<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">

<title>Расширенный набор команд БЭВМ</title>

<!-- $Id$ -->

<h1 id="a1">Расширенный набор команд <a href="index.html">БЭВМ</a></h1>

<h3 id="a1">Содержание</h3>

<li><a href="#a2">Набор команд</a></li>

<li><a href="#a3">Реализация</a></li>

<li><a href="#a4">Ограничения</a></li>

<li><a href="#a5">Стек</a></li>

<li><a href="#a6">Отличия от оригинального набора команд</a></li>

<li><a href="#a7">Новые команды</a></li>

<li><a href="#a8">Примеры использования</a></li>

<h3 id="a2">Набор команд</h3>

<table border="1">

<td align="center"><b>Наименование</b></td>

<td align="center"><b>Мнемоника</b></td>

<td align="center"><b>Код</b></td>

<td align="center"><b>Описание</b></td>

<tr><td colspan="4" align="center"><b>Безадресные команды</b></td></tr>

<td>Нет операции</td>

<td>NOP</td>

<td>0000</td>

<td></td>

<td>Останов</td>

<td>HLT</td>

<td>0100</td>

<td></td>

<td>Разрешение прерываний</td>

<td>EI</td>

<td>0200</td>

<td></td>

<td>Запрещение прерываний</td>

<td>DI</td>

<td>0300</td>

<td></td>

<td>Очистка флага переноса</td>

<td>CLC</td>

<td>0400</td>

<td>0 → С</td>

<td>Инверсия флага переноса</td>

<td>CMC</td>

<td>0500</td>

<td>(!С) → С</td>

<td>Циклический сдвиг влево</td>

<td>ROL</td>

<td>0600</td>

<td>Содержимое А и С циклически сдвигается влево</td>

<tr><td><u>Сдвиг влево</u></td><td><u>SHL</u></td>

<td>0680</td>

<td>Содержимое А сдвигается влево c заполнением старшего бита нулём</td>

<td>Циклический сдвиг вправо</td>

<td>ROR</td>

<td>0700</td>

<td>Содержимое А и С циклически сдвигается вправо</td>

<tr><td><u>Сдвиг вправо</u></td><td><u>SHR</u></td>

<td>0780</td>

<td>Содержимое А сдвигается вправо c заполнением младшего бита нулём</td>

<td>Очистка аккумулятора</td>

<td>CLA</td>

<td>0800</td>

<td>0 → А</td>

<td>Инверсия аккумулятора</td>

<td>CMA</td>

<td>0900</td>

<td>(!А) → А</td>

<td>Инкремент аккумулятора</td>

<td>INC</td>

<td>0A00</td>

<td>(А) + 1 → А</td>

<td>Декремент аккумулятора</td>

<td>DEC</td>

<td>0B00</td>

<td>(А) - 1 → А</td>

<tr><td><u>Обмен аккумулятора с вершиной стека</u></td><td><u>SWAP</u></td>

<td>0C00</td>

<td>(A) ↔ ((7FF))</td>

<tr><td><u>Помещение аккумулятора в стек</u></td><td><u>PUSH</u></td>

<td>0D00</td>

<td>(7FF) - 1 → 7FF, A → (7FF)</td>

<tr><td><u>Помещение РС в стек</u></td><td><u>PUSHF</u></td>

<td>0D80</td>

<td>(7FF) - 1 → 7FF, РС → (7FF)</td>

<tr><td><u>Получение аккумулятора из стека</u></td><td><u>POP</u></td>

<td>0E00</td>

<td>((7FF)) → A, (7FF) + 1 → 7FF</td>

<tr><td><u>Получение РС из стека</u></td><td><u>POPF</u></td>

<td>0E80</td>

<td>((7FF)) → C, N, Z, EI, (7FF) + 1 → 7FF</td>

<tr><td><u>Возврат из подпрограммы</u></td><td><u>RET</u></td>

<td>0F00</td>

<td>((7FF)) → СК, (7FF) + 1 → 7FF</td>

<tr><td><u>Возврат из прерывания</u></td><td><u>IRET</u></td>

<td>0F80</td>

<td>((7FF)) → СК, (7FF) + 1 → 7FF, ((7FF)) → C, N, Z, EI, (7FF) + 1 → 7FF</td>

<tr><td colspan="4" align="center"><b>Команды ввода-вывода</b></td></tr>

<td>Очистка флага ВУ</td>

<td>CLF ВУ</td>

<td>10XX</td>

<td></td>

<td>Опрос флага ВУ</td>

<td>TSF ВУ</td>

<td>11XX</td>

<td>Если флаг ВУ = 1, то (СК) + 1 → СК</td>

<td>Ввод</td>

<td>IN ВУ</td>

<td>12XX</td>

<td>(ВУ) → А</td>

<td>Вывод</td>

<td>OUT ВУ</td>

<td>13XX</td>

<td>(А) → ВУ</td>

<tr><td colspan="4" align="center"><b>Адресные команды</b></td></tr>

<tr><td><u>Обращение к подпрограмме</u></td><td><u>CALL М</u></td>

<td>2XXX</td>

<td>(7FF) - 1 → 7FF, (СК) → (7FF); М → СК</td>

<td>Безусловный переход</td>

<td>JMP М</td>

<td>3XXX</td>

<td>М → СК</td>

<td>Переход, если перенос</td>

<td>BCS М</td>

<td>4XXX</td>

<td>Если (С) = 1, то М → СК</td>

<td>Переход, если плюс</td>

<td>BPL М</td>

<td>5XXX</td>

<td>Если (N) = 0, то М → СК</td>

<td>Переход, если минус</td>

<td>BMI М</td>

<td>6XXX</td>

<td>Если (N) = 0, то М → СК</td>

<td>Переход, если нуль</td>

<td>BEQ М</td>

<td>7XXX</td>

<td>Если (Z) = 0, то М → СК</td>

<td>Пересылка</td>

<td>MOV М</td>

<td>8XXX</td>

<td>(A) → М</td>

<tr><td><u>Сравнение</u></td><td><u>CMP М</u></td>

<td>9XXX</td>

<td>(A) - (М) → C, N, Z</td>

<tr><td><u>Декремент и пропуск</u></td><td><u>LOOP М</u></td>

<td>AXXX</td>

<td>(М) - 1 → М; Если (М) ≥ 0, то (СК) + 1 → СК</td>

<td>Приращение и пропуск</td>

<td>ISZ М</td>

<td>BXXX</td>

<td>(М) + 1 → М; Если (М) ≥ 0, то (СК) + 1 → СК</td>

<td>Вычитание</td>

<td>SUB М</td>

<td>CXXX</td>

<td>(A) - (М) → A</td>

<td>Сложение с переносом</td>

<td>ADC М</td>

<td>DXXX</td>

<td>(A) + (С) + (М) → A</td>

<td>Сложение</td>

<td>ADD М</td>

<td>EXXX</td>

<td>(A) + (М) → A</td>

<td>Логическое умножение</td>

<td>AND М</td>

<td>FXXX</td>

<td>(A) & (М) → A</td>

<p><u>Выделены</u> <a href="#a7">новые команды</a>.

<h3 id="a3">Реализация</h3>

Расширенный набор команд реализован в:

<li><a href="ExtendedMicroProgram.html">Расширенной микропрограмме</a></li>

<h3 id="a4">Ограничения</h3>

<li>Данный набор команд представлен в ознакомительных целях. Использование расширенного набора команд и <a href="ExtendedMicroProgram.html">расширенной микропрограммы</a> при выполнении лабораторных работ, домашних заданий и при написании рубежного контроля запрещено</li>

<li>Программы, использующие расширенный набор команд, бинарно несовместимы с программами, написанными с использованием <a href="BaseInstrSet.html">оригинального набора команд</a></li>

<li>Для программ, использующих стек, выполнение пультовой операции <code>Пуск</code> является обязательным</li>

<h3 id="a5">Стек</h3>

В связи с отсутствием в БЭВМ регистра для хранение указателя стека используется ячейка памяти с адресом 7FF. Указатель стека устанавливается в значение по умолчанию при выполнении пультовой операции <code>Пуск</code>.

<h3 id="a6">Отличия от оригинального набора команд</h3>

<li>Для всех команд изменён их код. Команда HLT получила код 0000</li>

<li>Мнемоника команды BR изменена на JMP</li>

<li>Команда JSR заменена новой командой CALL, которую можно использовать в рекурсивных подпрограммах</li>

<li>Команды EI и DI получили цикл прерывания</li>

<li>Добавлены <a href="#a7">новые команды</a></li>

<li>Изменена обработка прерываний:

<li>При обращении к подпрограмме обработки прерывания содержимое СК и РС сохраняется в стеке и происходит переход по адресу, расположенному в ячейке 000</li>

<li>Для возврата из подпрограммы обработки прерывания добавлена команда IRET, которая восстановит из стека значение СК и состояние флагов C, N, Z, EI. В подпрограмме обработки прерывания больше не требуются сохранение флага C и разрешение прерываний перед возвратом из неё</li>

<li>За счёт использования стека теоретически возможно разрешение прерываний в подпрограмме обработки прерывания</li>

<h3 id="a7">Новые команды</h3>

<li>LOOP - осуществляет декремент указанной ячейки и пропускает следующую команду до тех пор, пока значение ячейки не станет отрицательным. Предназначена для организации циклов с предусловием</li>

<li>CMP - вычитает из содержимого аккумулятора содержимое указанной ячейки и сохраняет результат во флагах C, N, Z</li>

<li>CALL - переход к подпрограмме с сохранением адреса возврата в стеке</li>

<li>RET - возврат из подпрограммы</li>

<li>IRET - возврат из подпрограммы обработки прерывания. Восстанавливает из стека значения СК и флагов C, N, Z, EI</li>

<li>PUSH - сохраняет значение А в стеке</li>

<li>POP - восстанавливает значение А из стека</li>

<li>PUSHF - сохраняет значение РС в стеке</li>

<li>POPF - восстанавливает значение флагов C, N, Z, EI из стека</li>

<li>SWAP - обменивает содержимое А с вершиной стека</li>

<li>SHL - сдвиг содержимого А влево с заполнением старшего бита А нулём</li>

<li>SHR - сдвиг содержимого А вправо с заполнением младшего бита А нулём</li>

<h3 id="a8">Примеры использования</h3>

<h4>Вычисление произведения двух чисел</h4>

ORG 10

BEGIN: CLA

MOV R

ADD Y

PUSH

CLA

ADD X

LOOP: BEQ DONE

SHR

SWAP

BCS ADDUP

JMP SKIP

ADDUP: PUSH

ADD R

MOV R

POP

SKIP: SHL

SWAP

JMP LOOP

DONE: POP

HLT

X: WORD ?

Y: WORD ?

R: WORD ?

<h4>Вычисление факториала числа</h4>

<h5>Используя для умножения операцию сложения</h5>

ORG 10

BEGIN:

CLA

ADD X

CALL FACTORIAL

MOV R

HLT

ORG 18

X: WORD 8

R: WORD ?

ORG 20

FACTORIAL:

CMP CONST

BEQ FINISH

PUSH

DEC

CALL FACTORIAL

MOV VALUE

POP

MOV COUNT

CLA

LOOP: LOOP COUNT

FINISH: RET

ADD VALUE

JMP LOOP

CONST: WORD 1

VALUE: WORD ?

COUNT: WORD ?

<h5>Используя для умножения подпрограмму</h5>

ORG 10

BEGIN:

CLA

ADD X

CALL FACTORIAL

MOV R

HLT

ORG 18

X: WORD 8

R: WORD ?

ORG 20

FACTORIAL:

CMP CONST

BEQ FINISH

PUSH

DEC

CALL FACTORIAL

CALL MUL

FINISH: RET

CONST: WORD 1

ORG 30

MUL: SWAP

MOV RETURN

CLA

MOV SUM

POP

LOOP: BEQ DONE

SHR

SWAP

BCS ADDUP

JMP SKIP

ADDUP: PUSH

ADD SUM

MOV SUM

POP

SKIP: SHL

SWAP

JMP LOOP

DONE: POP

CLA

ADD SUM

JMP (RETURN)

SUM: WORD ?

RETURN: WORD ?

<h4>Обработка прерываний</h4>

<h5>Требования</h5>

<li>В основной программе должно циклически сдвигаться содержимое ячейки R, всегда содержащее один единичный бит.</li>

<li>Раз в десять секунд должно увеличиваться содержимое ячейки T.</li>

<li>При запросе от ВУ1 выводить на него значение ячейки X.</li>

<li>При запросе от ВУ2 сохранять введённое в РД ВУ2 значение в ячейку X.</li>

<li>При запросе от ВУ3 обменивать местами значение его РД и ячейки X.</li>

<li>Обмен с ВУ осуществлять в режиме прерывания.</li>

<h5>Решение</h5>

ORG 000

WORD INTR

ORG 010

BEGIN:

CLA

MOV T

ADD CONST

OUT 0

EI

CLA

INC

LOOP: ROR

BCS LOOP

MOV R

JMP LOOP

ORG 01C

CONST: WORD 64

X: WORD 0

T: WORD ?

R: WORD ?

INTR: PUSH

TSF 0

JMP IO1

CLF 0

ISZ T

NOP

IO1: TSF 1

JMP IO2

CLA

ADD X

OUT 1

CLF 1

IO2: TSF 2

JMP IO3

CLA

IN 2

CLF 2

MOV X

IO3: TSF 3

JMP END

CLA

ADD X

PUSH

IN 3

MOV X

POP

OUT 3

CLF 3

END: POP

IRET