Opcodes【Turing Complete編】

2023年9月12日

Opcodesステージ

Opcodesステージのゴールは以下のオペコードをREGアーキテクチャーに追加することです。

直前のステージで作成したREGアーキテクチャーはオペコードがADD固定でしたが、ここから6種類のオペコードをサポートすることになります。

オペコードを識別するバイトデータ	オペコード
0	ADD
1	SUB
2	AND
3	OR
4	NOT
5	XOR

ただし、NOTについては、第2引数は無視するものとします。第1引数を反転させて、その結果を（4番目のバイトデータで指定する）送信先に送ります。

Opcodesステージを解く

1：REGアーキテクチャーの回路を開く

キャンバスには昔作ったCPUの回路が表示されているかもしれません。

そうであれば、直前のWre Spaghettiステージで作成したREGアーキテクチャーの回路を呼び出します。

ここでは、Equalコンポーネントを使った回路をベースにします。

2：回路の設計方針を検討する

オペコードを識別するバイトデータはProgramコンポーネントのOutput 1ピンから送出されてきます。現状まだ未実装で何もつながっていません。Output 1ピン以降を作成するのが本ステージの目的になります。

すでにADDの処理だけは実装されていますが、これに沿う形で縦にオペコードの処理を実現するコアとなるコンポーネントを並べます。

・ADD⇒従来通り。

・SUB⇒減算器がないので、加算器（Addコンポーネント）を使う。加算器で減算を実現するには、補数の概念を使う。

具体的にいうと、減数は2番目のバイトデータ、被減数は3番目のバイトデータになるので、AddコンポーネントのInput 2ピンの直前にNEG回路を置きます。

※NOT回路ではなくNEG回路を置くことに注意してください。

・AND⇒8 Bit ANDコンポーネントを使うだけ。

・OR⇒8 Bit ORコンポーネントを使うだけ。

・NOT⇒8 Bit NOTコンポーネントを使うだけ。

・XOR⇒8 Bit XORコンポーネントを使うだけ。

基本的な仕組みは、左側のワイヤリングと同様です。

第1引数と第2引数に対して、サポートした全演算をしておきます。1バイト目で指定されたオペコードに対応するバイトデータを見て、流すべき計算結果を確定し、そのワイヤーのスイッチをONにして流すようにします。

3：回路を実装する

以上を踏まえて回路を組むと次のようになります。

4：テストする

テストにパスすると、ステージクリアになります。