Приложение, позволяющее промоделировать выполнение на некотором процессоре программы на низкоуровневом языке (ассемблере) в виде некоторой объектной модели. Программа представляет собой последовательность команд языка.
Описатель команды состоит из описателей
операндов и информации о типе операции (исполнение операции реализуется отдельным объектом функтором). В записи операторов языка могут использоваться регистры и идентификаторы (связанные с
адресами в памяти). Регистр – определяется номеров в блоке регистров; идентификатор –
последовательность латинских букв длиной не более 8 символов.
Описатель унарной команды содержит следующую информацию: поле метки (может отсутствовать) и
указателя на операцию; описателя операнда. Результат выполнения операции помещается в операнд.
Описатель бинарной команды содержит следующую информацию: поле метки (может отсутствовать) и
указателя на операции; два описателя операндов. Результат выполнения операции помещается в первый
операнд.
Описатель оператора перехода содержит следующую информацию: идентификатор метки перехода в
памяти команд.
Описатель оператора объявления данных содержит следующую информацию: поле метки –
идентификатор данных (обязательное поле), непосредственный операнд (число). При конструировании
объекта данного типа под операнд выделяется место в памяти программ.
Описатель оператора инициализации потока содержит следующую информацию: поле метки (может
отсутствовать) и идентификатор метки перехода в памяти команд. Новый поток начинает исполнение с
заданной метки перехода, в то время как текущий поток продолжает своё исполнение со следующей
команды.
Описатель оператора окончания потока одержит следующую информацию: поле метки (может
отсутствовать). Программа считается завершённой когда все потоки завершили своё исполнение
Процессор состоит из устройства управления, исполнительных устройств, выполняющих
определенные наборы операторов, блока регистров общего назначения, памяти программ и памяти данных.
При выполнении программы, очередная команда извлекается устройством управления из памяти
программ, назначается на свободное исполнительное устройство, после чего команда выполняется
исполнительным устройством с установкой блокировок на соответствующие операнды на время выполнения
команды.
Оператор перехода устройство управления выполняет самостоятельно
Блок регистров характеризуется количеством регистров, поддерживает операции доступа к регистрам по номеру и блокировки регистров. Хранение регистров осуществляется при помощи вектора.
Память данных характеризуется объемом, поддерживает операции доступа к данным по идентификатору и блокировки на адреса в памяти, выделение памяти под впервые встретившийся идентификатор.
Исполнительные устройства характеризуются набором и временем выполнения команд.
Память программ считается условно бесконечной, каждая команда занимает одну ячейку в памяти; содержит регистр - счетчик команд, хранящий адрес текущей команды.
Обеспечить также выполнение следующих операций.
Для модели процессора:
- редактирование модели процессора;
- выполнить программу.
Для памяти программ:
- редактирования программы;
- показать всю программу;
- выдать текущую команду;
- изменить значение регистра счетчика команд.
Для любой команды:
- вывести информацию о команде;
- редактирования команды.
Для операнда:
- Вернуть значение операнда.
- Для исполнительного устройства:
- исполнить команду;
- установить / снять блокировку на ресурс памяти
Итоговая программа должна быть способна моделировать выполнение программы на низкоуровневом языке (ассемблере) на виртуальном процессоре. Должны быть возможность загрузить программу в память процессора, выполнить ее и наблюдать за изменением состояния процессора (таким как значения регистров) по мере выполнения программы.
- Получение инструкции по адресу счетчика команд (PC)
- Декодирование инструкции
- Выполнение инструкции
- Прибавление к счетачику команды размера выполненноой инструкции
- Пользователь предоставляет ассемблерный код, сохраненный в файле.
- Происходит считывание и анализ кода с использованием лексера и парсера (если используется).
- Создаются экземпляры классов команд, операндов и меток на основе анализа кода.
- Программа загружается в память, включая инструкции и операнды.
- Процессор начинает выполнение программы, последовательно считывая и выполняя команды из памяти.
- Каждая команда вызывает соответствующий метод execute(), выполняя свою функцию.
- Выполнение продолжается до завершения программы или обнаружения команды завершения выполнения.
- Immediate: начинаются с символа $, за которым следует непосредственное значение в нотации C (ex: $0x1F, $-577)
- Regiter: значение хранится в указанном регистре (GPRegister)
- Memory (ссылка на память): определяет адрес ячейки (эффективный адрес)
P.s. Каждый регистр может хранить 32х разрядное слово, а номер регистра в enum gpr и есть его идентефикатор и номер в блоке регистров
Если строка заканчивается ‘:’ — это метка, которая будет присвоена следующей инструкции.
- mov
- add
- sub
- inc
- dec
- not
- and
- or
- xor
- cmp
- shl
- shr
- jmp
- je
- jne
- jg
- jge
- jl
- jle
- db
- dw
- dd
- hlt