Ассемблер и Интерпретатор

Этот репозиторий содержит ассемблер и интерпретатор для простой виртуальной машины (UVM).

Обзор

Этот проект предоставляет инструменты для:

1. Ассемблирования: Преобразования читаемого человеком кода на языке ассемблера в бинарный код, который может быть выполнен UVM.
2. Интерпретации: Выполнения собранного бинарного кода и наблюдения за результатами.

Структура Проекта

• assembler.py: Программа-ассемблер. Принимает исходный файл на языке ассемблера и выводит бинарный файл.
• interpreter.py: Программа-интерпретатор. Принимает бинарный файл, выполняет его и записывает состояние памяти в XML-файл.
• README.md: Этот файл.
• test_programs/: Директория для хранения тестовых программ на языке ассемблера.
• test_output/: Директория, куда должны сохраняться результаты тестов.

Архитектура UVM

Память

• UVM имеет 256 байт памяти.

Регистры

• Аккумулятор: Единственный регистр аккумулятора для временного хранения данных.
• Счетчик Команд (PC): Отслеживает адрес выполняемой в данный момент инструкции.
• Стек: Стек для хранения промежуточных значений.

Набор Инструкций

UVM поддерживает следующие инструкции:

Мнемоника	Код Операции (младшие 5 бит)	Описание	Операнды	A-поле
CONST	0x01	Помещает 16-битное константное значение в стек.	16-битная константа	0
LOAD	0x02	Помещает значение из памяти по 16-битному адресу в стек.	16-битный адрес	0
STORE	0x03	Извлекает значение из стека в аккумулятор (не используется напрямую для записи в память).	Нет	0
SHL	0x04	Извлекает значение из стека и сдвигает его влево на 16-битное значение сдвига.	16-битный сдвиг	0
OUTS	0x05	Выводит верхнее значение из стека на стандартный вывод.	Нет	0
LOAD_ACC	0x06	Извлекает значение из стека в аккумулятор.	Нет	0
STORE_ADDR	0x07	Извлекает значение из стека в аккумулятор.	Нет	0
STORE_VAL	0x08	Извлекает значение из стека. Сохраняет его в памяти по адресу, находящемуся в аккумуляторе.	Нет	0

• Формат Кода Операции: Инструкции кодируются с использованием одного байта для кода операции и A-поля, и двух байтов для операнда (если применимо). Младшие 5 бит байта кода операции - это код операции. Старшие 4 бита - A-поле, которое не используется в этой версии машины.
• А-поле: 4 битное значение в байте кода операции.

Как Использовать

Ассемблер

1. Напишите Код на Ассемблере: Создайте текстовый файл, содержащий код на языке ассемблера UVM (например, program.asm).

2. Соберите: Запустите ассемблер:

   python assembler.py program.asm output.bin --log_file output.xml

   • program.asm: Путь к исходному файлу ассемблера.
   • output.bin: Путь к выходному бинарному файлу.
   • --log_file output.xml: Путь для хранения лога.

Интерпретатор

1. Запустите Интерпретатор: Выполните собранный бинарный файл:

   python interpreter.py output.bin 0 10 output.xml

   • output.bin: Путь к бинарному файлу, созданному ассемблером.
   • 0: Начальный адрес памяти для вывода в XML-файл.
   • 10: Конечный адрес памяти для вывода в XML-файл.
   • output.xml: Путь к XML-файлу вывода, хранящему состояние памяти.

Примеры

Примеры программ находятся в /test_programs/, а результаты их выполнения - в /test_output/.

Пример Программы на Ассемблере (test_programs/example1.asm)

CONST 10  # Поместить 10 в стек
CONST 5   # Поместить 5 в стек
SHL 2   # Сдвинуть 5 влево на 2. Результат должен быть 20
OUTS    # Вывести верхнее значение стека, должно быть 20
STORE_ADDR # Извлечь из стека в аккумулятор
CONST 20
STORE_VAL # Извлечь из стека в mem[аккумулятор]
LOAD 20
OUTS    # Вывести mem[20], должно быть 20

Пример Использования

python assembler.py test_programs/example1.asm test_output/example1.bin --log_file test_output/example1.log
python interpreter.py test_output/example1.bin 0 25 test_output/example1.xml