16命令アセンブラ

白黒テレビ信号で自作コンピュータに対するソフトウェア開発

yacc構文解析とlex字句解析で、アセンブラから機械語に変換するツールを作った

$ sudo apt install bison flex libbison-dev m4

~/mycom/prg$ make

全部相対アドレッシング、変わりに即値領域を作る

アセンブラ

ラベルは遅延評価

即値領域をメモリ最適化

m4マクロ

自己書き換えコードによる相対アドレッシング

スタックとローカル領域

integer廃止したい

自作デバッガー

アセンブラでも関数型プログラミング

ピンアサインと回路図

75Ω 同期信号

33Ω 輝度信号

内部ブロック図

VRAM

CROM

PPU

CPU

Stack

Program

Divider

greg

アセンブラや機械語の自作言語

@hata6502: #FPGA #自作コンピュータ

データ型の定義

bool: 論理型 (1ビット)

char: 文字型 (8ビット)

int: 整数、アドレス型 (16ビット)

☆ins: 命令型 (20ビット)

CPU のアドレス空間は割りきって 16 ビット。

ALU (演算回路) は20ビットにする。

ins という機械語命令専用のデータ型はオリジナル要素。

@hata6502: #FPGA #自作コンピュータ

命令型 (ins 型) 20 ビットの内訳

上位 4 ビット: 命令ニーモニックコード

下位 16 ビット: オペランド (int 型、char 型、bool 型)

あいかわらず、命令は 16個 (4ビット分) しか作ってません。

@hata6502: #自作CPU

直接アドレッシング命令のオペランドを書き換えて、

疑似的に間接アドレッシングを実装する (いわゆる自己書き換えコード) には、

そのプログラムを RAM 上に配置しないといけない。

https://ja.wikipedia.org/wiki/自己書き換えコード

@hata6502: 自作CPUで動くプログラムをひさしぶりに読んだのだけど、

命令セットを16個しか用意しなかったぶんマクロアセンブラでゴリ押ししてるな。

・nop(何もしない命令)を「0を加算する命令」で代用

・goto命令は「pc(プログラムカウンタ)に値を書き込む」ことで実現

https://pbs.twimg.com/media/FyCA5cdaAAAyvPS.jpg

@hata6502: #自作CPU

C 言語のプログラムと、人力で変換したアセンブリプログラム。

マジックナンバーだらけなので補足ですが、

ORG_BOOT はプログラム ROM の先頭アドレス、

1024~2047 はテキストVRAM、

128, 129, 130, 131, 132 は汎用レジスタ、

0 はプログラムカウンタがマッピングされてます。

https://pbs.twimg.com/media/DZjy6-hVAAAA6ZP.jpg

https://pbs.twimg.com/media/DZjzAI0U0AAD7dM.jpg

@hata6502: #自作CPU #自作言語

FPGA で CPU をハードウェア設計して、yaccとlexでアセンブラ作ってます。

機械語命令 16 個だけしか用意してないので、文字列を表示するだけで大変なコード量になってます。

https://pbs.twimg.com/media/DZ8cIxRU0AAttQr.jpg

https://pbs.twimg.com/media/DZ8cRW5UQAA7djT.jpg

@hata6502: #自作CPU #自作言語

yacc で C コンパイラ作成中……

とりあえず変数定義・代入・加算・等価比較・while 文は実装できた。

次は、ポインタの実装だな。

C ソースコードと、生成アセンブリコード。

https://pbs.twimg.com/media/DaRV_0DVMAAkFnP.jpg

https://pbs.twimg.com/media/DaRWRoFUQAE6Q7w.jpg

@hata6502: #自作CPU #自作アセンブラ

アセンブラの言語仕様をCライクにして、マクロアセンブラで見やすくした！

とってもシンプルなプログラムになったでしょう?

https://pbs.twimg.com/media/DamKrUFVwAAwF2y.jpg

@hata6502: #自作CPU #自作アセンブラ

アスタリスク✳を表示するプログラム。

https://pbs.twimg.com/media/DamS6DTU8AAOfJv.jpg

https://pbs.twimg.com/media/DamS7cOU8AAk6Wi.jpg

? VHDLで作る(機械語|命令セット)

? yaccとlexで作る(自作言語|自作アセンブラ)

個人開発