TuringCpu

KO | EN

gitlite — search

#javascript #react #ai #golang #android #linux #macos #java #windows #cli #vue #awesome-list #mcp #ios

(★ 28)

Симулятор CPU на машине Тьюринга

TuringCpu Latest Version Download

Download Latest Version (.zip)

// repository documentation

Was this content helpful?

★ 0 (0 ratings)

# TuringCpu
Симулятор x86 подобного процессора на машине Тьюринга, использующий упрощённый синтаксис ассемблера на основе NASM. Программа, АЛУ, флаги, регистры, память и стек находятся на одной общей ленте единственной машины Тьюринга.

![Симулятор процессора на МТ](https://raw.githubusercontent.com/dronperminov/TuringCpu/master/examples/example.gif "Симулятор процессора на МТ")

## Конфигурация
* Произвольная точность вычислений (разрядность), по умолчанию 8 бит
* Произвольное количество ячеек памяти, по умолчанию 16
* Шесть регистров общего назначения: `A`, `B`, `C`, `D`, `E`, `F`
* Флаги:
    * переполнения (`OF`)
    * знака (`SF`)
    * нуля (`ZF`)
    * переноса (`CF`)
* поддержка чисел без знака и со знаком

## 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 положительная 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: `0b1111011` или `1111011b`
* Восьмеричный: `0o173`
* Десятичный: `123` или `123d` (в том числе со знаком `-123`)
* Шестнадцатиричный: `0x7B`

## Команда MOV
Помещает содержимое аргумента `arg2` в аргумент `arg1`

Допустимая конфигурация аргументов:
* `MOV регистр, регистр/константа/адрес`
* `MOV адрес, регистр/константа`

Синтаксис: `MOV arg1, arg2`

## Стековые инструкции
### Команда PUSH - добавить в стек
Помещает переданное значение в стек

Синтаксис: `PUSH arg`

### Команда POP - извлечь из стека
Извлекает значение из стека и помещает его на переданный регистр. Если стек пуст, происходит ошибка.

Синтаксис: `POP reg`

## Математические операции
Модифицируют значения флагов `OF`, `SF`, `ZF` и `CF`

* Сложение: `ADD reg, arg`
* Вычитание: `SUB reg, arg`
* Умножение: `MUL reg, arg` (без поддежрки `OF` пока)
* Деление: `DIV reg, arg` (без поддежрки `OF` пока)
* Инкремент: `INC reg`
* Декремент: `DEC reg`
* Изменение знака: `NEG reg`

## Логические операции
Модифицируют значение флагов `ZF` и `SF`. Флаги `OF` и `CF` сбрасываются

* И: `AND reg, arg`
* ИЛИ: `OR reg, arg`
* Исключающее ИЛИ: `XOR reg, arg`
* НЕ: `NOT reg`

## Битовые сдвиги
Модифицируют значение флагов `SF`, `ZF` и `CF`. Флаг `OF` сбрасывается
* Сдвиг влево: `SHL reg, arg`
* Сдвиг вправо: `SHR reg, arg`
* Циклический сдвиг влево: `ROL reg`
* Циклический сдвиг вправо: `ROR reg`

## Команда CMP
Выполняет вычитание двух чисел. Результат никуда не записывается, модифицируются значения флагов `OF`, `SF`, `ZF` и `CF`

Синтаксис: `CMP reg, arg`

## Команда TEST
Выполняет логическое И. Результат никуда не записывается, модифицируются значения флагов `ZF` и `SF` и сбрасываются состояния флагов `OF` и `CF`

Синтаксис: `TEST reg, arg`

## Переходы
### Безусловный переход (JMP)
Производит передачу управления на инструкцию по переданному адресу. В качестве адреса может использовать метка, константа или регистр.

Синтаксис: `JMP address`

### Условные переходы
Работают аналогично безусловному переходу, предварительно проверяя некоторое условие:

* `JO` - перейти, если переполнение (`OF = 1`)
* `JNO` - перейти, если нет переполнения (`OF = 0`)
* `JS` - перейти, если знак равен 1 (`SF = 1`)
* `JNS` - перейти, если знак равен 0 (`SF = 0`)
* `JZ` - перейти, если ноль (`ZF = 1`)
* `JNZ` - перейти, если не ноль (`ZF = 0`)
* `JC` - перейти, если перенос (`CF = 1`)
* `JNC` - перейти, если нет переноса (`CF = 0`)
* `JE` - перейти, если равно (`ZF = 1`)
* `JNE` - перейти, если не равно (`ZF = 0`)

#### Переходы беззнакового сравнения

* `JB` - перейти, если меньше (`CF = 1`)
* `JBE` - перейти, если меньше или равно (`CF = 1` или `ZF = 1`)
* `JA` - перейти, если больше (`ZF = 0` и `CF = 0`)
* `JAE` - перейти, если больше или равно (`CF = 0`)
* `JNB` - перейти, если не меньше (`not <`)
* `JNBE` - перейти, если не меньше или равно (`not ≤`)
* `JNA` - перейти, если не больше (`not >`)
* `JNAE` - перейти, если не больше или равно (`not ≥`)

#### Переходы знакового сравнения

* `JL` - перейти, если меньше (`SF ≠ OF`)
* `JLE` - перейти, если меньше или равно (`ZF = 1` или `SF ≠ OF`)
* `JG` - перейти, если больше (`ZF = 0` и `SF = OF`)
* `JGE` - перейти, если больше или равно (`SF = OF`)
* `JNL` - перейти, если не меньше (`not <`)
* `JNLE` - перейти, если не меньше или равно (`not ≤`)
* `JNG` - перейти, если не больше (`not >`)
* `JNGE` - перейти, если не больше или равно (`not ≥`)

## Вызов подпрограммы - CALL
В стек помещается адрес следующей инструкции, используемый впоследствии командой RET, и выполняется переход по указанному адресу. В качестве адреса, как и в командах переходов, может использоваться метка, константа или регистр.

Синтаксис: `CALL address`

## Выход из подпрограммы - RET
Извлекает из стека адрес возврата и выполняет переход на инструкцию по извлечённому адресу.

Синтаксис: `RET`

## Команда HLT
Немедленно завершает работу процессора

Синтаксис: `HLT`

## Пример программы
```asm
JMP start

.loop:
    CALL fibonacci
    DEC A   ; уменьшаем номер
    JNZ .loop

MOV A, B ; записывем результат в А
    HLT

start:
    MOV A, 11 ; номер числа Фибоначчи
    XOR B, B
    MOV C, 0x1
    CMP A, 12
    CMP A, 11
    CMP A, 10
    JMP .loop

; функция вычисления следующего числа Фибоначчи
; два соседних члена последовательности располагаются
; в регистрах C и B соответственно
; результат записывается в регистр B
fibonacci:
    PUSH B ; сохраняем предыдущий член последовательности
    ADD B, C ; вычисляем новый
    POP C ; возвращаем сохранённый на место предыдущего
    RET ; выходим из подпрограммы

```

## Скриншоты работы
![Пример 1](https://raw.githubusercontent.com/dronperminov/TuringCpu/master/examples/example1.png "Пример 1")
![Пример 2](https://raw.githubusercontent.com/dronperminov/TuringCpu/master/examples/example2.png "Пример 2")
![Пример 3](https://raw.githubusercontent.com/dronperminov/TuringCpu/master/examples/example3.png "Пример 3")
![Пример 4](https://raw.githubusercontent.com/dronperminov/TuringCpu/master/examples/example4.png "Пример 4")

TuringCpu

TuringCpu Latest Version Download

Today's picks

Was this content helpful?

Recent Feedback

TuringCpu

TuringCpu Latest Version Download

Today's picks

Was this content helpful?

Recent Feedback

Download README