CPU_Simulation_with_C

محاكاة وحدة المعالجة المركزية

يحاكي هذا المشروع نظام كمبيوتر بسيط يتكون من وحدة المعالجة المركزية والذاكرة. يتم محاكاة وحدة المعالجة المركزية والذاكرة من خلال عمليات منفصلة تتواصل. تحتوي الذاكرة على برنامج واحد ستنفذه وحدة المعالجة المركزية ثم تنتهي المحاكاة.

ل CPU:

• سيكون لها هذه السجلات: الكمبيوتر ، SP ، IR ، AC ، X ، Y.
• سوف يدعم التعليمات الموضحة أدناه.
• سيتم تشغيل برنامج المستخدم على العنوان 0.
• يتم جلب التعليمات إلى الأشعة تحت الحمراء من الذاكرة. يمكن جلب المعامل إلى متغير محلي.
• يجب تنفيذ كل تعليمات قبل جلب التعليمات التالية.
• يوجد مكدس المستخدم في نهاية ذاكرة المستخدم وينمو نحو العنوان 0.
• يوجد مكدس النظام في نهاية ذاكرة النظام وينمو نحو العنوان 0.
• لا يوجد تطبيق أجهزة بحجم المكدس.
• ينتهي البرنامج عند تنفيذ التعليمات النهائية. يجب أن تنتهي العمليات 2 في ذلك الوقت.
• لا يمكن لبرنامج المستخدم الوصول إلى ذاكرة النظام (يخرج برسالة الخطأ).

للذاكرة:

• ستتألف من 2000 إدخالات عدد صحيح ، 0-999 لبرنامج المستخدم ، 1000-1999 لرمز النظام.
• ستدعم عمليتين: قراءة (العنوان) - إرجاع القيمة على العنوان ؛ اكتب (العنوان ، البيانات) - يكتب البيانات إلى العنوان
• سوف تهيئة الذاكرة نفسها من خلال قراءة ملف البرنامج.

لمؤقت:

• سيقوم المؤقت بقطع المعالج بعد كل تعليمات X ، حيث X هي معلمة سطر الأوامر.

لمعالجة المقاطعة:

• هناك نوعان من المقاطعات: المؤقت ومكالمة النظام باستخدام تعليمة int.
• في كلتا الحالتين ، يجب أن تدخل وحدة المعالجة المركزية في وضع kernel.
• يجب تبديل مؤشر المكدس إلى مكدس النظام.
• يجب حفظ سجلات SP و PC على مكدس النظام. (قد ينقذ المعالج سجلات إضافية).
• يجب أن تتسبب مقاطعة مؤقت في التنفيذ في العنوان 1000.
• يجب أن تتسبب تعليمات INT في التنفيذ في العنوان 1500.
• يجب تعطيل المقاطعات أثناء معالجة المقاطعة لتجنب التنفيذ المتداخل.
• تعليمات IRET تعود من المقاطعة.

مجموعة التعليمات:

-> 1 = قيمة التحميل # قم بتحميل القيمة في التيار المتردد

-> 2 = تحميل addr # قم بتحميل القيمة في العنوان في التيار المتردد

-> 3 = loadind addr # قم بتحميل القيمة من العنوان الموجود في العنوان المحدد في التيار المتردد. (على سبيل المثال ، إذا كان LoadInd 500 ، و 500 يحتوي على 100 ، ثم يتم تحميله من 100).

-> 4 = loadIdxx addr # قم بتحميل القيمة على (العنوان+x) في التيار المتردد. (على سبيل المثال ، إذا كان LoadIdxx 500 و X يحتوي على 10 ، ثم يتم تحميله من 510).

-> 5 = loadidxy addr # قم بتحميل القيمة على (العنوان+y) في التيار المتردد

-> 6 = loadspx # تحميل من (sp+x) إلى التيار المتردد (إذا كان SP هو 990 ، و x هو 1 ، تحميل من 991).

-> 7 = تخزين addr # تخزين القيمة في التيار المتردد في العنوان

-> 8 = الحصول على # الحصول على int عشوائي من 1 إلى 100 في التيار المتردد

-> 9 = وضع المنفذ # إذا كان المنفذ = 1 ، يكتب AC باعتباره int على الشاشة ؛ إذا كان المنفذ = 2 ، يكتب AC كشخص على الشاشة

-> 10 = addx # أضف القيمة في x إلى التيار المتردد

-> 11 = addy # أضف القيمة في y إلى التيار المتردد

-> 12 = subx # اطرح القيمة في x من التيار المتردد

-> 13 = suby # اطرح القيمة في y من التيار المتردد

-> 14 = copytox # انسخ القيمة في التيار المتردد إلى x

-> 15 = copyfromx # انسخ القيمة في x إلى التيار المتردد

-> 16 = copytoy # انسخ القيمة في التيار المتردد إلى y

-> 17 = copyfromy # انسخ القيمة في y إلى التيار المتردد

-> 18 = نسخة نسخ القيمة في التيار المتردد إلى SP

-> 19 = copyfromsp # انسخ القيمة في SP إلى AC

-> 20 = القفز addr # القفز إلى العنوان

-> 21 = Jumpifequal Addr # Jump إلى العنوان فقط إذا كانت القيمة في AC صفر

-> 22 = Jumpifnotequal addr # Jump to the add

-> 23 = Call Addr # Push Return address على Stack ، قفز إلى العنوان

-> 24 = RET # عنوان إرجاع البوب ​​من المكدس ، قفز إلى العنوان

-> 25 = incx # زيادة القيمة في x

-> 26 = DECX # تقليل القيمة في x

-> 27 = Push # Push AC على المكدس

-> 28 = pop # pop من المكدس إلى التيار المتردد

-> 29 = int # تنفيذ استدعاء النظام

-> 30 = IRET # إرجاع من استدعاء النظام

-> 50 = End # End Execution

=========================================================================

عينة المجلد يحتوي على 5 عينة ملف.

sample1.txt

• يختبر تعليمات التحميل المفهرسة.
• يطبع اثنين من الجدولين ، واحدة من AZ ، والآخر من 1-10.

sample2.txt

• يختبر تعليمات المكالمة/RET.
• يطبع وجهًا حيث تتم طباعة الخطوط باستخدام مكالمات الروتين الفرعي.

sample3.txt

• يختبر تعليمات int/iRET.
• تتمثل الحلقة الرئيسية في طباعة الحرف A متبوعًا برقم يتم زيادة الموقت بشكل دوري.
• سوف يزيد الرقم بشكل أسرع إذا كانت فترة الموقت أقصر.

sample4.txt

• يختبر التشغيل المناسب لمكدس المستخدم ومكدس النظام ، وكذلك الاختبارات التي تفيد بأن الوصول إلى ذاكرة النظام في وضع المستخدم يعطي خطأً ويخرج.

Sample5.txt

• هذا واحد يجب أن تنشئه. تأكد من تضمين التعليقات حتى يعرف الصف ما يفعله البرنامج.

=========================================================================

خطوة لتجميع وتنفيذ المشروع:

• S1: انسخ الملفات المصدر إلى نظام Linux.
• S2: قم بتغيير الملفات المباشرة إلى المصدر
• S3: قم بتشغيل الأمر التالي: GCC Memory.C CPU.C Simulator.c
• S4: تشغيل البرنامج: ./A.out
• S5: وفقًا لمعلومات الإخراج ، أدخل معلمة Timer X ، اسم الملف الذي تريد تشغيله على التوالي. ينتهي كل عنصر بـ "أدخل". على سبيل المثال: 10 ( n) sample2.txt
• S6: كرر S4 لملفات اختبار العينة المتبقية للحصول على مخرجات مختلفة