এক্সসেপশন ও ইন্টারাপ্ট হ্যান্ডলিং ইন পাইপলাইন

# পাইপলাইনে এক্সসেপশন ফ্লাশ -- শুধু পরের ইন-ফ্লাইট ইনস্ট্রাকশন বাদ, আগেরগুলো অক্ষত
IF, ID, EX, MEM, WB = "IF", "ID", "EX", "MEM", "WB"
STAGES = [IF, ID, EX, MEM, WB]

def stage_at_cycle(position, cycle):
    """position নম্বর ইনস্ট্রাকশন (IF@position সাইকেলে শুরু) নির্দিষ্ট cycle-এ কোন স্টেজে আছে -- না থাকলে None"""
    idx = cycle - position
    if 0 <= idx < len(STAGES):
        return STAGES[idx]
    return None

def detect_exception(instruction):
    """এই ইনস্ট্রাকশন এক্সসেপশন ঘটাবে কিনা -- এখানে division-by-zero সিমুলেট করা হলো"""
    return instruction["op"] == "DIV" and instruction.get("divisor") == 0

instructions = [
    {"id": 1, "op": "ADD"},
    {"id": 2, "op": "LOAD"},
    {"id": 3, "op": "DIV", "divisor": 0},   # এই ইনস্ট্রাকশনটি এক্সসেপশন ঘটাবে
    {"id": 4, "op": "ADD"},
    {"id": 5, "op": "SUB"},
]

# ধাপ ১: এক্সসেপশন সনাক্তকরণ -- এটি ঘটে excepting instruction-এর নিজের EX স্টেজে
exception_position = None
exception_cycle = None
for instr in instructions:
    if detect_exception(instr):
        exception_position = instr["id"]
        exception_cycle = instr["id"] + STAGES.index(EX)  # position-এর EX স্টেজের সাইকেল
        break

print(f"এক্সসেপশন সনাক্ত: ইনস্ট্রাকশন #{exception_position} "
      f"({instructions[exception_position - 1]['op']}) এর EX স্টেজে, সাইকেল {exception_cycle}\n")

# ধাপ ২: সাইকেল exception_cycle-এ ফ্লাশের ঠিক আগের পাইপলাইন স্টেট
print(f"--- সাইকেল {exception_cycle}-এ (ফ্লাশের আগে) পাইপলাইন স্টেট ---")
before_flush = {}
for instr in instructions:
    stage = stage_at_cycle(instr["id"], exception_cycle)
    if stage:
        before_flush[instr["id"]] = stage
        print(f"  ইনস্ট্রাকশন #{instr['id']} ({instr['op']}): {stage} স্টেজে")

# ধাপ ৩: ফ্লাশ প্রয়োগ -- এক্সসেপ্ট করা ইনস্ট্রাকশনের আগেরগুলো স্বাভাবিক, নিজেরটা হ্যান্ডলারে, পরেরগুলো ফ্লাশ
print(f"\n--- ফ্লাশ প্রয়োগ (এক্সসেপ্টিং ইনস্ট্রাকশন #{exception_position}) ---")
after_flush = {}
for position, stage in before_flush.items():
    if position < exception_position:
        after_flush[position] = stage
        print(f"  ইনস্ট্রাকশন #{position}: স্বাভাবিকভাবে সম্পন্ন হবে ({stage})")
    elif position == exception_position:
        after_flush[position] = "EXCEPTION"
        print(f"  ইনস্ট্রাকশন #{position}: এক্সসেপশন হ্যান্ডলারে নিয়ন্ত্রণ স্থানান্তরিত "
              f"({stage} স্টেজে সনাক্ত, স্বাভাবিক WB হবে না)")
    else:
        print(f"  ইনস্ট্রাকশন #{position}: ফ্লাশ করা হলো ({stage} স্টেজ থেকে বাতিল, প্রোগ্রাম-অর্ডারে পরে আসা)")

kept = set(after_flush.keys())
flushed = set(before_flush.keys()) - kept
print(f"\nনিশ্চিত হলো: রাখা হয়েছে {sorted(kept)}, ফ্লাশ হয়েছে {sorted(flushed)}")

assert flushed == {4, 5}, "শুধু এক্সসেপ্টিং ইনস্ট্রাকশনের পরেরগুলোই ফ্লাশ হওয়ার কথা"
assert kept == {1, 2, 3}, "এক্সসেপ্টিং ইনস্ট্রাকশন ও তার আগেরগুলো রক্ষা পাওয়ার কথা"
print("যাচাই সম্পন্ন: শুধু সঠিক ইনস্ট্রাকশন সেট ফ্লাশ হয়েছে।")