BCC16VM 教材：產生常數

當我們用程式語言宣告變數 x，然後指派 x=7;， 電腦需分配記憶體給 x，然後將代表 7 的位元排列儲存到那個記憶體。 但是，電腦從哪裡拿到『代表 7 的位元排列』？ 在 BCC16VM 我們可以直接用鍵盤將資料寫入資料段的記憶體，所以這不成問題。 但是，真正的電腦，只有指令段可以被寫入機器碼， 而那些機器碼來自於磁碟機。 所以，若要模擬真正的程序，則是應該由 CPU 產生『代表 7 的位元排列』， 然後將這筆資料下載到記憶體裡面。

BCC16VM 的 generate 指令會產生一個無號整數的位元排列， 因為 4-bit 的參數部份已經用來指定需要產生的常數， 所以無法指定那個常數產生到哪個暫存器。 我們的設計是，令產生的常數必定放在 R2。 如果 x 配給的記憶體是 0000，則

x = 7;

記號	機器碼
R2 <- 7	01010111
R2 -> 0000	11110000

BCC16VM 只能產生 4-bit 無號整數，也就是 0--15。 這也是一般 CPU 的常見限制：常數產生器總是無法 (或至少是不容易) 產生比較大的數。 如果需要指派比較大的數值，就必須先產生兩個或甚至更多 0--15 之數， 然後再用加減乘除之計算，產生需要的常數。 以 BCC16VM 而言，最大容許的常數是 255。

以下需要暫存器之間的資料複製，指令碼 1001， 而 4-bit 參數碼的前兩 bits 代表 Ra，後兩 bits 代表 Rb。 例如 10010010 就是把 R2 的內容抄去 R0， 記做 R0 <- R2。

以下還需要加、乘運算，請參見指令簡表。

例如，若 x 分配到的記憶體是 0000，則

x = 230;

組合語言	機器碼
generate 15	01011111
copy R0 R2	10010010
multiply R0 R2	00110010
generate 5	01010101
add R0 R2	00010010
store R0 0	11010000

執行之後，R0 的內容是 11100110，轉換成十進制就是 230。

習題

1. 請用常數產生器在 R0 中放置 255。不要作弊：不要先寫入資料段， 再用 load 指令。