TuringMachineCpuSimulator

Симулятор x86 подобного процессора на машинах Тьюринга, использующий упрощённый синтаксис ассемблера на основе NASM.

Конфигурация

• Можно задать произвольную точность вычислений (битность), по умолчанию 8 бит
• Можно задать произвольное количество ячеек памяти, по умолчанию 50
• Шесть регистров общего назначения: A, B, C, D, E, F
• Флаг нуля (ZF)
• Флаг переполнения (CF)
• Память в виде машины Тьюринга
• Стек в виде машины Тьюринга
• Исполнительное устройство в виде машины Тьюринга

Примеры работы

Пример вычисления N-ого числа Фибоначчи

Пример работы с памятью

Скриншоы работы

Синтаксис

• Каждая инструкция располагается на отдельной строке
• Метки должны начинаться с буквы или точки (.) и заканчиваться двоеточием
• Комментарий начинается с символа ;
• Адреса заключаются в квадратные скобки [address] и обозначает номер ячейки памяти
• В качестве адреса может быть константа ([12]) или регистр общего назначения ([A])
• Операндами команд могут быть регистры общего назначения, константы, адреса или метки

Общий вид строки программы: метка: инструкция аргументы ; комментарий

Допустимые форматы констант:

• Двоичный: 0b10101 или 110b
• Восьмеричный: 0o461
• Десятичный: 123 или 23d
• Шестнадцатиричный: 0xF5

Команда MOV

Помещает содержимое аргумента arg2 в аргумент arg1. Допустима следующая конфигурация аргументов:

• MOV регистр, регистр/константа/адрес
• MOV адрес, регистр/константа

Синтаксис: MOV arg1, arg2

Стековые инструкции

Команда PUSH - добавить в стек

Добавляет переданное значение в стек

Синтаксис: PUSH arg

Команда POP - извлечь из стека

Извлекает значение на стеке и помещает его на переданный регистр. Если стек пуст, происходит ошибка.

Синтаксис: POP reg

Математические операции

• Сложение: ADD reg, arg
• Вычитание: SUB reg, arg
• Умножение: MUL reg, arg
• Инкремент: INC reg
• Декремент: DEC reg

Логические операции

• И: AND reg, arg
• ИЛИ: OR reg, arg
• Исключающее ИЛИ: XOR reg, arg
• НЕ: NOT reg
• Сдвиг влево: SHL reg, arg
• Сдвиг вправо: SHR reg, arg

Команда CMP (cравнение)

Результат сравнения никуда не записывается, но устанавливаются значения флагов (ZF и CF)

Синтаксис: CMP reg, arg

Переходы

Безусловный переход (JMP)

Производит передачу управления на инструкцию, помеченную указанной меткой.

Синтаксис: JMP label

Условные переходы

Работают аналогично безусловному переходу, предварительно проверяя указанное ниже условие:

• JZ - переход по нулю (ZF = 0)
• JNZ - переход по не нулю (ZF ≠ 0)
• JC - переход при переполнении (CF = 0)
• JNC - переход при отсутствии переполнения (CF ≠ 0)
• JA - переход по больше (ZF ≠ 0 и CF ≠ 0)
• JAE - переход по больше или равно (CF ≠ 0)
• JB - переход по меньше (CF = 0)
• JBE - переход по меньше или равно (CF = 0 или ZF = 0)
• JE - переход по равенству (ZF = 0)
• JNE - переход по неравенству (ZF ≠ 0)
• JNA - переход по не больше (not >)
• JNAE - переход по не больше или равно (not >=)
• JNB - переход по не меньше (not <)
• JNBE - переход по не меньше или равно (not <=)

Пример программы

JMP start

.loop:
    PUSH B ; сохраняем предыдущий член последовательности
    ADD B, C ; вычисляем новый
    POP C ; возвращаем сохранённый на место предыдущего
    DEC A   ; уменьшаем номер
    JNZ .loop

    JMP end

start:
    MOV A, 11  ; номер числа Фибоначчи
    MOV C, 0x1
    JMP .loop

end:
    XOR A, B