20111230-简单汇编语言解释器-359507511

第17章简单汇编语言解释器

——代码阅读与测试驱动编程6A0172011.12.30早期的计算机11011001101100111100111010010000机器语言NOP10010000汇编语言NOPnopmovah2movdl69int21int20汇编语言示例EX1.ASMmovah2movdl69int21int20寄存器AHDL调用系统函数int21ah=2输出DL寄存器中的字符int20中止程序并退出mov指令movregdata将数据data存入reg///汇编指令节点（链表）///每个节点最多存储“命令”，“操作数1”，“操作数2”等三部分信息structstatement{charcmd[9],op1[9],op2[9];//movregdata...statement*next;};///寄存器名字列表char*reg_name[]={"data","ah","dl"};///CPU中的部分寄存器。初值设为0.intreg[]={0,0,0};

//DATA,AH,DL///为方便编写程序来执行汇编代码，定义枚举类型作为数组下标。enumIDX{DATA,AH,DL};数据结构设计intmain(){charasm_file[20];cout<<"PleaseinputASMsrcfile:"; cin>>asm_file;

///<1>读入代码statement*head=read_src(asm_file);

///<2>显示代码---用于调试，不是必须的

show_code(head);

///<3>执行代码

run_code(head);

///<4>释放内存

release(head);

///<5>结束运行，显示信息cout<<endl<<"programendnormally."<<endl;

return0;}测试驱动编程的设计思想先写测试代码///释放所有链表节点占用的内存voidrelease(statement*head){ statement*p=head; while(p){ head=p->next;

deletep; p=head; }}///从指定汇编程序源文件中读取代码，返回代码链表。statement*read_src(char*file){ statement*head=NULL,*tail=NULL;

ifstreamf(file);while(f){

//createanewnodeforcurrentstatement statement*p=newstatement; f>>p->cmd;

//weshouldcheckfilestatushere! if(f.eof()){

deletep; break;//break-while }

seenextslide!

} f.close();

returnhead;}

switch(p->cmd[0]){//根据首字母来判断是什么汇编指令 case'm'://movregdata f>>p->op1>>p->op2; break; case'i'://int#num f>>p->op1; break; } p->next=NULL;

//appendthenewnodetothelist if(tail){ tail->next=p; tail=p; }else{ head=tail=p; }///逐行显示所有代码。输出格式是规范后的结果。 voidshow_code(statement*head){statement*p=head;while(p){ cout<<"-->"<<p->cmd<<''<<p->op1; switch(p->cmd[0]){ case'm'://MOV cout<<''<<p->op2<<endl; break; case'i'://INT#NUM cout<<endl; break;

} p=p->next;}}///按指令链表内容顺序，逐一解释执行汇编指令。voidrun_code(statement*head){boolbExit=false;statement*p=head;while(!bExit&&p){

seenextslide!

p=p->next;}//_WHILE_} intop2_idx; switch(p->cmd[0]){///分不同指令，执行不同的动作 case'm'://MOVREGDATA op2_idx=reg_index(p->op2); reg[reg_index(p->op1)]=atoh(p->op2); break;

case'i'://INT21,INT20 switch(atoi(p->op1)){ case21: switch(reg[AH]){ case2://outputchar cout<<char(reg[DL]); break; } break; case20: bExit=true; break; } }///根据寄存器名，查找它对应于reg数组的下标位置。///0表示没有找到。intreg_index(char*r){

for(inti=sizeof(reg)/sizeof(reg[0])-1;i>=0;--i){//请留意下面的编程技巧 if(strcmp(reg_name[i],r)==0) returni;}return0;}//stringinHEXtointintatoh(char*str){ intlen=strlen(str); intsum=0; for(inti=0;i<len;i++){ sum<<=4; sum+=(isdigit(str[i])?(str[i]-'0'):(str[i]-'a'+10)); } returnsum;}EX2.ASMmovah1int21movdlalmovah2int21int20

调用系统函数int21ah=1从键盘输入一个字符存放到DL中mov指令movreg1reg2

把寄存器reg2的值复制到reg1中EX2B.ASMmovcx4movdl43movah2again:int21loopagainint20

寄存器CX

标号label:loop指令looplabel如寄存器CX大于零，则将CX减１，并跳转到label行重复执行。EX2C.ASMmovcx4movdl34movah2again:int21incdlloopagainint20inc指令increg将寄存器reg内容加１EX2D.ASMmovcx4movdl43movah2again:int21decdlloopagainint20dec指令decreg将寄存器reg内容减１EX2E.ASMmovcx4movdl43movah2again:int21adddl3loopagainint20add指令addregdata将寄存器reg内容加dataEX2F.ASMmovcx4movdl4amovah2again:int21subdl3loopagainint20sub指令subregdata将寄存器reg内容减dataEX3B.ASMmovcx4fmovdl41again:movah2int21jmpnextloopagainnext:int20jmp指令jmplabel程序转到label行执行EX4.ASM;DATA:HEXFORMAT! movbh8 movcx24 movah2 movdl22again:int21

incdldecbhjnznextmovdhdlmovdlaint21movdldhmovbh8next:loopagain int20

注释行；

缩进格式

寄存器BH,DH

条件跳转指令jg大于则跳转jl小于则跳转je等于则跳转jne不等于则跳转jz为零则跳转jnz不为零则跳转jnzlabelEX5.ASM;2^nsequencemovcx7movah3moval1movdl1next:int21adddlalmovaldlloopnextint20add指令addreg1reg2两个寄存器内容相加，结果放到reg1中。

调用系统函数int21ah=3输出DL寄存器中的数值EX6.ASM;Fibonacci

numbersmovcx7movah3movbh0movbl1next:movdlbhint21movbhbladdbldlloopnextint20阅读并理解示例源程序

找出剩余的

#include<iostream>//cin,cout#include<fstream>//ifstreamusingnamespacestd;///汇编指令节点（链表）///每个节点最多存储“命令”，“操作数1”，“操作数2”等三部分信息structstatement{charcmd[9],op1[9],op2[9];//1.movregreg2.movregdata//bug_6:op1[3],op2[3]statement*next;};///CPU中的部分寄存器。初值设为0.intreg[]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};//see"reg_name"inreg_index(..)///为方便编写程序来执行汇编代码，定义枚举类型作为数组下标。enumIDX{DATA,AH,AL,BH,BL,DH,DL,CX,ZF,SF};//bug_7BH,BLmissed.///根据寄存器名，查找它对应于reg数组的下标位置。0表示没有找到。intreg_index(char*r){char*reg_name[]={"data","ah","al","bh","bl","dh","dl","cx","ZF","SF"};

for(inti=sizeof(reg)/sizeof(reg[0])-1;i>=0;--i){//notethisskillif(strcmp(reg_name[i],r)==0)returni;}return0;}///调试时打印出CPU中各寄存器的值。voidshow_reg(){for(inti=1;i<sizeof(reg)/sizeof(reg[0]);++i)cout<<reg[i]<<'';cout<<endl;}

///从指定汇编程序源文件中读取代码，返回代码链表。statement*read_src(char*file){statement*head=NULL,*tail=NULL;

ifstreamf;f.open(file);while(f){//createanewnodeforcurrentstatementstatement*p=newstatement;f>>p->cmd;if(p->cmd[0]==';')//如果这一行是分号开头，表示是注释行，要跳过此行。{ //method1// f.ignore(numeric_limits<std::streamsize>::max(),'\n');

//pp609in"TheC++StandardLibrary"

//method2 charline[80]; f.getline(line,80);

//pp608in"TheC++StandardLibrary" deletep; continue;//skipcurrentline(comment)}

//weshouldcheckfilestatushere!if(f.eof()){deletep;break;//while}

//检查是否是标号行（这一行没有汇编语句）if(p->cmd[strlen(p->cmd)-1]==':'){//label:p->cmd[strlen(p->cmd)-1]='\0';//remove':'strcpy(p->op1,":");}else{switch(p->cmd[0]){//根据首字母来判断是什么汇编指令case'm'://movreg1reg2,movregdatacase'a'://addreg1reg2,addregdatacase's'://subreg1reg2,subregdataf>>p->op1>>p->op2;break;case'i'://intnum,orincregcase'd'://decregcase'l'://looplabelcase'j'://jmplabel,jz,je,jnz,jne,jl,jgf>>p->op1;break;}}p->next=NULL;

//appendthenewnodetothelistif(tail){tail->next=p;tail=p;}else{head=tail=p;}}f.close();

returnhead;}///释放所有链表节点占用的内存voidrelease(statement*head){statement*p=head;while(p){head=p->next;deletep;p=head;}}///在汇编程序代码中查找标号所在的“行”，返回存放标号的节点指针。///没有找到，则返回NULLstatement*find_label(statement*head,char*label){while(head){if(strcmp(head->cmd,label)==0)returnhead;elsehead=head->next;}returnNULL;//bug_3}///逐行显示所有代码。输出格式是规范后的结果。 voidshow_code(statement*head){statement*p=head;while(p){cout<<"-->"<<p->cmd<<''<<p->op1;if(p->op1[0]==':'){cout<<endl;p=p->next;continue;}switch(p->cmd[0]){case'm'://MOVcase'a'://ADDcase's'://SUBcout<<''<<p->op2<<endl;break;case'i'://INTNUM,INCREGcase'l'://LOOPLABELcase'd'://DECREGcase'j'://JMPLABEL,JG,JL,JE,JZ,JNE,JNZcout<<endl;break;}p=p->next;}}//stringinHEXtointintatoh(char*str){intlen=strlen(str);intsum=0;for(inti=0;i<len;i++){sum<<=4;//bug_4sum+=(isdigit(str[i])?(str[i]-'0'):(str[i]-'a'+10));}returnsum;}///按指令链表的内容顺序，逐一解释执行汇编指令。voidrun_code(statement*head){statement*p=head;while(p){#if0//[debug] cout<<p->cmd<<''<<p->op1<<''<<p->op2<<endl;show_reg();charpause;cin>>pause;#endif///这一行是标号吗？是则转到下一指令if(p->op1[0]==':'){//shouldbecheckedatfirstp=p->next;continue;}

///分不同指令，执行不同的动作intop2_idx;switch(p->cmd[0]){case'm'://MOVop2_idx=reg_index(p->op2);if(op2_idx==0)//op2isNOTareg!reg[reg_index(p->op1)]=atoh(p->op2);//atoi(p->op2);elsereg[reg_index(p->op1)]=reg[op2_idx];break;

case'a'://ADDop2_idx=reg_index(p->op2);if(op2_idx==0)//op2isNOTareg!reg[reg_index(p->op1)]+=atoh(p->op2);//atoi(p->op2);elsereg[reg_index(p->op1)]+=reg[op2_idx];break;case's'://SUBop2_idx=reg_index(p->op2);if(op2_idx==0)//op2isNOTareg!reg[reg_index(p->op1)]-=atoh(p->op2);//atoi(p->op2);elsereg[reg_index(p->op1)]-=reg[op2_idx];///设置标志寄存器中的相应位if(reg[reg_index(p->op1)]>0)reg[ZF]=0,reg[SF]=0;elseif(reg[reg_index(p->op1)]<0)reg[ZF]=0,reg[SF]=1;elsereg[ZF]=1,reg[SF]=0;break;case'i'://INT21,INT20,INCREGif(reg_index(p->op1)){//INCREGreg[reg_index(p->op1)]++;}else{switch(atoi(p->op1)){case21: switch(reg[AH]){ case1: charch; cin>>ch; reg[AL]=int(ch); break; case2://outputchar cout<<char(reg[DL]); break; case3://outputvalue cout<<reg[DL]<<'';//addaspacetoseparatenumbers break; } break;//bug_2(missed)

case20: release(head); break;// exit(0);//bug_5}}//if_elsebreak;

case'l'://LOOP//lookforthelabel(p->op1)inthecode-listreg[CX]--;if(reg[CX])p=find_label(head,p->op1);break;

case'j':if((strcmp(p->cmd,"jmp")==0)||//JMPLABEL((strcmp(p->cmd,"jg")==0)&&(reg[ZF]==0)&&(reg[SF]==0))||((strcmp(p->cmd,"jl")==0)&&(reg[ZF]==0)&&(reg[SF]==1))||((strcmp(p->cmd,"je")==0