c語言課程設(shè)計(jì)---模擬器和匯編程序的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　C語言課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　題目:模擬器和匯編程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)</p><p><b>　　班 級：</b></p><p><b>　　學(xué) 號：</b>&

2、lt;/p><p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　成 績：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　完成日期： 2012年 10 月 15 日</p><p><

3、b>　　目 錄</b></p><p>　　一、系統(tǒng)需求分析1</p><p><b>　　二、總體設(shè)計(jì)6</b></p><p>　　三、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7</p><p><b>　　四、詳細(xì)設(shè)計(jì)9</b></p><p><b>　　五

4、、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)13</b></p><p>　　六、運(yùn)行測試與結(jié)果分析42</p><p><b>　　七、總結(jié)44</b></p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)45</b></p><p>　　九、指導(dǎo)教師評語46</p><p><b>　

5、　一、系統(tǒng)需求分析</b></p><p>　　Simulator and Assembler</p><p>　　1. 用C語言編制匯編程序，將此簡單計(jì)算機(jī)的匯編源程序翻譯成目標(biāo)代碼，即機(jī)器碼。為了測試所編制匯編程序的正確性，需用以上介紹的指令集編寫兩個(gè)匯編源程序，匯編源程序的功能要求為：</p><p>　　求1+2+3+…+100，并輸出運(yùn)算結(jié)果。

6、</p><p>　　② 求將” Simulator and Assembler”拷貝復(fù)制到新串并輸出運(yùn)算結(jié)果。</p><p><b>　　串并輸出運(yùn)算結(jié)果。</b></p><p>　　其中，32條指令以及偽指令和它們的功能如下：</p><p>　　(1) 停機(jī)指令：HLT</p><p>

7、　　功能：終止程序運(yùn)行。</p><p>　　(2) 無條件轉(zhuǎn)移指令：JMP label</p><p>　　功能：將控制轉(zhuǎn)移至標(biāo)號label處，執(zhí)行標(biāo)號label后的指令。</p><p>　　(3) 比較運(yùn)算轉(zhuǎn)移指令：CJMP label</p><p>　　功能：如果程序狀態(tài)字中比較標(biāo)志位c的值為1(即關(guān)系運(yùn)算的結(jié)

8、果為真)，則將控制轉(zhuǎn)移至標(biāo)號label處，執(zhí)行標(biāo)號label后的指令；否則，順序往下執(zhí)行。</p><p>　　(4) 溢出轉(zhuǎn)移指令：OJMP</p><p>　　功能：如果程序狀態(tài)字中比較標(biāo)志位o的值為1(即算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果發(fā)生溢出)，則將控制轉(zhuǎn)移至標(biāo)號label處，執(zhí)行標(biāo)號label后的指令；否則，順序往下執(zhí)行。</p><p>　　(5) 調(diào)用子程序指令：CAL

9、L label</p><p>　　功能：將通用寄存器A~G、程序狀態(tài)字PSW、程序計(jì)數(shù)器PC中的值保存到ES，然后調(diào)用以標(biāo)號label開始的子程序，將控制轉(zhuǎn)移至標(biāo)號label處，執(zhí)行標(biāo)號label后的指令。</p><p>　　(6) 子程序返回指令：RET</p><p>　　功能：將ES中保存的通用寄存器A~Z、程序狀態(tài)字PSW和程序字?jǐn)?shù)器PC的

10、值恢復(fù)，控制轉(zhuǎn)移到子程序被調(diào)用的地方，執(zhí)行調(diào)用指令的下一條指令。</p><p>　　(7) 入棧指令：PUSH reg0</p><p>　　功能：將通用寄存器reg0的值壓入堆棧SS，reg0可以是A~G和Z八個(gè)通用寄存器之一。</p><p>　　(8) 出棧指令：POP reg0</p><p>　　功能：從堆

11、棧SS中將數(shù)據(jù)出棧到寄存器reg0，reg0可以是A~G七個(gè)通用寄存器之一，但不能是通用寄存器Z。</p><p>　　(9) 取字節(jié)數(shù)據(jù)指令：LOADB reg0 symbol</p><p>　　功能：從字節(jié)數(shù)據(jù)或字節(jié)數(shù)據(jù)塊symbol中取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)存入寄存器reg0，所取的字節(jié)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)塊symbol中的位置由寄存器G的值決定。用C的語法可將此指令的功能描述

12、為：</p><p>　　reg0 = symbol[G]</p><p>　　例如，假設(shè)用偽指令定義了以下字節(jié)數(shù)據(jù)塊num：</p><p>　　BYTE num[10] = {5,3,2,8,6,9,1,7,4,0}</p><p>　　如果要將字節(jié)數(shù)據(jù)塊num中第5個(gè)單元的值(即下標(biāo)為4的元素)取到寄存器C，指令如下：<

13、/p><p>　　LOADI G 5</p><p>　　LOADB C num</p><p>　　后面的指令LOADW、STOREB和STOREW在操作上與此指令類似。</p><p>　　(10) 取雙字節(jié)數(shù)據(jù)指令：LOADW reg0 symbol</p>

14、<p>　　功能：從雙字節(jié)數(shù)據(jù)或雙字節(jié)數(shù)據(jù)塊symbol中取一個(gè)雙字節(jié)的數(shù)據(jù)存入寄存器reg0，所取的雙字節(jié)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)塊symbol中的位置由寄存器G的值決定。</p><p>　　(11) 存字節(jié)數(shù)據(jù)指令：STOREB reg0 symbol</p><p>　　功能：將寄存器reg0的值存入字節(jié)數(shù)據(jù)或字節(jié)數(shù)據(jù)塊symbol中的某個(gè)單元，存入單元的位置

15、由寄存器G的值決定。用C的語法可將此指令的功能描述為：</p><p>　　symbol[G] = reg0</p><p>　　(12) 存雙字節(jié)數(shù)據(jù)指令：STOREW reg0 symbol</p><p>　　功能：將寄存器reg0的值存入雙字節(jié)數(shù)據(jù)或雙字節(jié)數(shù)據(jù)塊symbol中的某個(gè)單元，存入單元的位置由寄存器G的值決定。</p&g

16、t;<p>　　(13) 取立即數(shù)指令：LOADI reg0 immediate</p><p>　　功能：將指令中的立即數(shù)immediate存入寄存器reg0。立即數(shù)被當(dāng)作16位有符號數(shù)，超出16位的高位部分被截掉。例如：</p><p>　　LOADI B 65535</p><p>　　寄存器

17、B的值為-1。</p><p>　　LOADI B 65537</p><p><b>　　寄存器B的值為1。</b></p><p>　　(14) 空操作指令：NOP</p><p>　　功能：不執(zhí)行任何操作，但耗用一個(gè)指令執(zhí)行周期。</p><p>　　(15)

18、控制臺輸入指令：IN reg0 0</p><p>　　功能：從輸入端口(即鍵盤輸入緩沖區(qū))取一個(gè)字符數(shù)據(jù)，存入寄存器reg0。</p><p>　　(16) 控制臺輸出指令：OUT reg0 15</p><p>　　功能：將寄存器reg0的低字節(jié)作為字符數(shù)據(jù)輸出到輸出端口(即顯示器)。</p>&

19、lt;p>　　(17) 加運(yùn)算指令：ADD reg0 reg1 reg2</p><p>　　功能：將寄存器reg1的值加上reg2的值，結(jié)果存入寄存器reg0。如果結(jié)果超過16位有符號數(shù)的表示范圍，將發(fā)生溢出，使程序狀態(tài)字的溢出標(biāo)志位o置為1；如果未發(fā)生溢出，則使程序狀態(tài)字的溢出標(biāo)志位o置為0。</p><p>　　(18) 加立即數(shù)指令：AD

20、DI reg0 immediate</p><p>　　功能：將寄存器reg0的值加上立即數(shù)immediate，結(jié)果仍存入寄存器reg0。如果結(jié)果超過16位有符號數(shù)的表示范圍，將發(fā)生溢出，使程序狀態(tài)字的溢出標(biāo)志位o置為1；如果未發(fā)生溢出，則使程序狀態(tài)字的溢出標(biāo)志位o置為0。</p><p>　　(19) 減運(yùn)算指令：SUB reg0 reg

21、1 reg2</p><p>　　功能：將寄存器reg1的值減去reg2的值，結(jié)果存入寄存器reg0。如果結(jié)果超過16位有符號數(shù)的表示范圍，將發(fā)生溢出，使程序狀態(tài)字的溢出標(biāo)志位o置為1；如果未發(fā)生溢出，則使程序狀態(tài)字的溢出標(biāo)志位o置為0。</p><p>　　(20) 減立即數(shù)指令：SUBI reg0 immediate</p><p

22、>　　功能：將寄存器reg0的值減去立即數(shù)immediate，結(jié)果仍存入寄存器reg0。如果結(jié)果超過16位有符號數(shù)的表示范圍，將發(fā)生溢出，使程序狀態(tài)字的溢出標(biāo)志位o置為1；如果未發(fā)生溢出，則使程序狀態(tài)字的溢出標(biāo)志位o置為0。</p><p>　　(21) 乘運(yùn)算指令：MUL reg0 reg1 reg2</p><p>　　功能：將寄存器reg1

23、的值乘以reg2的值，結(jié)果存入寄存器reg0。如果結(jié)果超過16位有符號數(shù)的表示范圍，將發(fā)生溢出，使程序狀態(tài)字的溢出標(biāo)志位o置為1；如果未發(fā)生溢出，則使程序狀態(tài)字的溢出標(biāo)志位o置為0。</p><p>　　(22) 除運(yùn)算指令：DIV reg0 reg1 reg2</p><p>　　功能：將寄存器reg1的值除以reg2的值，結(jié)果存入寄存器reg0，這

24、里進(jìn)行的是整數(shù)除運(yùn)算。如果寄存器reg2的值為零，將發(fā)生除零錯(cuò)。</p><p>　　(23) 按位與運(yùn)算指令：AND reg0 reg1 reg2</p><p>　　功能：將寄存器reg1的值與reg2的值進(jìn)行按位與運(yùn)算，結(jié)果存入寄存器reg0。</p><p>　　(24) 按位或運(yùn)算指令：OR reg0

25、 reg1 reg2</p><p>　　功能：將寄存器reg1的值與reg2的值進(jìn)行按位或運(yùn)算，結(jié)果存入寄存器reg0。</p><p>　　(25) 按位異或運(yùn)算指令：NOR reg0 reg1 reg2</p><p>　　功能：將寄存器reg1的值與reg2的值進(jìn)行按位異或(按位加)運(yùn)算，結(jié)果存入寄存

26、器reg0。</p><p>　　(26) 按位取反運(yùn)算指令：NOTB reg0 reg1</p><p>　　功能：將寄存器reg1的值按位取反后，結(jié)果存入寄存器reg0。</p><p>　　(27) 算術(shù)左移運(yùn)算指令：SAL reg0 reg1 reg2</p><p>　

27、　功能：將寄存器reg1的值算術(shù)左移reg2位，結(jié)果存入寄存器reg0。在進(jìn)行算術(shù)左移時(shí)，低位空位用0填充。</p><p>　　(28) 算術(shù)右移運(yùn)算指令：SAR reg0 reg1 reg2</p><p>　　功能：將寄存器reg1的值算術(shù)右移reg2位，結(jié)果存入寄存器reg0。在進(jìn)行算術(shù)右移時(shí)，高位空位用符號位填充。</p>&l

28、t;p>　　(29) 相等關(guān)系運(yùn)算指令：EQU reg0 reg1</p><p>　　功能：將兩個(gè)寄存器reg0和reg1的值進(jìn)行相等比較關(guān)系運(yùn)算：reg0 == reg1，關(guān)系運(yùn)算的結(jié)果為邏輯真或邏輯假，存入程序狀態(tài)字中的比較標(biāo)志位c。</p><p>　　(30) 小于關(guān)系運(yùn)算指令：LT reg0 reg1</p>

29、<p>　　功能：將兩個(gè)寄存器reg0和reg1的值進(jìn)行小于關(guān)系運(yùn)算：reg0 < reg1，關(guān)系運(yùn)算的結(jié)果為邏輯真或邏輯假，存入程序狀態(tài)字中的比較標(biāo)志位c。</p><p>　　(31) 小于等于關(guān)系運(yùn)算指令：LTE reg0 reg1</p><p>　　功能：將兩個(gè)寄存器reg0和reg1的值進(jìn)行小于等于關(guān)系運(yùn)算：reg0 <= r

30、eg1，關(guān)系運(yùn)算的結(jié)果為邏輯真或邏輯假，存入程序狀態(tài)字中的比較標(biāo)志位c。</p><p>　　(32) 比較標(biāo)志位取反指令：NOTC</p><p>　　功能：將程序狀態(tài)字中的比較標(biāo)志位c求反，即將邏輯真變?yōu)檫壿嫾伲瑢⑦壿嫾僮優(yōu)檫壿嬚妗?lt;/p><p>　　(33) 字節(jié)數(shù)據(jù)定義偽指令：BYTE symbol[n] = {...} 藍(lán)色字體部分為可選項(xiàng)

31、</p><p>　　或：BYTE symbol[n] = "..." 藍(lán)色字體部分為可選項(xiàng)</p><p>　　功能：定義長度為1字節(jié)的字節(jié)型數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)塊，字節(jié)型數(shù)據(jù)塊類似于C的字符數(shù)組。</p><p>　　(34) 字?jǐn)?shù)據(jù)定義偽指令：WORD symbol[n] = {...} 藍(lán)色字體部分為可選項(xiàng)</p&

32、gt;<p>　　功能：定義長度為2字節(jié)的雙字節(jié)型數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)塊，雙字節(jié)型數(shù)據(jù)塊類似于C的整型數(shù)組(16位系統(tǒng))。</p><p>　　用C語言編制一個(gè)模擬器，能夠模擬此簡單計(jì)算機(jī)執(zhí)行匯編程序生成的目標(biāo)代碼，得到運(yùn)行結(jié)果。</p><p>　　注：編寫好編譯程序和模擬器后，再用八皇后程序檢驗(yàn)。</p><p><b>　　二、總體設(shè)計(jì)</

33、b></p><p>　　模擬器和匯編程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　編譯程序</b></p><p>　　編譯程序從匯編語言源文件中第一行開始，每次取一條指令，對其進(jìn)行解析并翻譯成十六進(jìn)制的目標(biāo)代碼，存入目標(biāo)文件，直到源文件結(jié)束。</p><p>　　用循環(huán)反復(fù)處理從源文件輸入的每一行指令，直到遇到文件尾時(shí)

34、終止循環(huán)；用函數(shù)fgets從源文件讀入一行字符串，存入字符數(shù)組a_line。</p><p>　　對注釋的處理：用函數(shù)strchr查找a_line中字符 '#' 首次出現(xiàn)的位置，如果找到則用空字符'\0' 來替換。用此方法去掉指令尾部的注釋。</p><p>　　對標(biāo)號的處理：建立一個(gè)鏈表來存儲標(biāo)號的位置，名稱等信息，第一遍掃描源程序時(shí)，用函數(shù)strchr查

35、找a_line中字符 ':' 出現(xiàn)的位置，將標(biāo)號的名稱和位置存入鏈表中，在翻譯目標(biāo)代碼時(shí)，再計(jì)算標(biāo)號的偏移量。</p><p>　　對偽指令的處理：建立一個(gè)存儲偽指令定義的標(biāo)識符的類型，名稱，長度，數(shù)據(jù)等信息的鏈表，第一遍掃描源程序時(shí)，將偽指令的信息存入鏈表中。翻譯目標(biāo)代碼時(shí)，將偽指令定義的變量值放在所有目標(biāo)代碼的后面。</p><p><b>　　模擬器<

36、/b></p><p>　　模擬器對該簡單計(jì)算機(jī)的處理器、內(nèi)存和終端設(shè)備進(jìn)行模擬。當(dāng)模擬器運(yùn)行時(shí)，首先將經(jīng)匯編程序匯編后的目標(biāo)程序讀入到內(nèi)存，然后模擬目標(biāo)程序的運(yùn)行，直到執(zhí)行HLT指令時(shí)終止。</p><p>　　用一個(gè)無符號字符類型的數(shù)組來模擬內(nèi)存；目標(biāo)文件中每行存放一條十六進(jìn)制的指令代碼，依次將每行指令代碼讀入到模擬內(nèi)存中；8個(gè)通用寄存器A~G和Z用unsigned short數(shù)

37、組來模擬；處理器可用“取指——解碼——執(zhí)行”循環(huán)來模擬。</p><p><b>　　三、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　編譯程序</b></p><p>　　編譯程序中，用先進(jìn)先出鏈表來存放標(biāo)號和偽指令的有關(guān)數(shù)據(jù)，具體如下圖：</p><p>　　存放偽指令定義的標(biāo)識符的鏈表大致

38、如上</p><p>　　當(dāng)掃描匯編源程序時(shí)，處理標(biāo)號和偽指令，此時(shí)建立鏈表并存儲信息。在調(diào)用計(jì)算標(biāo)號的偏移量和輸出偽指令定義的變量值時(shí)，再遍歷鏈表。</p><p><b>　　模擬器</b></p><p>　　模擬器中，內(nèi)存的結(jié)構(gòu)大致如下</p><p>　　其中，CS是代碼段，DS是數(shù)據(jù)段，SS是堆棧段，ES是附

39、加段，Port是兩個(gè)終端設(shè)備控制臺。代碼段用無符號長整型數(shù)組模擬，數(shù)據(jù)段用無符號字符型數(shù)組模擬，堆棧段用短整型數(shù)組模擬，而附加段用存放若干個(gè)結(jié)構(gòu)體指針的數(shù)組來模擬，這里的結(jié)構(gòu)體中存放了指令計(jì)數(shù)器PC、程序狀態(tài)字PSW和通用寄存器。</p><p>　　加載目標(biāo)代碼時(shí)，指令計(jì)數(shù)器PC指向內(nèi)存的頂端，依次將指令加載到模擬內(nèi)存。加載完后，將PC指向堆棧段SS，然后將偽指令定義的變量存入數(shù)據(jù)段，數(shù)據(jù)段DS緊接著數(shù)據(jù)段CS

40、，SS緊挨著DS，而將ES放到內(nèi)存的底部。因此SS和ES進(jìn)出的方向是相反的。</p><p>　　下面簡要說一下堆棧段和附加段的用法：</p><p>　　在CALL指令調(diào)用并執(zhí)行子程序，控制將轉(zhuǎn)移到子程序，子程序的地址由標(biāo)號給出。如果調(diào)用子程序前需要向子程序傳遞參數(shù)(類似于函數(shù)的參數(shù))，可用PUSH指令將參數(shù)壓入堆棧，子程序中用POP指令取出參數(shù)，注意堆棧是先進(jìn)后出。參數(shù)是通過堆棧段傳遞

41、的。更重要的是，在將控制轉(zhuǎn)移到子程序前，CALL指令要將相關(guān)寄存器(主要是指令計(jì)數(shù)器PC、程序狀態(tài)字PSW和通用寄存器)的內(nèi)容保存起來，因?yàn)樽映绦蛞惨眠@些寄存器存放指令或數(shù)據(jù)。這些寄存器的值保存在附加段中，附加段的使用類似于堆棧段，但他們存放數(shù)據(jù)的方向不一樣，堆棧段數(shù)據(jù)進(jìn)棧時(shí)，棧頂向高地址方向增加，出棧則向低地址方向減小；附加段棧頂?shù)淖兓门c堆棧段的棧頂相反，堆棧段SS和附加段ES共用一塊內(nèi)存區(qū)，這樣設(shè)計(jì)的理由是提高內(nèi)存的利用率。當(dāng)

42、子程序執(zhí)行到RET指令時(shí)，控制要返回到先前CALL指令的下一條指令接著執(zhí)行，從附加段中把保存的相關(guān)寄存器的值恢復(fù)到原寄存器即可。</p><p><b>　　詳細(xì)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1. 編譯程序</b></p><p>　　編譯程序從匯編語言源文件中第一行開始，每次取一條指令，對其進(jìn)行解析并翻譯成十

43、六進(jìn)制的目標(biāo)代碼，存入目標(biāo)文件，直到源文件結(jié)束。</p><p>　　用循環(huán)反復(fù)處理從源文件輸入的每一行指令，直到遇到文件尾時(shí)終止循環(huán)；用函數(shù)fgets從源文件讀入一行字符串，存入字符數(shù)組a_line。</p><p>　　用函數(shù)sscanf從數(shù)組a_line中輸入一個(gè)字符串到字符數(shù)組op_sym并將函數(shù)返回值賦給n。如果n為0，哪么數(shù)組a_line中存放的是空行或注釋行，直接取下一行再接

44、著進(jìn)行處理。如果n不為0，那么讀入數(shù)組op_sym中的字符串就是該指令的助記符，由此可知該指令的格式。</p><p>　　接下來再次用函數(shù)sscanf從數(shù)組a_line中輸入字符串到以下4個(gè)字符數(shù)組op_sym，reg0，reg1和reg2，分別判斷reg0，reg1和reg2中的字符串，并依次給對應(yīng)的整型變量arg0，arg1和arg2賦值。</p><p>　　在此之前，用宏指令將每

45、個(gè)指定助記符都定義成符號常量，以表示指令助記符對應(yīng)的指令操作碼；同樣，將各條指令轉(zhuǎn)換成目標(biāo)代碼的算法定義成帶參的宏。</p><p>　　再用函數(shù)fgets從源文件讀入下一行字符串，進(jìn)行下一輪循環(huán)處理。</p><p>　　下面是編譯程序的流程圖：</p><p><b>　　2. 模擬器</b></p><p>　　由

46、于每條指令的長度是4個(gè)字節(jié)，所以將程序計(jì)數(shù)器PC定義成無符號長整型指針，這樣，一次可以取到一條完整的指令，同時(shí)程序計(jì)數(shù)器的值加1就可以指向下一條指令。</p><p>　　在將指令代碼讀到模擬內(nèi)存時(shí)，先用fscanf函數(shù)從目標(biāo)文件中讀取一條指令代碼到一個(gè)unsigned long類型的臨時(shí)變量，然后用memcpy函數(shù)將該臨時(shí)變量的內(nèi)容復(fù)制到模擬內(nèi)存中。</p><p>　　處理器在執(zhí)行時(shí)，

47、從程序計(jì)數(shù)器PC指示的內(nèi)存單元將指令載入到指令寄存器IR，然后將PC的值增加1，使其指向下一條指令，為下一輪循環(huán)做準(zhǔn)備。接下來對指令進(jìn)行解碼。另外，將寄存器編號、立即數(shù)、數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的地址定義成宏。其中，指令操作碼opcode可通過按位右移得到：OPCODE = (IR >> 27) & 0x0F；通用寄存器用unsigned short數(shù)組來模擬；每條指令的功能用一個(gè)無參整型函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，再定義一個(gè)函數(shù)指針數(shù)組ops

48、，將32個(gè)函數(shù)的入口地址保存到數(shù)組ops中，數(shù)組下標(biāo)與函數(shù)所對應(yīng)指令操作碼一致，這樣，從指令中解碼得到指令操作碼后，就可以用如下表達(dá)式調(diào)用指令功能的實(shí)現(xiàn)函數(shù)，模擬指令的執(zhí)行。</p><p>　　(*ops[OPCODE])();</p><p>　　接下來進(jìn)行下一輪循環(huán)，直到執(zhí)行函數(shù)HLT退出循環(huán)。</p><p>　　下面是模擬器程序的流程圖：</p>

49、;<p><b>　　五、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)</b></p><p><b>　　兩個(gè)匯編程序源碼：</b></p><p><b>　　累加:</b></p><p><b>　　#1加到100</b></p><p>　　LOADIA100

50、# 循環(huán)的上界設(shè)為100</p><p>　　LOADIB1# 將循環(huán)次數(shù)存入寄存器B中</p><p>　　LOADIC0# 將和數(shù)存入寄存器C中</p><p>　　LOADID10# 用于轉(zhuǎn)換時(shí)的除數(shù)</p><p>　　LOADIE1000# 將和數(shù)轉(zhuǎn)換成字符的除數(shù)</p><p&g

51、t;　　LOADIF0# 用于提取個(gè)位，十位等的數(shù)字</p><p>　　LOADIG0# 用于轉(zhuǎn)換時(shí)的減數(shù)</p><p>　　loop:ADDCCB# 計(jì)算D = C + B</p><p>　　ADDIB1# 將B的值增加1</p><p>　　LTEBA# B <= A?</p&g

52、t;<p>　　CJMPloop# 若B <= A 為真，則跳到loop處</p><p>　　loop2: DIVFCE# F = C / E</p><p>　　ADDIF48# 將數(shù)字轉(zhuǎn)化為數(shù)字字符</p><p>　　OUTF15# 輸出F</p><p>　　SUBIF48

53、# 將數(shù)字字符轉(zhuǎn)化為數(shù)字</p><p>　　MULGFE# G = F * E</p><p>　　SUBCCG# C = C - G</p><p>　　DIVEED# E = E / D</p><p>　　LOADIA0# A = A - 100</p><p>　　LTEE

54、A# E <= 0?</p><p>　　NOTC# 取反，即E > 0</p><p>　　CJMPloop2# 若E > 0 為真，則跳到loop2處</p><p>　　HLT# 結(jié)束</p><p><b>　　拷貝字符串:</b></p><p

55、><b>　　#拷貝字符串</b></p><p>　　BYTEstr[24] = "Simulator and Assembler"</p><p>　　BYTEs[24]</p><p>　　LOADIA19</p><p><b>　　LOADIB0</b

56、></p><p><b>　　LOADIC0</b></p><p><b>　　LOADID0</b></p><p><b>　　LOADIE0</b></p><p>　　LOADIG0# 將數(shù)組下限設(shè)為0</p><p&g

57、t;<b>　　SUBIG4</b></p><p>　　loop: LOADBBstr</p><p>　　STOREBBs</p><p><b>　　LOADBCs</b></p><p><b>　　ADDDGE</b></p>

58、<p>　　ADDID48</p><p><b>　　OUTC15</b></p><p><b>　　ADDIG1</b></p><p><b>　　LTGA</b></p><p><b>　　CJMPloop</b>

59、</p><p><b>　　HLT</b></p><p><b>　　編譯程序源碼：</b></p><p>　　#include <stdio.h></p><p>　　#include <stdlib.h></p><p>　　#include

60、 <string.h></p><p>　　#include <ctype.h></p><p>　　#define MAX_LEN 150</p><p>　　#define INSTRS_COUNT (sizeof(g_instrs_name)/sizeof(g_instrs_name[0]))</p><p>　

61、　#define INSTR_SYM {"HLT","JMP","CJMP","OJMP","CALL","RET","PUSH","POP","LOADB",\</p><p>　　"LOADW","ST

62、OREB","STOREW","LOADI","NOP","IN","OUT","ADD",\</p><p>　　"ADDI","SUB","SUBI","MUL","DIV",&qu

63、ot;AND","OR","NOR","NOTB",\</p><p>　　"SAL","SAR","EQU","LT","LTE","NOTC","BYTE","WORD"\</

64、p><p><b>　　}</b></p><p>　　const char *g_instrs_name[] = INSTR_SYM; /*定義存放指令記號的數(shù)組*/</p><p>　　const char instr_format[33] = "12222133444451667575777778778881"

65、;;</p><p>　　int GetInstrCode(const char *op_sym); /*由指令助記符得到指令代碼*/</p><p>　　unsigned long TransToCode(char *instr_line, int instr_num); /*指令的譯碼*/</p><p>　　int GetRegNum(ch

66、ar *instr_line, char *reg_name); /*由寄存器名對應(yīng)到代碼*/</p><p>　　typedef struct tab</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int addr; /*標(biāo)號偏移量*/</p><p>　　ch

67、ar str[20]; /*標(biāo)號名稱*/</p><p>　　struct tab *next;</p><p><b>　　}TAB;</b></p><p>　　typedef struct byte_word</p><p><b>　　{</b></p>

68、<p>　　int type; /*類型*/</p><p>　　char name[8]; /*變量名*/</p><p>　　int num; /*數(shù)組長度*/</p><p>　　long dat[65]; /*數(shù)據(jù)*/</p><p

69、>　　struct byte_word *next;</p><p>　　}BYTE_WORD;</p><p>　　TAB *head1 = NULL;</p><p>　　BYTE_WORD *head2 = NULL;</p><p>　　int main(int argc, char **argv)</p><

70、;p><b>　　{</b></p><p>　　char a_line[MAX_LEN];</p><p>　　char op_sym[8];</p><p>　　int op_num;</p><p>　　int s = 0, k = 0, m = 0, j = 0, p = 0, q = 0;</p&g

71、t;<p>　　char num[5];</p><p>　　char dat[50][50];</p><p>　　unsigned long str[4];</p><p>　　char *pcPos;</p><p>　　FILE *pfIn, *pfOut;</p><p>　　head1 = (

72、struct tab *)malloc(sizeof(struct tab));</p><p>　　TAB *p1 = head1;</p><p>　　head2 = (struct byte_word *)malloc(sizeof(struct byte_word));</p><p>　　BYTE_WORD *p2 = head2, *temp, *tai

73、l = head2;</p><p><b>　　int n;</b></p><p>　　if (argc < 3) /*檢查命令行參數(shù)數(shù)目*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("ERROR:no enough command

74、line arguments!\n");</p><p><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if ((pfIn = fopen(argv[1], "r")) == NULL) /*打開源代碼文件*/</p>

75、;<p><b>　　{</b></p><p>　　printf("ERROR:cannot open file %s for reading!\n", argv[1]);</p><p><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　}</b>

76、;</p><p>　　if ((pfOut = fopen(argv[2], "w")) == NULL) /*打開目標(biāo)代碼文件*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("ERROR:cannot open file %s for writing!\n",

77、 argv[2]);</p><p><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while (!feof(pfIn)) /*處理標(biāo)號和偽指令*/</p><p><b>　　{</b&g

78、t;</p><p>　　fgets(a_line, MAX_LEN, pfIn); /*從源文件中取出一條指令*/</p><p>　　if ((pcPos = strchr(a_line, '#')) != NULL)</p><p>　　*pcPos = '\0';</p><p>　　n =

79、 sscanf(a_line, "%s", op_sym); /*從指令中取指令助記符*/</p><p><b>　　if(n < 1)</b></p><p><b>　　continue;</b></p><p>　　if(strchr(a_line, ':') != N

80、ULL) /*處理標(biāo)號*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　p1->addr = s; /*記錄標(biāo)號的行數(shù)*/</p><p>　　sscanf(a_line, "%[^:]", p1->str

81、); /*將冒號為止的字符串存入str中*/</p><p>　　p1->next = (struct tab *)malloc(sizeof(struct tab));</p><p>　　p1 = p1->next;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if (

82、(strcmp("BYTE", op_sym) == 0) || (strcmp("WORD", op_sym) == 0)) /*處理變量*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(strcmp("BYTE", op_sym) == 0)</p><

83、;p>　　p2->type = 1;</p><p><b>　　else</b></p><p>　　p2->type = 2;</p><p>　　sscanf(a_line, "%*s%s", p2->name); /*存變量名*/</p><p&

84、gt;　　while(p2->name[k] != '\0') /*去掉字符串中方括號的部分*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(p2->name[k] == '[')</p><p>　　p2->name[k] = '\0&

85、#39;;</p><p><b>　　k++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　k = 0;</b></p><p>　　if(strchr(a_line, '[') != NULL)</p><

86、p><b>　　{</b></p><p>　　sscanf(a_line, "%*[^[][%[0-9]", num);</p><p>　　p2->num = atoi(num); /*將num轉(zhuǎn)化為整數(shù)*/</p><p>　　for(m = 0; m < p2->num; m

87、++)</p><p>　　p2->dat[m] = 0;</p><p><b>　　m = 0;</b></p><p>　　if(strchr(a_line, '=') != NULL)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　

88、while ((a_line[j] != '{') && (a_line[j] != '"'))</p><p><b>　　j++;</b></p><p>　　if(a_line[j] == '"')</p><p><b>　　{</b&g

89、t;</p><p>　　while(a_line[++j] != '"')</p><p>　　p2->dat[m++] = a_line[j];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p

90、><b>　　{</b></p><p>　　while (a_line[++j] != '}')</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if (isdigit(a_line[j])) /*如果是數(shù)字*/</p><p>　　dat[p][m++]

91、 = a_line[j];</p><p>　　else if (a_line[j] == ',')</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　p++;</b></p><p><b>　　m = 0;</b></p>&

92、lt;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　for (j = 0; j <= p; j++)</p><p>　　p2->dat[j] = atoi(dat[j]);</p><p><b>　　}</b>&l

93、t;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(m = 0; m < p2->num; m++)</p><p>　　p2->dat

94、[m] = 0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(strchr(a_line, '=') != NULL)</p><p><b>　　{</b></p><

95、p>　　sscanf(a_line, "%*[^=]=%s", dat[0]);</p><p>　　p2->dat[0] = atoi(dat[0]);</p><p>　　p2->num = 1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　el

96、se</b></p><p>　　p2->num = 1;</p><p>　　k = 0; m = 0; p = 0; q = 0;</p><p>　　p2->next = (struct byte_word *)malloc(sizeof(struct byte_word));</p><p>　　p2 = p2

97、->next;</p><p><b>　　continue;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　s++; /*行數(shù)加1*/</p><p><b>　　}</b></p><p>&

98、lt;b>　　free(p1);</b></p><p><b>　　free(p2);</b></p><p>　　p1 = NULL;</p><p>　　p2 = NULL;</p><p><b>　　s = 0;</b></p><p>　　fcl

99、ose(pfIn);</p><p>　　fclose(pfOut);</p><p>　　pfIn = fopen(argv[1], "r");</p><p>　　pfOut = fopen(argv[2], "w");</p><p>　　while (!feof(pfIn)) /*第二次

100、掃描*/</p><p><b>　　{</b></p><p>　　fgets(a_line, MAX_LEN, pfIn);</p><p>　　if ((pcPos = strchr(a_line, '#')) != NULL)</p><p>　　*pcPos = '\0';<

101、;/p><p>　　n = sscanf(a_line, "%s", op_sym);</p><p>　　if ((n < 1) || (strcmp("BYTE", op_sym) == 0) || (strcmp("WORD", op_sym) == 0))</p><p><b>　　c

102、ontinue;</b></p><p>　　if (strchr(a_line, ':'))</p><p><b>　　{</b></p><p>　　sscanf(a_line, "%*s%s", op_sym);</p><p>　　strcpy(a_line, s

103、trchr(a_line, ':') + 1);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　op_num = GetInstrCode(op_sym);</p><p>　　if(op_num > 33)</p><p><b>　　{</b></p&g

104、t;<p>　　printf("ERROR: %s is a invalid instruction! \n", a_line);</p><p><b>　　exit(-1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　fprintf(pfOut,"0

105、x%08lx\n",TransToCode(a_line, op_num));</p><p><b>　　s++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　for (p2 = head2, k = 0, m = 0; (p2 != NULL) && (p2->n

106、um > 0) && (p2->num < 66); p2 = p2->next)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(p2->type == 1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(s =

107、 0, j = 0; s < p2->num; s++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　str[j] = p2->dat[s]; /*目的將數(shù)據(jù)倒序輸出*/</p><p><b>　　j++;</b></p><p>　　if(j == 4)&

108、lt;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　fprintf(pfOut, "0x%02lx%02lx%02lx%02lx\n", str[3], str[2], str[1], str[0]);</p><p><b>　　j = 0;</b></p><p>&

109、lt;b>　　}</b></p><p><b>　　k++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　switch(j)</b></p><p><b>　　{</b></p><

110、p><b>　　case 1:</b></p><p>　　fprintf(pfOut, "0x%08lx\n", str[0]);</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case 2:</b></p><p>

111、　　fprintf(pfOut, "0x%04lx%04lx\n", str[1], str[0]);</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case 3:</b></p><p>　　fprintf(pfOut, "0x00%02lx%02lx%02l

112、x\n", str[2], str[1], str[0]);</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case 4:</b></p><p>　　fprintf(pfOut, "0x%02lx%02lx%02lx%02lx\n", str[3], str[

113、2], str[1], str[0]);</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(p2->type == 2)</p><p>&l

114、t;b>　　{</b></p><p>　　for(s = 0, j = 0; s < p2->num; s++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　str[j] = p2->dat[s];</p><p><b>　　j++;</b>&

115、lt;/p><p>　　if(j == 2)</p><p>　　fprintf(pfOut, "0x%04lx%04lx4\n", str[1], str[0]);</p><p><b>　　k += 2;</b></p><p><b>　　}</b></p>&

116、lt;p><b>　　switch(j)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　case 1:</b></p><p>　　fprintf(pfOut, "0x%08lx\n", str[0]);</p><p>

117、<b>　　break;</b></p><p><b>　　case 2:</b></p><p>　　fprintf(pfOut, "0x%04lx%04lx\n", str[1], str[0]);</p><p><b>　　break;</b></p>&l

118、t;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　fprintf(pfOut, "0x%08lx\n", k);</p><p>　　fclose(pfIn);</

119、p><p>　　fclose(pfOut);</p><p><b>　　return 1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　int GetInstrCode(const char *op_sym)</p><p><b>　　{&l

120、t;/b></p><p><b>　　int i;</b></p><p>　　for (i = 0; i < INSTRS_COUNT; i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(strcmp(g_instrs_name[i], op_sym) ==

121、 0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　return i

122、;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　unsigned long TransToCode(char *instr_line, int instr_num)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned long op_co

123、de;</p><p>　　unsigned long arg1, arg2, arg3;</p><p>　　unsigned long instr_code = 0ul;</p><p>　　char op_sym[8], reg0[8], reg1[8], reg2[8];</p><p>　　unsigned long addr;&l

124、t;/p><p>　　int immed, port;</p><p><b>　　int n;</b></p><p>　　char a[50];</p><p>　　switch (instr_format[instr_num])</p><p><b>　　{</b><

125、;/p><p>　　case '1': /*第一種指令格式（HLT、RET、NOP、NOTC）的譯碼*/</p><p>　　op_code = instr_num;</p><p>　　instr_code = op_code << 27;</p><p><b>

126、;　　break;</b></p><p>　　case '2': /*第二種指令格式（JMP、CJMP、OJMP、CALL）的譯碼*/</p><p>　　n = sscanf(instr_line, "%s%s", op_sym, a);</p><p>　　if (n

127、< 2)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("ERROR:bad instruction format!\n");</p><p><b>　　exit(-1);</b></p><p><b>　　}</b>&

128、lt;/p><p>　　addr = SearchTab(a) * 4;</p><p>　　op_code = GetInstrCode(op_sym);</p><p>　　instr_code = (op_code << 27) | (addr & 0x00ffffff);</p><p><b>　　brea

129、k;</b></p><p>　　case '3': /*第三種格式指令（PUSH、POP）的譯碼*/</p><p>　　n = sscanf(instr_line, "%s %s", op_sym, reg0);</p><p>　　if (n < 2

130、)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("ERROR:bad instruction format!\n");</p><p><b>　　exit(-1);</b></p><p><b>　　}</b></p&

131、gt;<p>　　op_code = GetInstrCode(op_sym);</p><p>　　arg1 = GetRegNum(instr_line, reg0);</p><p>　　instr_code = (op_code << 27) | (arg1 << 24);</p><p><b>　　brea

132、k;</b></p><p>　　case '4': /*第四種格式指令（LOARB、LOADW、STOREB、STOREW）的譯碼*/</p><p>　　n = sscanf(instr_line, "%s %s %s", op_sym, reg0, &a);</p&

133、gt;<p>　　if (n < 3)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("ERROR:bad instruction format!\n");</p><p><b>　　exit(-1);</b></p><p>&

134、lt;b>　　}</b></p><p>　　addr = Search_BYTE_WORD(a);</p><p>　　op_code = GetInstrCode(op_sym);</p><p>　　arg1 = GetRegNum(instr_line, reg0);</p><p>　　instr_code = (

135、op_code << 27) | (arg1 << 24) | (addr & 0x00ffffff);</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case '5': /*第五種格式指令（LOADI、ADDI、SUBI）的譯碼*/<