Архитектура компьютера и операционные системы

Лаб. Занятие 7.  Обязательная задача [4 балла]

Следует разместить в Moodle решение одной из перечисленных ниже задач (по выбору преподавателя).

Во всех заданиях следует отправлять на проверку:
1) реализацию заданной инструкции на микропрограммном уровне (тот фрагмент с короткой микропрограммой на языке  микроассемблера MAL, который Вы добавляете в файл mic1mmv-mmcs.mal);
2) JAS file, в котором Вы вызываете созданную Вами новую инструкцию.
Измененный файл ijvm-mmcs.conf, который Вам нужен для проверки работоспособности Вашей микропрограммы отправлять не надо.

1. [ v71] Реализуйте инструкцию DUP_X2, описанную на стр. 135, A. Appendix в Справочнике ассемблерных инструкций Java-машины.    Код для инструкции подберите самостоятельно. Инструкция должна менять содержимое стека следующим образом: значение, размещенное на вершине стека должно продублироваться  в третью по глубине ячейку стека, сдвинув остальные. Т. е. если до инструкции стек имел вид ....s , v₁, v₂, v₃  (v₃- значение, лежащее на вершине стека) то после выполнения  DUP_X2 стек должен иметь вид ...s, v₃, v₁, v₂, v₃. 
2. [ v72] Реализуйте инструкцию DUP2_X1, описанную на стр. 135, A. Appendix в Справочнике ассемблерных инструкций Java-машины.    Код для инструкции подберите самостоятельно. Инструкция должна менять содержимое стека следующим образом: пара значений, размещенных на вершине стека и в предыдущей ячейке должна продублироваться  в глубину стека, сдвинув остальные значения. Т. е. если до инструкции стек имел вид ....s , v₁, v₂, v₃  (v₃- значение, лежащее на вершине стека) то после выполнения  DUP2_X1 стек должен иметь вид ...s, v₂, v₃, v₁, v₂, v₃
   
3. [ v73] Разработайте микропрограмму для реализации  инструкции IALOAD для работы с массивами, описанной на стр. 135, A. Appendix в Справочнике ассемблерных инструкций Java-машины. Код для инструкции подберите самостоятельно. Инструкция должна для лежащих на стеке адреса начала массива и смещения в массиве, размещать на вершине стека значение соответствующего элемента массива. Т. е. если до выполнения инструкции на стеке лежали значения ...s,o,i (o- адрес начала массива, i - смещение в массиве), то после выполнения  IALOAD стек должен иметь вид ...s, o[i]. Для того, чтобы узнать адрес начала массива, в mal-файле нужно разместить функцию
   

   aload1	H = LV		                        // MBR contains index; Copy LV to H
   aload2	MDR = TOS =  MBRU + H			// Copy LV + index to H
   aload3	PC = PC + 1; fetch			
   aload4  MAR = SP = SP + 1; wr; goto Main1	 // Push var address onto stack
   

4. [ v74]  Разработайте микропрограмму для реализации  инструкции IREM, описанной на стр. 136, A. Appendix в Справочнике ассемблерных инструкций Java-машины.    Код для инструкции подберите самостоятельно. Инструкция должна вместо лежащих на стеке значений a, b размещать на вершине стека остаток целочисленного деления a%b. Для упрощения считайте, что оба числа положительные. 
5. [ v75]  Разработайте микропрограмму для реализации  инструкции LCMP, описанной на стр. 136, A. Appendix в Справочнике ассемблерных инструкций Java-машины.    Код для инструкции подберите самостоятельно.  Вместо лежащих на стеке значений ... , a , b на вершине стека должен быть 0, если a==b, -1, если a<b, и 1 в противном случае (... , a == b ? 0 : (a < b ? -1 : 1)). 
6. [ v76] Разработайте микропрограмму для реализации  инструкции INEG, описанной на стр. 135, A. Appendix в Справочнике ассемблерных инструкций Java-машины.    Код для инструкции подберите самостоятельно.  
7. [ v77] Разработайте микропрограмму для реализации  инструкции IDIV, описанной на стр. 135, A. Appendix в Справочнике ассемблерных инструкций Java-машины.    Код для инструкции подберите самостоятельно. Инструкция должна размещать на вершине стека результат целочисленного деления. Для упрощения считайте, что оба числа положительные. 
8. [ v78] Разработайте микропрограмму для реализации  инструкции IASTORE для работы с массивами, описанной на стр. 137, A. Appendix в Справочнике ассемблерных инструкций Java-машины.    Код для инструкции подберите самостоятельно. Инструкция должна для размещенных на стеке адреса начала массива, смещения в массиве и некоторого значения а, записать в указанный элемент массива значение а. Если до инструкции стек имел вид ....s, o,i,a  (a - значение, лежащее на вершине стека) то после выполнения  IASTORE cтек должен иметь вид ...s. Для того, чтобы узнать адрес начала массива, в mal-файле нужно разместить функцию 
   

   aload1	H = LV		                        // MBR contains index; Copy LV to H
   aload2	MDR = TOS =  MBRU + H			// Copy LV + index to H
   aload3	PC = PC + 1; fetch			
   aload4  MAR = SP = SP + 1; wr; goto Main1	 // Push var address onto stack

9. [v79]  Разработайте микропрограмму для реализации  инструкции MAXAB.  Код для инструкции подберите самостоятельно.  Вместо лежащих на стеке значений ... , a , b на вершине стека должен быть b, если a<b, и a в противном случае (... , a < b ? b : a).