vm2

C++实现的一个简单的虚拟机和它配套的汇编器

使用方法

vm.cpp

克隆本仓库到本地，之后执行

g++ vm.cpp -o vm.exe
./vm.exe --help

查看使用教程。 或：

g++ vm.cpp -o vm.exe
./vm.exe

程序默认将尝试从同目录下的bin_code.o读取二进制代码，并将运行结果输出到标准输出流（如有输出）。

assembler.cpp

克隆本仓库到本地，之后执行

g++ assembler.cpp -o assembler.exe
./assembler.exe --help

查看使用教程。 或：

g++ assembler.cpp -o assembler.exe
./assembler.exe

程序默认将尝试从同目录下的code.txt读取汇编，并将二进制代码输出到同目录下bin_code.o。

配套汇编指令集与对应二进制指令

通常，用形如rx的记号来标记寄存器R[x]，用形如'x#'的记号来标记存储器'M[x]'。

标记

标记是以:结尾的任意字符串（例如L0:）。标记不会被汇编器解释，但之后可作为jmp指令跳转的目标。

R型指令

R型指令是形如00000010 00010010的指令。其中前8位为操作码op，之后4位为目标寄存器与第一操作寄存器，最后4位为第二操作寄存器。 R型指令的作用是寄存器之间的操作。

操作码: 对应指令与参数: 作用
00000000: mov rx, ry: R[x] <- R[y]
00000001: add rx, ry: R[x] <- R[x] + R[y]
00000010: sub rx, ry: R[x] <- R[x] - R[y]
00000011: mul rx, ry: R[x] <- R[x] * R[y]
00000100: ifsm rx, ry: 执行这条指令的下条指令当且仅当 R[x] < R[y]
00000101: set rx, y: R[x] <- y

M型指令

M型指令是形如11111110 00001011的指令。其中前8位为操作码op，之后8位为目标存储器。 M型指令的作用是寄存器与存储器之间的操作。 注意：所有M型指令都需要寄存器r0参与，所以所有M型指令都必须有r0作为参数。

操作码: 对应指令与参数: 作用
11111111: store x#, r0: M[x] <- R[0]
11111110: load r0, x#: R[0] <- M[x]

I型指令

I型指令是和M型指令结构相似的指令，不同的是I型指令后8位不一定代表寄存器或存储器。

操作码: 对应指令与参数: 作用
11001111: output rx: 输出R[x]的值
11001110: input rx: 从标准输入流获取输入并保存到R[x]
11001101: jmp L0: 将程序计数器pc调整到标记L0处

示例汇编程序

这是一个基于本指令集的汇编程序，它从标准输入流读取一个整数t，并将重复t次如下过程：

从标准输入流读取两个整数x, y，计算它们的和并输出到标准输出流。

    set r2, 1
    input r3
L0: input r0
    input r1
    add r0, r1
    output r0
    add r4, r2
    ifsm r4, r3
    jmp L0

用汇编器得到如下二进制代码：

00000101 00100001
11001110 00000011
11001110 00000000
11001110 00000001
00000001 00000001
11001111 00000000
00000001 01000010
00000100 01000011
11001101 00000010