8位计算机如何设置跳转条件？

Question

我一直在学习名为nand2tetris 的课程。其中，我们构建了一台 16 位计算机，每条指令的第一位选择地址模式或命令模式，即如果为 0，则加载地址寄存器，如果为 1，则执行一条指令。最后 3 位指定跳转条件（基于 ALU 输出），如下所示：

000 - no jump
001 - jump if greater than 0
010 - jump if equal to 0
011 - jump if greater than or equal to 0
100 - jump if less than 0
101 - jump if not equal to 0
110 - jump if less than or equal to 0
111 - jump

假设我正在制作一台 8 位计算机，而我只有 1 位来指定跳转指令。如果是0，不跳转，如果是1，如果ALU输出为0，则跳转。我将如何进行其他比较？我的猜测是将条件存储在寄存器中，即 ALU 在寄存器 0 中存储“大于”（如果为真则为 0），在寄存器 1 中存储“大于或等于”，在寄存器 2 中存储“小于”，依此类推.当我想检查不等式时，我将值加载到地址寄存器中，如果为 0 则跳转。

// greater than or equal to loaded in address register
// below is equivalent to ld 0x03
ld geq
// set D register to value in geq
mv D M
// "loop" line address loaded in address register
ld loop
// goto "loop" if D is 0 else continue
D: jp

这是正确的方法吗？在 16 位计算机中，与单行指定跳转规范相比，这是 4 行指令！必须有一种更简单更好的方法来指定。

Answer 1

aaaa 中有免费的操作码吗？

如果是这样，您可以添加“大于 0”和“大于或等于 0”操作码。例如，它们会检查 D 寄存器的值并将其替换为布尔值 1 或 0。

因此，您的比较序列是减去两项，然后使用其中一个操作码，然后您的条件跳转到零。

您可以将操作数交换为减法以获得其他关系（小于、小于零）。

您还可以从布尔值中减去 1 来反转它（使真 0 并使假非零）。

或者，您可以移开除符号位之外的所有位，即逻辑右移 15 位会将符号位移动到低位位置 — 这将为您提供 >= 0 的 0 和 = 0 的 0 和

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正如@Peter 指出的那样，比较指令可以在没有溢出风险的情况下运行。 MIPS 提供单个比较，slt，代表小于。 MIPS 还提供条件为真时的分支以及条件为假时的分支。这与交换操作数的能力相结合，允许所有 4 种关系操作（、>=）。