic shift right) kuten SHR, mutta säilyttäen etumerkin
|
||||
(täytä vasenta päätä etumerkkibitillä).
|
||||
|
||||
COMP (compare) vertaa ensimmäisen operandin arvoa toisen operandin
|
||||
arvoon ja aseta vertailun tulos tilarekisterin bitteihin SR
|
||||
L=pienempi, E=yhtäsuuri, G=suurempi.
|
||||
|
||||
Haarautumiskäskyt:
|
||||
|
||||
JUMP (unconditional jump) ehdoton hyppy toisen operandin ilmaisemaan
|
||||
kohdeosoitteeseen.
|
||||
|
||||
JNEG (jump if negative) jos Rj < 0, niin hyppää jälkimmäisenä operan-
|
||||
dina olevaan osoitteeseen, muuten jatka seuraavasta käskystä.
|
||||
JZER (jump if zero) jos Rj = 0
|
||||
JPOS (jump if positive) jos Rj > 0
|
||||
JNNEG (jump if not negative) jos Rj >= 0
|
||||
JNZER (jump if not zero) jos Rj <> 0
|
||||
JNPOS (jump if not positive) jos Rj <= 0
|
||||
|
||||
JLES (jump if less) jos tilarekisterin SR bitti L asetettu, niin
|
||||
hyppää jälkimmäisenä operandina olevaan osoitteeseen, muuten
|
||||
jatka seuraavasta käskystä (käyttö COMP-käskyn yhteydessä).
|
||||
JEQU (jump if equal) jos bitti E asetettu
|
||||
JGRE (jump if greater) jos bitti G asetettu
|
||||
JNLES (jump if not less) jos bitti E tai G asetettu
|
||||
JNEQU (jump if not equal) jos bitti L tai G asetettu
|
||||
JNGRE (jump if not greater) jos bitti L tai E asetettu
|
||||
|
||||
Pinokäskyt:
|
||||
|
||||
Käskyn ensimmäinen operandi rekisteri Rj osoittaa pinon huipulle pinon päällimmäiseen alkioon. Pino-osoittimena käytetään tavallisesti rekisteriä SP (eli R6).
|
||||
|
||||
PUSH Kasvata pino-osoittimen Rj arvoa yhdellä ja vie jälkimmäinen
|
||||
operandi pinon päällimmäiseksi alkioksi.
|
||||
|
||||
POP Poista pinosta päällimmäinen alkio ja vie se jälkimmäisenä
|
||||
operandina kerrottuun rekisteriin (HUOM: aina rekisteri).
|
||||
Vähennä pino-osoittimen Rj arvoa yhdellä.
|
||||
|
||||
PUSHR Vie pinoon rekisterit R0, R1, R2, R3, R4, R5 ja R6 (SP) tässä
|
||||
järjestyksessä. Ennen kunkin rekisterin vientiä kasvata pino-
|
||||
osoittimen Rj arvoa yhdellä.
|
||||
|
||||
POPR Nouda pinosta arvot rekistereihin R6 (SP), R5, R4, R3, R2, R1 ja
|
||||
R0 tässä järjestyksessä. Jokaisella noudolla hae ensin arvo
|
||||
pino-osoittimen Rj osoittamasta kohdasta kyseiseen rekisteriin
|
||||
ja sen jälkeen vähennä pino-osoittimen Rj arvoa yhdellä.
|
||||
|
||||
Aliohjelmakäskyt:
|
||||
|
||||
CALL (call procedure) aliohjelmakutsu, eli kontrollin siirto toisen
|
||||
operandin ilmoittamaan osoitteeseen. Tallettaa paluuosoitteen
|
||||
pinoon, jonka huipulle osoittaa Rj.
|
||||
EXIT palaa aliohjelmasta kutsua seuraavaan käskyyn. Paluuosoite löytyy
|
||||
pinosta, jonka huipulle osoittaa Rj. Jälkimmäisenä operandina
|
||||
pinossa välitettyjen parametrien lukumäärä.
|
||||
|
||||
Systeemikutsut:
|
||||
|
||||
SVC (supervisor call) käyttöjärjestelmän palvelurutiinin kutsu.
|
||||
(systeemikutsu). Ensimmäisenä operandi pinon huippu Rj ja toisena
|
||||
operandina palvelun numero. Palvelurutiinikutsut ovat erikoisia
|
||||
kutsuja ennalta määrättyihin aliohjelmiin. Rutiinien koodi on
|
||||
näkymättömissä, koodialueen "ulkopuolella".
|
||||
|
||||
Palvelunumeroita:
|
||||
|
||||
HALT : Lopettaa ohjelman suorituksen.
|
||||
TIME : Antaa kellonajan. Pinossa välitettävä osoitteet, jonne
|
||||
halutaan tunnit, minuutit, sekunnit (HUOM: järjestys!).
|
||||
DATE : Antaa päiväyksen. Pinossa välitettävä osoitteet, jonne
|
||||
halutaan vuosi, kuukausi ja päivä. (HUOM: järjestys!).
|
||||
READ : Lukee kokonaisluvun. Pinossa välitettävä osoite, jonne
|
||||
luku halutaan luettavan.
|
||||
WRITE: Kirjoittaa kokonaisluvun. Pinossa välitettävä tulostettava
|
||||
arvo.
|
||||
Muita:
|
||||
|
||||
NOP (no operation) ei toimintaa
|
||||
|
||||
4.3 TTK-91-konekielen käskykoodit
|
||||
|
||||
Käsky Binääri Desimaali Heksadesimaali
|
||||
|
||||
NOP 0000 0000 0 00
|
||||
|
||||
STORE 0000 0001 1 01
|
||||
LOAD 0000 0010 2 02
|
||||
IN 0000 0011 3 03
|
||||
OUT 0000 0100 4 04
|
||||
|
||||
ADD 0001 0001 17 11
|
||||
SUB 0001 0010 18 12
|
||||
MUL 0001 0011 19 13
|
||||
DIV 0001 0100 20 14
|
||||
MOD 0001 0101 21 15
|
||||
|
||||
AND 0001 0110 22 16
|
||||
OR 0001 0111 23 17
|
||||
XOR 0001 1000 24 18
|
||||
SHL 0001 1001 25 19
|
||||
SHR 0001 1010 26 1A
|
||||
SHRA 0001 1011 27 1B
|
||||
|
||||
COMP 0001 1111 31 1F
|
||||
|
||||
JUMP 0010 0000 32 20
|
||||
JNEG 0010 0001 33 21
|
||||
JZER 0010 0010 34 22
|
||||
JPOS 0010 0011 35 23
|
||||
JNNEG 0010 0100 36 24
|
||||
JNZER 0010 0101 37 25
|
||||
JNPOS 0010 0110 38 26
|
||||
|
||||
JLES 0010 0111 39 27
|
||||
JEQU 0010 1000 40 28
|
||||
JGRE 0010 1001 41 29
|
||||
JNLES 0010 1010 42 2A
|
||||
JNEQU 0010 1011 43 2B
|
||||
JNGRE 0010 1100 44 2C
|
||||
|
||||
CALL 0011 0001 49 31
|
||||
EXIT 0011 0010 50 32
|
||||
PUSH 0011 0011 51 33
|
||||
POP 0011 0100 52 34
|
||||
PUSHR 0011 0101 53 35
|
||||
POPR 0011 0110 54 36
|
||||
|
||||
SVC 0111 0000 112 70
|
||||
|
||||
4.4 TTK-91-koneen ennalta määrätyt symbolit
|
||||
|
||||
Näitä symboleja voi käyttää TTK-91-ohjelmassa niitä erikseen määrittelemättä.
|
||||
|
||||
Symboli Arvo
|
||||
--------------------
|
||||
CRT 0
|
||||
KBD 1
|
||||
STDIN 6
|
||||
STDOUT 7
|
||||
HALT 11
|
||||
READ 12
|
||||
WRITE 13
|
||||
TIME 14
|
||||
DATE 15
|
||||
|
||||
4.5 Kääntäjän ohjauskäskyt (valekäskyt)
|
||||
|
||||
Kääntäjän ohjauskäskyt antavat ohjeita symbolisen konekielen kääntäjälle. Ne EIVÄT ole varsinaisia symbolisen konekielen käskyjä.
|
||||
|
||||
tunnus EQU arvo
|
||||
Samaistuskäsky EQU määrittelee symboliselle tunnukselle kokonaislukuar- von. Tunnusta voi käyttää käskyn ADDR -kentässä, jolloin se käsitellään kuten vastaavaan paikkaan kirjoitettu "arvo".
|
||||
|
||||
tunnus DC arvo
|
||||
Muistinvarauskäsky DC (data constant) varaa yhden muistisanan vakiota varten, samaistaa varatun muistipaikan osoitteen ja symbolisen osoitteen "tunnus" sekä asettaa varatun muistipaikan sisällöksi luvun "arvo". Tunnusta voi käyttää käskyn ADDR-kentässä kuten muistiosoitetta.
|
||||
|
||||
tunnus DS koko
|
||||
Muistinvarauskäsky DS (data segment) varaa muistialueen, jonka koko on "koko" (sanoina) ja samaistaa varatun muistialueen alkuosoitteen ja symbolisen osoitteen "tunnus". Käytetään globaalien muuttujien tilanvaraukseen. Tunnusta voi käyttää käskyn ADDR -kentässä kuten muistiosoitetta.
|
||||
|
||||
asetus DEF merkkijono
|
||||
DEF muuttaa TTK-91-koneen tiedostojärjestelmän simulointiasetuksia. Merkkijonon 'merkkijono' tulee olla absoluuttinen tiedostopolku.
|
||||
|
||||
Esimerkkejä:
|
||||
|
||||
STDIN DEF /home/myuser/ttk91/stdin
|
||||
STDOUT DEF C:\mydir\stdout
|
||||
|
||||
Muutettavat asetukset:
|
||||
|
||||
STDIN Stdin-datan lähdetiedosto.
|
||||
STDOUT Stdout-datan kohdetiedosto.
|
||||
HOME Käyttäjän kotihakemisto. Titokoneessa tätä ei käytetä, vaan
|
||||
kotihakemisto kysytään Javan virtuaalikoneen kautta itse
|
||||
käyttöjärjestelmältä.
|
||||
|
||||
Oletustiedostot kahdelle ensimmäiselle ovat stdin ja stdout käyttäjän työhakemistossa.
|
||||
|
||||
Jos yhteenveto Titokoneen käskykannasta ei tyydyttänyt tiedonjanoasi, lisää aiheesta löydät kurssin Tietokoneen toiminta kotisivuilta.
|
||||
Reference in New Issue
Block a user