MIX-Befehle - Aufbau

Transkript

1 MIX-Befehle - Aufbau /- A A I F C +AA ist der Adressteil des Befehls. Diese Zahl oder Adresse nennen wir M. I ist die Indexspezifikation. I=0 bedeutet unveränderter Adressteil, sonst wird der Inhalt des i-ten Indexregister hinzuaddiert. F ist eine Modifikation des Befehls C, oft eine Feldspezifikation (L:R) in der Form 8*L+R mit L, R in {0,1,2,3,4,5}, L R. C ist der Code des Befehls. Alle Befehle und Codes stehen auf den nächsten Folien

2 MIX-Befehle 1: Ladebefehle LDA load A C=8, F ist Feldspezifikation. V=Content(M) ersetzt den Inhalt von ra für F=(0:5). Ist 0 nicht Teil von F, so wird das Pluszeichen verwendet. Die gelesenen Bytes werden von rechts in ra geschrieben und mit Nullen aufgefüllt. LDX load X C=15, F ist Feldspezifikation. LDX arbeitet wie LDA, aber es wird das x-register rx geladen. LDi load i C=8+i, F ist Feldspezifikation. LDi lädt das Register rii. LDAN load A negativ C=16, F ist Feldspezifikation. LDAN lädt ra mit dem negativen Wert zu V=Content(M). LDXN load X negativ C=23, F ist Feldspezifikation. analog zu LDAN nur für rx. LDiN load i negativ C=16+i, F ist Feldspezifikation. analog zu LDAN, nur für ri1,...,ri6

3 MIX-Befehle 2: Speicherbefehle STA store A C=24, F ist Feldspezifikation. Der von F festgelegte Teil von M wird von entsprechend vielen Bytes von rechts aus ra gefüllt. STX store X C=31, F ist Feldspezifikation. STX nimmt die Bytes aus rx statt ra. STi store i C=25+i, F ist Feldspezifikation. STi nimmt die Bytes aus ri1, ri2, ri3, ri4, ri5 oder ri6 statt aus ra. STJ store J C=32, F ist Feldspezifikation. STJ schreibt das rechte oder beide Bytes aus rj in den durch F festgelegten Teil von M. In der Regel ist F=(0:2). STZ store zero C=33, F ist Feldspezifikation. Dieser Befehl schreibt +0 in die Speicherstelle M.

4 MIX-Befehle 3: Arithmetik ADD add C=1, F ist Feldspezifikation. V=Content(M) wird zu Content(rA) addiert. OV wird ggf. gesetzt und die unteren 5 Bytes und das Vorzeichen der Summe in ra gespeichert. SUB subtract C=2, F ist Feldspezifikation. V=Content(M) wird von Content(rA) abgezogen. OV wird ggf. gesetzt und die unteren 5 Bytes und dasvorzeichen der Differenz in ra gespeichert. MUL multiply C=3, F ist Feldspezifikation. V wird mit Content(rA) multipliziert. Das 10-Byte-Produkt wird in ra und rx zusammen gespeichert, wobei ra die oberen Bytes erhält. Die Vorzeichen von ra und rx werden beide auf das Vorzeichen des Produktes gesetzt. DIV divide C=4, F ist Feldspezifikation. Die Werte in ra und rx werden als 10-Byte-Zahl rax mit Vorzeichen von ra gelesen und durch V geteilt. Ist V=0 oder der Quotient größer als 5 Bytes wird OV gesetzt und das Ergebnis ist undefiniert. Sonst steht der Quotient in ra und der Rest in rx. ra erhält das Vorzeichen des Quotienten und rx das alte Vorzeichen von ra.

5 MIX-Befehle 4: Adresstransformationen ENTA enter A C=48, F=2 ra erhält den Wert M. Für M=0 wird das Vorzeichen geladen. ENTX enter X C=55, F=2 ENTi enter i C=48+i, F=2 ENNA enter negative A C=48, F=3 ra erhält den Wert -M. ENNX enter negativ X C=55, F=3 ENNi enter negativ i C=48+i, F=3 INCA increment A C=48, F=0 ra wird um den Wert M erhöht. OV wird ggf. gesetzt, genau wie bei ADD. INCX increment X C=55, F=3 INCi increment i C=48+i, F=0 DECA decrement A C=48, F=1 ra wird um den Wert M vermindert. OV wird ggf. gesetzt, siehe SUB. DECX decrement X C=55, F=1 DECi decrement i C=48+i, F=1

6 MIX-Befehle 5: Vergleiche CMPA compare A C=56, F ist Feldspezifikation. Der durch F festgelegte Teil von ra wird mit dem entsprechenden Teil von M verglichen. Das Ergebnis gelangt in CM als EQUAL, GREATER oder LESS (E, G oder L). CMPX compare X C=63, F ist Feldspezifikation. CMPi compare i C=56+i, F ist Feldspezifikation.

7 MIX-Befehle 6: Sprünge JMP jump C=39, F=0 Unbedingter Sprung nach M. rj erhält die Adresse hinter der Sprunganweisung. JSJ jump, save J C=39, F=1 Unbedingter Sprung nach M ohne Änderung von rj. JOV jump on overflow C=39, F=2 Springe zu M, wenn OV gesetzt ist. rj erhält die Adresse hinter dem Sprung. OV wird abgestellt. JNOV jump on no overflow C=39, F=3 Wenn OV nicht gesetzt ist, springe nach M. Ansonsten wird OV abgestellt. rj wird gesetzt. JL,JE,JG,JGE,JNE,JLE jump on less (equal,greater, greater-equal, non-zero, less-equal) C=39, F=4,5,6,7,8 oder 9 Springe zu M, falls CM LESS (EQUAL, GREATER, GREATER or EQUAL, GREATER or LESS, LESS or EQUAL) ist. rj wird gesetzt. JAN,JAZ,JAP,JANN,JANZ,JANP jump A negativ (zero, positive, nonnegative, nonzero, nonpositive) C=40, F=0,1,2,3,4 oder 5 JXN,JXZ,JXP,JXNN,JXNZ,JXNP jump X... C=47, F=0,1,2,3,4 oder 5 JiN,JiZ,JiP,JiNN,JiNZ,JiNP jump i... C=40+i, F=0,1,2,3,4 oder 5

8 MIX-Befehle 7: Sonstige SLA shift left A, C=6, F=0 M wird als Byteanzahl interpretiert, um die MIX-Bytes in ra nach links verschoben werden. Es wird mit Nullen aufgefüllt. SRA shift right A, C=6, F=1 Wie SLA, nur wird nach rechts verschoben. SLAX, SRAX, SLC, SRC shift left AX (shift right AX, shift left AX circularly, shift right AX circularly) C=6, F=2,3,4,5 ra und rx werden als 10-Byte-Wort verstanden und nach links bzw. rechts verschoben. SLAX und SRAX füllen mit Nullen auf, während SLC und SRC zirkulär verschieben. MOVE move C=7, F eine Zahl, oft 1 Eine Anzahl F von Wörtern beginnend bei M wird zur Adresse Content(rI1) verschoben. Pro Takt wird ein Wort verschoben. ri1 wird am Ende um 1 erhöht. NOP no operation C=0 HLT halt C=5, F=2 Die Maschine stoppt. Nach einem Neustart ist dies äquivalent zu NOP.

9 MIX-Befehle 8: Eingabe und Ausgabe IN input, C=36, F = Gerät Dieser Befehl beginnt mit dem Lesen eines Wortblockes des Gerätes und schreibt ihn ab M in den Speicher. Die Zeitdauer ist unklar und ein Programm sollte nicht auf den beschriebenen Speicher zugreifen, während der Lesevorgang läuft. OUT output C=37, F = Gerät Dieser Befehl beginnt das Schreiben eines Wortblockes der durch das Gerät definierten Länge ab der Adresse M aus dem Speicher auf das Gerät. IOC Zeitdauer unbekannt wie bei IN. input-output-control C=35, F = Gerät Bei den Geräten 0-7 wird das Band für M=0 zurückgespult. Für M<0 wird es M Blöcke zurück, für M>0 M Blöcke vorgespult. Die Maschine wartet, bis das Gerät bereit ist. Bei den Geräten 8-15 sollte M=0 sein. Die Platte oder Trommel wird so eingestellt, dass Zugriff ab Content(rX) schnell ist. IOC 0 (18) setzt den Zeilendrucker zum Anfang der nächsten Seite. IOC 0 (20) spult das Papierband zurück. JRED jump ready C=38, F = Gerät Falls das Gerät fertig (mit IN, OUT oder IOC) ist, springe nach M. JBUS jump busy C=34, F = Gerät Falls das Gerät nicht fertig ist, springe nach M.

10 MIX-Befehle 9: Umwandlungsoperatoren NUM convert to numeric, C=5, F = 0 Das 10-Byte -Wort rax wird als Zeichen eines Zahlwortes interpretiert. Dieses Wort wird in ra abgelegt. Vorzeichen von ra und rx bleiben unverändert. Bytewerte 00,10,20,30,40,50,60 werden als Ziffer 0 gelesen. Die Bytewerte 01,11,21,31,41,51,61 werden als Ziffer 1 gelesen,... CHAR convert to chararcters C=37, F = 1 Content(rA) wird in Zeichen umgewandelt und in rax abgelegt. Vorzeichen von ra und rx bleiben unverändert.

11 MIX-Label, MIX-Adressen, MIX-Terme <Adresse> -> <Ziffer03> <Ziffer> <Ziffer> <Ziffer> <Term> <Index> -> <Term> -> <Zahl> <Symbol> <Term> + <Term> <Term> - <Term> <Term> * <Term> <Term> / <Term> (<Term>) <Label> -> <Buchstabe> <Buchstabe> <Labelrest> <Labelrest> -> <Ziffer> <Buchstabe> <Labelrest> <Labelrest> <Zahl> -> <Ziffer19> {<Ziffer>} 0 <5Zeichen> -> <Zeichen> <Zeichen> <Zeichen> <Zeichen> <Zeichen> <Zeichen> -> ' ' <Buchstabe> <Ziffer> <Sonderzeichen> <Sonderzeichen> ->., ( ) + - * / = $ '<' ; : ''' <Ziffer> -> <Ziffer19> -> <Ziffer05> -> <Ziffer03> -> <Buchstabe> -> A B C D E F G H I J K L M N O P Q R Σ Π S T U V W X Y Z

12 MIXAL-Syntax <Programm> -> <Befehl> [ CR <Befehl>] (CR steht für Zeilenwechsel.) <Befehl> -> <MIX-Befehl> ' ' <Kommentar> <MIXAL-Befehl> ' ' <Kommentar> * <Kommentar> <MIX-Befehl> -> [<Label>] <MIX-OP> [<Adresse>] [,<Index>] [<Feld>] <Kommentar> -> <Zeichen> <Kommentar> <Kommentar> <MIX-OP> -> LDA LDX... CHAR <Feld> -> ( <Ziffer05> : <Ziffer05> ) <MIXAL-Befehl> -> ALF <5Zeichen> CON <Term> END ORIG <Adresse> <Label> EQU <Term> Nebenbedingungen: - Einige MIX-Befehle dürfen kein (<Feld>) haben. - <Term> darf nie größer als 2^30 oder kleiner als -2^30 sein. - MIX-OP und ALF, CON, END, EQU, ORIG dürfen nicht als Label verwendet werden.

13 MIXAL Semantik - ALF nimmt die 5 Zeichen und schreibt ihre 5 Bytewerte an die aktuelle Position. - CON schreibt den Wert des Terms an die aktuelle Speicherposition. - END markiert das Ende des Programms. Die Adresse gibt die Startadresse des Programms. - EQU dient dem Definieren von Symbolen, z.b. setzt SYM EQU 2*30 das Symbol SYM auf den Wert ORIG definiert die Speicheradresse der folgenden Befehle auf <Term>.

14 Beispiel Variante 1 void MAX(int &X, int &max, int &j, int n) { int k = n; max = X[k]; j = k; for (k = n-1; k > 0; k--) if ( max < X[k] ) then { max = X[k]; j = k; } }

15 Beispiel Variante 2 void MAX(int &X, int &max, int &j, int n) { int k = n; goto CHANGEM; LOOP: if ( max >= x[k] ) then goto DECK; CHANGEM: j = k; max = x[k]; DECK: k = k - 1; if (k > 0) then goto LOOP; }

16 MIXAL-Beispiel Berechnung des Maximums der Zahlen X[1],...X[n] Voraussetzung: X[1..n] = Content(X),...,Content(X+n), ri1=n Variablen: max = ra, j = ri2, k = ri3 Maschinencode Nr. Label Op Operand Kommentar 01 X EQU 1000 Setze Beginn Zahlenfeld 02 ORIG 3000 Setze Beginn Programm 3000: MAX STJ EXIT Setze Rücksprungadresse 3001: INIT ENT3 0,1 k=n 3002: JMP CHANGEM ( j=n,max=x[n],k=n-1 ) 3003: LOOP CMPA X,3 IF m>= x[k] 3004: JGE DECK THEN GOTO DECK 3005: CHANGEM ENT2 0,3 j=k 3006: LDA X,3 max=x[k] 3007: DECK DEC3 1 k=k : J3P LOOP IF k>0 THEN GOTO LOOP 3009: EXIT JMP * Zurück zu Hauptprogramm 13 END MAX

17 Beispieldurchlauf Adresse Befehl ra ri1 ri2 ri3 rj CM OV STJ 3009? 3?? 2000?? JMP ENT3 0,1? 3?? 2000?? JMP JMP 3005? 3? ?? JMP ENT2 0,3? 3? ?? JMP LDA 1000,3? ?? JMP DEC ?? JMP J3P ? JMP CMPA 1000, G JMP JGE G JMP DEC G JMP J3P G JMP CMPA 1000, G JMP JGE L JMP ENT2 0, L JMP LDA 1000, L JMP DEC L JMP J3P L JMP JMP L JMP ??????? L JMP 2000

18 Informationen zu MIX und MIXAL GNU Software Version Donald E. Knuth: The Art of Computer Programming