ICS_Y86

A Y86 simulator project for Fudan ICS 2022 Autumn

Feature

CPU设计

CPU后端基于Golang，分为三个组件

Instruction：存储指令，包含机器码、指令地址、汇编码、注释信息。用于解析机器码为ICode, IFun, RegA, RegB, ValC, ValJmp信息。
Device：设备的抽象，包含PC, Reg, CC, Stat, Mem，用于模拟设备底层，封装了读取内存、写入内存、Push、Pop、条件码检查、以及计算操作。
Controller：用于管理整体程序的运行，包含一个Device和一个map[uint64]Instruction，包括了文件解析、程序运行控制等模块。

运行流程是，构造Constroller对象，和内嵌的Device对象，初始化；调用Parser函数，从io.Stdin中读取文件信息，并且解析成Instruction；再调用Run函数，对指令解释执行。

执行的策略是：先判断当前状态码是否为AOK，如果不是就直接退出循环；再根据PC值读取当前指令，然后获取ICode, IFun, RegA, RegB, ValC, ValJmp；对iCode进行枚举，内部再对IFun进行枚举，如果匹配，就按照指令要求进行读、写、运算、设置条件码等操作，如果读写了非法的内存地址，则设置条件码为ADR；如果没有匹配，就设置为状态码为INS。每条指令执行完成后，对当前Device进行json解析，程序运行结束后打包输出。

在内存的读写方面，Memory是一个单字节数组，封装了Read，Write等操作。Read操作时根据内存地址获取对应的八个字节的值（小端法），Write操作则是将内存地址写入到地址对应的八个字节中。为了节省时间，在每次写入的时候记录了最大写入内存的大小，最后json扫描并打包的过程可以更快。

前端设计

前端采用经典HTML+CSS+JavaScript三件套：

index.html 描述页面整体架构；
main.css 对页面HTML元素进行描述；
main.js 对页面行为进行规定

为方便展示和运行文件，页面设置了五个按钮：

开始 连续运行，每两秒运行一行；
单步执行 每次点击运行一行；
暂停 暂停连续执行的文件；按下暂停键后，该按钮会变成继续键，用以继续执行文件；两个按键通过鼠标点击进行切换；
重置 回到当前文件执行的第一行；
选择文件 选择要执行的文件，首次进入页面时也可通过代码框中的上传按钮选择文件。

当前执行的代码行会高亮显示。

当前执行的代码所对应CPU中的各个寄存器的值、条件码的值、PC、STAT以及MEM的值会相应地在表格中更新显示。

前端利用动态表格的方式实现在代码每一步显示不同数量的MEM的信息。

Usage

Stage 1

prerequisite

Go 1.19

build and run

cd ./Stage1/ICS_Y86_Backend
go build .
./ICS_Y86_Backend < hello.yo > hello.json # for cmd and bash
Get-Content hello.yo | .\ICS_Y86_Backend.exe > hello.json # for powershell

Stage 2

run

用VSCode打开ICS_Y86_Frontend文件夹。在index.html代码页面中鼠标右键点击，利用live server 插件（若没有需在扩展商店中安装）在浏览器中打开。

License

MIT License

JingYiJun / ICS_Y86