Интерпретатор RISC-процессора для курса ИТМО «разработка компиляторов»

В одной строке записывается одна команда, псевдокоманда или метка. Комментарии начинаются с # и продолжаются до конца строки.

Описание машины

2¹⁶ (65536) ячеек памяти по 32 бита:
- адрес первой ячейки — 0;
- адрес последней ячейки — 65535;
одна команда записывается в одну ячейку;
счётчик команд — регистр, в который записывается адрес следующей команды, которая будет выполнена. На момент выполнения команды счётчик команд указывает на следующую команду;
флаг останова — если установлен, автоматическое выполнение программы остановится;
32 адресуемых регистра x0–x31:
- x0 всегда содержит 0;
- x1–x31 — 32–битные регистры общего назначения;

rd — регистр назначения;
rs1 — первый регистр, из которого берется значение;
rs2 — второй регистр, из которого берется значение;
imm[n] — знаковая n-битная числовая константа;
pc — счётчик команд на момент после выборки команды, т.е. указывает на следующую команду после выполняемой;
:= — присваивание;
[d] — ячейка памяти по адресу d;
<< — битовый сдвиг влево, освободившиеся биты заполняются нулями;
>> — арифметический битовый сдвиг вправо, освободившиеся биты заполняются старшим битом исходного значения;
>>> — логический битовый сдвиг влево, освободившиеся биты заполняются нулями;
XOR — побитовое логическое исключающее ИЛИ;
OR — побитовое логическое ИЛИ;
AND — побитовое логическое И;
% — остаток от деления;

Команда	Пояснение
`lui rd, imm[20]`	rd := imm << 12
`addi rd, rs1, imm[12]`	rd := rs1 + imm
`xori rd, rs1, imm[12]`	rd := rs1 XOR imm
`add rd, rs1, rs2`	rd := rs1 + rs2
`sub rd, rs1, rs2`	rd := rs1 - rs2
`xor rd, rs1, rs2`	rd := rs1 XOR rs2
`srl rd, rs1, rs2`	rd := rs1 >>> rs2
`sra rd, rs1, rs2`	rd := rs1 >> rs2
`or rd, rs1, rs2`	rd := rs1 OR rs2
`and rd, rs1, rs2`	rd := rs1 AND rs2
`mul rd, rs1, rs2`	rd := rs1 * rs2
`div rd, rs1, rs2`	rd := rs1 / rs2
`rem rd, rs1, rs2`	rd := rs1 % rs2
`sll rd, rs1, rs2`	rd := rs1 << rs2
`slt rd, rs1, rs2`	если rs1 < rs2, то rd := 1, иначе rd := 0
`seq rd, rs1, rs2`	если rs1 = rs2, то rd := 1, иначе rd := 0
`sne rd, rs1, rs2`	если rs1 ≠ rs2, то rd := 1, иначе rd := 0
`sge rd, rs1, rs2`	если rs1 ≥ rs2, то rd := 1, иначе rd := 0
`lw rd, rs1, imm[12]`	rd := [rs1 + imm]
`sw rs1, imm[12], rs2`	[rs1 + imm] := rs2
`jalr rd, rs1, imm[12]`	rd := pc; pc := rs1 + imm
`jal rd, imm[20]`	rd := pc; pc := pc + imm
`beq rs1, rs2, imm[12]`	если rs1 = rs2, то pc := pc + imm
`bne rs1, rs2, imm[12]`	если rs1 ≠ rs2, то pc := pc + imm
`blt rs1, rs2, imm[12]`	если rs1 < rs2, то pc := pc + imm
`bge rs1, rs2, imm[12]`	если rs1 ≥ rs2, то pc := pc + imm
`ebreak`	установить флаг останова
`eread rd`	прочитать символ Unicode из поля ввода в rd
`ewrite rs1`	вывести символ Unicode из rs1 в поле вывода

LABEL: — установить метку LABEL. Метка соответствует адресу следующей команды;
data imm[32] * t — t раз повторить imm;
li rd, imm[32] — rd := imm — последовательность из lui и addi, после которой в rd будет значение imm;
li rd, LABEL — rd := адрес метки LABEL. Всегда раскрывается строго в 2 команды;
jal rd, LABEL — такой jal, который соответствует метке LABEL;
beq/bne/blt/bge rs1, rs2, LABEL — условный переход на метку LABEL. Может не существовать, поскольку условный переход допускает смещение только до 12 бит. Для более длинных условных переходов можно использовать комбинацию из перехода по противоположному условию (beq — bne, blt — bge) на 1 (т.е. перепрыгнуть следующую команду) и прыжка jal на метку LABEL, например:
```
# blt x1, x2, LABEL
bge x1, x2, 1
jal x0, LABEL
# продолжение кода
```