C语言实现基于16位自定义CPU架构的汇编器和虚拟机，虚拟机是设计一个16位CPU架构以及27多个机器指令

# 基于16位自定义CPU架构的汇编器和虚拟机 ### 一、简介 该项目由虚拟机，汇编器和测试汇编程序构成。虚拟机是设计一个16位CPU架构以及27多个机器指令，对这些指令规定其指令操作码，指令类型，操作数格式等，最终测试源码通过汇编器生成二进制可执行代码，二进制可执行代码可以在虚拟机上运行。汇编器则针对汇编指令，规定其汇编语法。然后使用flex和bison对汇编源码进行词法分析，语法分析并生成AST语树，再根据AST语法树进行语义分析，生成二进制机器代码。最终二进制代码能够在其CPU的虚拟机上成功运行。 ### 二、实现的功能 本项目设计的16位CPU可支持27个指令和8个寄存器，，详细介绍如下： 寄存器： | 寄存器 | 功能描述 | |----------------------|--------------------------------------------| |r0 | 通用寄存器0 | |r1 | 通用寄存器1| |r2 | 通用寄存器2 | |r3 | 通用寄存器3| |sp | 栈顶指针 | |lr | 连接寄存器 | |pc | 程序计数器寄存器 | |psr | 状态寄存器 | 指令： | 指令 | 可支持操作类型|功能描述 |实例 | |----------------------|-------------|---------|----------------------| | mov |RR,RI,RL | 数据传输 |RR: mov r0,r1 <br> RI: mov r0 ,#10 <br> RL: mov r0,num| | add |RRR,RR,RI,RL | 加 | RRR: add r0 ,r1,r2 <br>RR: add r0 ,r1 <br>RI: add r0 ,#10 <br>RL: add r0,num | | sub |RRR,RR,RI,RL | 减 | RRR: sub r0 ,r1,r2 <br>RR: sub r0 ,r1 <br>RI：sub r0 ,#10 <br>RL: sub r0,num| | and |RRR,RR,RI,RL | 逻辑与 | RRR: and r0 ,r1,r2 <br>RR: and r0 ,r1 <br>RI: and r0 ,#10 <br>RL: and r0,num| | or |RRR,RR,RI,RL | 逻辑或 | RRR: or r0 ,r1,r2 <br>RR: or r0 ,r1 <br>RI: or r0 ,#10 <br>RL: or r0,num| | xor |RRR,RR,RI,RL | 逻辑异或 |RRR: xor r0 ,r1,r2 <br>RR: xor r0 ,r1 <br>RI: xor r0 ,#10 <br>RL: xor r0,num| | cmp | | | | | lda | | | | | ldr | | | | | sta | | | | | str | | | | | lea | | | | | jmp | | | | | beq | | | | | bgt | | | | | bne | | | | | jz | | | | | jnz | | | | | blt | | | | | call | | | | | push | | | | | pop | | | | | putc | | | | | getc | | | | | putd | | | | | ret | | | | | hlt | | | | > R:register ，I:immediate ，L:label ### 三、 软件架构 #### （二）文件架构 ``` ├─ Assembler 汇编器源码 ├─ VirtualMachine 虚拟机源码 ├─ image 图片资源 ├─ test.asm 汇编测试程序 ├─ test.bin 测试程序机器码文件 ├─ README.md 说明文件 ├─ LICENSE Apache-2.0 开源许可 ``` #### （三）文件描述 | 文件 | 功能描述 | |----------------------|--------------------------------------------| | lexer.l | 词法分析器 | | parser.y | 语法分析器 | | AST.c | AVL树的实现 | | assembler.c | 汇编器核心代码 | | vm.c | 虚拟机核心代码 | &emsp; ---