Virtuaalitietokoneen ja assembly-kielen kehitys

Abstract

Työ käsittelee tietokoneen toimintaa matalalla tasolla virtuaalitietokoneen avulla. Virtuaalitietokoneelle on toteutettu käskykanta, assembly-kieli ja assembly-kääntäjä eli assembleri. Kaikki kolme rakennettiin Kari Laitisen C++:lla kirjoittamia IC8- ja IML-ohjelmia muokkaamalla.

Työn alkuperäinen tavoite oli kirjoittaa moniajoon kykenevä käyttöjärjestelmä IC8:lle. Johtuen kuitenkin IC8:n ja IML:n rajoituksista työ painottui niiden uudelleen kirjoittamiseen, joka johti lopulliseen aiheeseen. Muutoksia ohjelmiin tehtiin tarpeen vaatiessa. Työn lopputuloksena saatiin aikaan IC8:aa ominaisuuksiltaan rikkaampi IC8E, siistitty ja paranneltu IML-assembleri nimeltään IMLE ja joustavampi assembly-kieli.

Työn tulosten ansiosta IC8E:lle olisi mahdollista kirjoittaa alkuperäisen aiheen mukainen käyttöjärjestelmä. IMLE-kääntäjää täytyy kuitenkin kehittää hieman, jotta se kykenisi kääntämään uudelleensijoitettavia ohjelmia.

This thesis focuses on how computers operate on a low level and illustrates that behavior with the help of a virtual machine. An instruction set, assembly language and assembler were created alongside the virtual machine. All three are based on Kari Latitinen’s IC8 and IML programs, written in C++.

Originally the goal of this thesis was to create a small scale operating system for the IC8 virtual machine which would have been capable of multitasking. However, the original IC8 and IML were deemed to be too limited for an operating system implementation. This led to most of the work to go into rewriting the IC8 and IML which became the final subject of this thesis. Changes were made to IC8 and IML when needed. These changes resulted in a more feature rich version of IC8 called IC8E, a cleaned up and improved version of IML-assembler called IMLE and a more flexible assembly language.

Due to the results of this thesis, it would now be possible to write a functional operating system for IC8E using the updated IMLE-assembly. Some additional changes to IMLE are required for it to be able to compile relocatable programs.