Skip to content

Latest commit

 

History

History
195 lines (166 loc) · 9.74 KB

README_ru.md

File metadata and controls

195 lines (166 loc) · 9.74 KB
Raw
🇷🇺 🇬🇧

x80 - i8080-ПРАвәльный

РИСК-Технология (Ребусного Инструкционного Состава Компьютер)

История попыток создания модели процессора с интуитивно ясным набором команд.

  • Страничка викии
    • i8080 частичная совместимость по командам (краткость, методы, простота)
    • i8086 частичная совместимость по ассемблеру (гибкость, указатели, регистры)
    • i8080/i8086/z80 совместимость по машинному коду напрямую не предусматривается
  • Запустить ▶️ демонстрацию в браузере

Основной план

  • CPU-182:
    • 1-байтовый относительный скачок ветвлений (Jcnd $-128 .. $+127)
    • 8-битные РОН (BH CH DH AL BL CL DL)
    • 16-битные регистровые пары (BX CX DX)
    • 16-битные указатели (IP SP BP SI DI)
    • 16-битная страница ОЗУ [0..65535]
  • CPU-18x:
    • 08x - Нуль-битный ALU (опытный фактор)
    • 18x - 8-битный ALU
    • 28x - 16-битный ALU
    • 38x - 32-битный ALU
    • 48x - 64-битный ALU
  • CPU-x82:
    • x80 - Релиз нуль-модификации (опытная модель)
    • x81 - Модель первой модификации
    • x82 - Модель второй модификации
    • x83 - модель третьей модификации
  • CPU-284:
    • 2-байтовый относительный скачок ветвлений (Jcnd $-32768 .. $+32767)
    • 16-битные РОН (BH CH DH AL BL CL DL)
    • 32-битные регистровые пары (BX CX DX)
    • 24-битные указатели (IP SP BP SI DI)
    • 24-битная страница ОЗУ [0..16777215]
  • CPU-386:
    • 3-байтовый относительный скачок (Jcnd $-8388608 .. $+8388607)
    • 32-битные РОН (BH CH DH AL BL CL DL)
    • 64-битные регистровые пары (BX CX DX)
    • 32-битные указатели (IP SP BP SI DI)
    • 32-битная страница ОЗУ [до 4 Гб]

Никаких x86-костылей, как EAX или RIP. Имена регистров не меняются, меняется их разрядность.

Вы уверены, что архитектура i8080 безнадёжно устарела? А Z80 - самый удачный его клон? Современными технологиями можно воссоздать программирование под модернизированную архитектуру. Почему бы не попробовать?
### Подробности 
00: HLT - Всюду НОЛЬ - конец всего (например, файла, текста), т.к. это - логично;
80: NOP - Арифметическая петля -(-128) равно -128 - пустое действие;
FF: RET - Анти-НОЛЬ - анти-конец или продолжение основного с концом текущего.

🔂 Воспроизведение i8080-костылей:

   ┌─►RET         Example:
Bx FF:Jcond $+1─┐ 1.RZ
┌──┘┌►Rcond     │ 2.RNZ
└───┴───────────┘ 3.RPO

🔁 Воспроизведение x86-костылей:

Bx FE:Jcond $+0─┐ 1.REPZ
↑ ┌►REPcond     │ 2.REPNZ
└─┴─────────────┘ 3.REPPO

🔂 Воспроизведение вызовов скрытых функций через пустой вызов:

   ┌─►RET         Example:
Bx FF:Ccond $+1─┐ 1.DAA
┌──┘┌► «Other»  │ 2.CLI/STI
└───┴───────────┘ 3.CPUID

🔁 Воспроизведение сложных команд через петлю переполнения стека:

Bx FE:Ccond $+0─┐ 1.WAIT
↑ ┌► «Complex»  │ 2.MUL/DIV
└─┴─────────────┘ 3.MOVS/CMPS
[:page_facing_up: Таблица команд](http://htmlpreview.github.com/?http://github.com/Alikberov/x80/blob/master/emulator.html?instructions) составлялась с интуитивно ясной позиционной логикой: 
Ax: Ассигнации регистров / ALU-операции;
Bx: Ветвления;
Dx: Декременты;
Fx: Функции.

✔️ Удачные решения (к запоминанию):

AB: ALU - Вычитание       (SUB);
AD: ALU - Дизъюнкция      (OR);
AE: ALU - Эксклюзивное ИЛИ(XOR);
... . . . . . . . . . . . . . .
BE: Ветка, если Эквивалент равенству
BF: Ветка, если Фиктивное равенство
... . . . . . . . . . . . . . .
DC: Декремент CX-указателя;
DD: Декремент DX-указателя;
... . . . . . . . . . . . . . .
CF: Смена Флага переноса  (CMC);
F0..F7: Функция #n        (INT n);
FF: Функциональный Финиш  (RET);

❔ Экспериментальные наброски:

   ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
AH:│??│??│TF│WF│PF│SF│CF│ZF│
   └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┘
Флаговый Регистр (AH - ALU Heap):
Бит 0:Zero  (Нулевой флаг отвечает за Ноль);
Бит 1:Carry (Первый флаг отвечает за перенос 1 бита);
Бит 2:Signed(n - 2n = -n);
Бит 4:Word  (1<<4 = 16-битовый режим);
Бит 5:Trace (1<<5 = Тридцать два  - Трассировка)

❔ Особенности системного кода:

00: Префикс SS (не HLT-останов);

Расширенная арифметика

Система команд позволяет производить реверсивные операции АЛУ над аккумулятором (SUB, SBB, CMP):

   5B   |SUB AL,BL   ; AL = AL - BL
   AB 7F|SUB AL,0x7F ; AL = AL - 0x7F
33 5B   |SUB DH,BL   ; DH = DH - BL
33 AB 7F|SUB DH,0x7F ; DH = DH - 0x7F
44 5B   |SUB BL      ; AL = BL - AL
44 AB 7F|SUB 0x7F    ; AL = 0x7F - AL
.. .. ..
   5F   |CMP AL,BL   ; Test(AL - BL)
   AF 7F|CMP AL,0x7F ; Test(AL - 0x7F)
33 5F   |CMP DH,BL   ; Test(DH - BL)
33 AF 7F|CMP DH,0x7F ; Test(DH - 0x7F)
44 5F   |CMP BL      ; Test(BL - AL)
44 AF 7F|CMP 0x7F    ; Test(0x7F - AL)

Так как остальные реверсивные операции бессмысленны (ADD,ADC,AND,OR,XOR), они работают как операции сравнения:

   5C   |AND AL,BL   ; AL = AL & BL
   AC 7F|AND AL,0x7F ; AL = AL & 0x7F
33 5C   |AND DH,BL   ; DH = DH & BL
33 AC 7F|AND DH,0x7F ; DH = DH & 0x7F
44 5C   |AND BL      ; Test(BL & AL)
44 AC 7F|AND 0x7F    ; Test(0x7F & AL)
## Системные трюки ### Порты ввода/вывода Доступ к памяти с относительным смещением от указателя и выходом за границы в 64кб обрабатывается как доступ к внешним устройствам. 
        MOV  AL,[SP-1] ; Равно, как IN AL,255 если SP равен 0x0000
        MOV  [SP+1],AL ; Равно, как OUT 1,AL если SP равен 0xFFFF

Системный контроль процессора

Процессор не имеет особых операций управления внутренним состоянием. Все действия с командами PUSH/POP обеспечивают доступ к внутренним регистрам, если SP-указатель лежит на границе памяти. Если указатель стека ОБНУЛЁН или выставлен в максимум, нормальная работа команд PUSH/POP невозможна и обращается ко внутренним служебным ресурсам (регистрам отладки, контекста задачи, обратной совместимости с i8080/z80). Как правило, операционная среда должна контролировать подобные действия приложений, прерывая или симулируя нужные действия.

	PUSH DX ; Если SP равен 0x0000, DX записывается в сервисные регистры
	PUSH AX ; Пропустить текущий сервисный регистр
	POP  DX ; Если SP равен 0xFFFF, DX читается из сервисных регистров
	POP  AX ; Пропустить текущий сервисный регистр
	PUSH CX ; Если SP равен 0x0001, CX индексируется страницу сервиса

В частности, это другой способ работы с портами ввода/вывода. Как вариант, если индекс страницы содержит шестнацатиричную букву ("A".."F"), она считается системной и закрыта для прикладного кода.