ドカタしながらCOMET II用アセンブラを３０日で作る日記(5,6,7,8日目)
awkのCASLのインタプリタをD言語に移植したほうが楽なんじゃと思い、移植してみました。
元のソースはRoccoさんのもの
http://www.onicos.com/staff/iz/release/
これは、何日かかってるか微妙ですが、適当にawkのソースをDっぽく書き換えてみては、
めんどくさくなってやめてたのが数日。
気合で、ちゃんと動くようにしたのが1日。
この日記書いてるのが1日で、まぁ4日くらいですかねぇ。ということで。
これは、CASLなのか、CASL IIなのか謎なのだけど、動いたからイイヤと投げやり。
とりあえずソース貼っておきます。
これから、バイナリを出力したいなと。
以下ソースです。
ああ、エラーメッセージに日本語出力してるのですが、UTF-8です。
ckっていうcygwin用コンソール？使ってUTF-8出力してみてます。
/*
* CASL インタープリタ
*/
import std.random;
import std.date;
import std.string : split = split, replace, atoi;
import std.file;
import std.regexp;
import std.stream;
import std.cstream;
import std.process;
import std.c.stdarg;
void print(char[] format, ...) {
va_list ap;
ap = cast(va_list) &format;
ap += format.sizeof;
dout.vprintf(format, ap);
dout.flush();
}
class ExitException: Error {
this() {
super("");
}
}
bool dumpFlag = false;
int line;
int nextmem;
char[][] srcprog;
int maxline;
int[65536] mem;
int[char[]] op;
int[char[]] symtab;
//
int[int] srcline;
int main(char[][] argv) {
try {
dumpFlag = true;
if (argv.length != 2 && argv.length != 3) {
print("casl file_name [-trace]\n");
return 1;
}
assemble(cast(char[])read(argv[1]));
print("start intr\n");
intr(argv);
} catch (ExitException e) {
return 0;
} catch (Exception e) {
print("%.*s\n", e.toString());
return 1;
}
return 0;
}
void assemble(char[] src) {
static char[][] x = ["LD","ST","LEA","ADD","SUB","AND","OR","EOR","CPA",
"CPL","SLA","SRA","SLL","SRL","JPZ","JMI","JNZ","JZE","JMP","START",
"PUSH","POP","CALL","RET","END","DS","DC","IN","OUT","EXIT"];
for (int i = 0; i < x.length; i++) {
op["" ~ x[i]] = i;
}
// アセンブラ第一段階
line = nextmem = 1;
bool start = false;
srcprog = ("\n" ~ src.replace("\r\n", "\n")).split("\n");
char[][][] tempfile;
while (srcprog.length > line) {
char[] _0 = (new RegExp(`;.*`,"g")).replace(srcprog[line], ""); // 注釈を取る
char[][] _ = (new RegExp(`[\t]+`,"g")).split(_0);
if (_.length == 1) _.length = 2;
if (_[1] == "START") {
if (start) {
errper("START と END の対応がとれていません。");
}
start = true;
}
if (!start) {
line++;
continue;
}
symtab[_[0]] = nextmem; // 名札の番地を覚える
char[][] a;
a.length = 3;
if (_[1] != "") { // _[1] は命令
if (_[1] != "DC") {
print("%.*s\n", _0);
if (_.length > 2)
a = _[2].split(",");
// オペランドの分解
if (a.length > 3) {
errop();
}
a.length = 3;
} else {
if (_.length != 2 && _.length != 3) {
print("%d\n", _.length);
errper("DC 命令の値の指定が間違っています。");
}
a[0] = _[2];
}
if (_[1] == "RET" && (a[0] != "" || a[1] != "" || a[2] != "")) {
errop();
}
if (_[0] != "" && (_[0].length > 6 || (new RegExp(`^[A-Z][A-Z0-9]*$`,"")).match(_[0]).length == 0 )) {
errop();
}
if (!(_[1] in op)) { // 命令が予約語にない
errper(_[1] ~ "という命令はありません。");
}
if (a[0].length + a[1].length + a[2].length >= 72) {
errper("オペランド欄は７２文字までです。");
}
tempfile ~= [_[1], a[0], a[1], a[2]];
if (_[1] == "DS") {
if (!isdigit(a[0])) {
errper("DS 命令の指定方法が間違っています。");
}
nextmem += toplus(atoi(a[0]));
} else if (_[1] == "DC" && isstr(a[0])) {
nextmem += a[0].length - 2;
} else if (ismacro(_[1])) { // マクロ
nextmem += 2;
} else {
nextmem++;
}
}
if (_[1] == "END") {
if (!start) {
errper("START と END の対応がとれていません。");
}
start = false;
}
line++;
}
if (start != 0) {
errper("START と END の対応がとれていません。");
}
maxline = line - 1;
// アセンブラ第二段階
// adrnum アドレスナンバー
// grnum 汎用レジスタナンバー
// xrnum 指標レジスタナンバー
char[] adrnum, grnum, xrnum;
line = nextmem = 1;
while (tempfile.length >= line) {
char[][] _ = tempfile[line - 1];
adrnum = "0";
grnum = " 0";
xrnum = " 5"; // デフォルトはダミーレジスタ
srcline[nextmem] = line; // アドレス番地に対応する
// ソースプログラムの行番号
if (!ismacro(_[0])) {
if (op[_[0]] <= op["SRL"] || _[0] == "POP") {
// _[2] がアドレス指定
if (!checkgr(_[1], _[3]) ||
_[0] == "POP" && (_[2] != "" || _[3] != "")) {
errop();
}
adrnum = _[2];
grnum = _[1];
xrnum = (_[3] == "") ? (" 5") : (_[3]);
} else if (isjump(_[0]) || _[0] == "PUSH" ||
_[0] == "CALL" || _[0] == "START") {
// _[1] がアドレス指定
if (!checkgr("", _[2])) {
errop();
}
adrnum = _[1];
xrnum = (_[2] == "") ? (" 5") : (_[2]);
}
if (_[0] == "DC") {
if (isnum(_[1])) {
adrnum = _[1];
} else if (isstr(_[1])) {
setstr(_[1]);
continue;
} else {
adrnum = std.string.toString(symtab[_[1]]);
}
} else if (_[0] == "DS") {
int temp = toplus(atoi(_[1]));
for (int i = 0; i < temp; i++) {
mem[nextmem++] = (rand() % 65536) * 10000 + op["DS"] * 100;
}
pdump(nextmem - temp);
line++;
continue;
}
adrnum = std.string.toString(labeltonum(adrnum) % 65536);
grnum = grnum[2..3];
xrnum = xrnum[2..3];
mem[nextmem] = atoi(adrnum) * 10000 + op[_[0]] * 100 + atoi(grnum) * 10 + atoi(xrnum);
pdump(nextmem);
nextmem++;
} else { // マクロ命令
int adr1 = labeltonum(_[1]); // 番地１
int adr2 = labeltonum(_[2]); // 番地２
mem[nextmem++] = adr1 * 10000 + op[_[0]] * 100 + 5;
mem[nextmem++] = adr2 * 10000 + op[_[0]] * 100 + 5;
pdump(nextmem - 2);
}
line++;
}
}
// エラー行番号を出力
void perrline() {
print("Error: line number in %d\n%.*s\n", line, srcprog[line]);
}
// 数字か
bool isnum(char[] num) {
return (new RegExp(`^[+-]?[0-9]*$|^#[A-F0-9]*$`)).test(num) != 0;
}
// １０進数か
bool isdigit(char[] num) {
return (new RegExp(`^[+-]?[0-9]*$`)).test(num) != 0;
}
// 文字か
bool isstr(char[] str) {
return (new RegExp(`['].+[']`)).test(str) != 0;
}
// 0-9A-F を１０進に
int xtod(char num) {
if (num <= '9')
return num - '0';
return 10 + num - 'A';
}
// １０進に
int todigit(char[] num) {
if (num == "")
return 0;
if (num[0] == '#') { // １６進
if (num.length != 5) {
errper("１６進数は４桁で書きましょう。\n");
} else {
return (xtod(num[1]) << 12) + (xtod(num[2]) << 8) + (xtod(num[3]) << 4) + xtod(num[4]);
}
} else if (num[0] == '\'') { // 文字定数
return num[1];
} else { // １０進
int n = atoi(num);
if (n < 0) {
n += 65536;
}
return n;
}
}
// ジャンプ命令か
bool isjump(char[] command) {
return op[command] >= op["JPZ"] &&
op[command] <= op["JMP"];
}
// マクロ命令か
bool ismacro(char[] command) {
return command == "IN" ||
command == "OUT";
}
// 名前なら番地に
int labeltonum(char[] num) {
if (!isnum(num)) {
if (symtab[num] == 0) {
errper("ラベルが見つかりません。");
}
return toplus(symtab[num]);
}
return toplus(todigit(num));
}
// DC '文字列' の場合の処理
void setstr(char[] s) {
s = s.replace("'", "");
for (int i = 0; i < s.length; i++)
mem[nextmem++] = s[i]*10000 + op["DC"]*100;
pdump(nextmem - s.length);
line++;
}
// メモリダンプの表示
void pdump(int m) {
if (dumpFlag) {
print("%8d:%15d %.*s\n", line, mem[m], srcprog[line]);
}
}
// 正に変換
int toplus(int num) {
while (num < 0)
num += 65536;
return num;
}
bool checkgr(char[] gr1, char[] gr2) {
return !(gr1 != "" && !((new RegExp(`^GR[0-4]$`)).test(gr1) != 0) ||
gr2 != "" && !((new RegExp(`^GR[1-4]$`)).test(gr2) != 0));
}
void errper(char[] str) {
perrline();
throw new Exception(str);
}
void errop() {
perrline();
throw new Exception("オペランド欄の指定方法が間違っています。");
}
bool endFlag;
bool tron;
int fr;
ushort[8] GR;
void intr(char[][] argv) {
char[] jisstr = " !\"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\\]^_ abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
char[][int] JIS;
for (int i = 0; i < jisstr.length; i++) {
JIS[i + '0'] = jisstr[i .. i + 1];
}
if (argv.length > 2 && argv[2] == "-trace")
tron = 1;
int fr = (rand() % 3) - 1;
endFlag = false;
// インタープリタ
print("\n");
for (int i = 0; i < 4; i++) GR[i] = rand() % 65536;
GR[4] = 65535; // スタックポインタ
GR[5] = 0; // ダミーレジスタ
for (int pc = 1; pc >= 0; pc++) {
int word = mem[pc];
int adrnum = word / 10000;
int opnum = (word / 100) % 100;
int grnum = (word / 10) % 10;
int xrnum = word % 10;
int adr = (adrnum + GR[xrnum]) % 65536;
line = srcline[pc];
if (opnum == op["DC"] || opnum == op["DS"]) {
continue;
}
if (line != 0 && tron) {
print("line : %d\n%.*s\n", line, srcprog[line]);
}
if (opnum == op["LD"]) { // LD
GR[grnum] = mem[adr] / 10000;
} else if (opnum == op["ST"]) { // ST
int temp = (mem[adr] / 100) % 100;
if (temp != op["DS"]) {
segfault();
}
mem[adr] = GR[grnum];
mem[adr] = mem[adr] * 10000 + temp * 100;
} else if (opnum == op["LEA"]) { // LEA
fr = GR[grnum] = adr;
} else if (opnum == op["ADD"]) { // ADD
GR[grnum] = GR[grnum] + (mem[adr] / 10000);
GR[grnum] %= 65536;
setfr(GR[grnum]);
} else if (opnum == op["SUB"]) { // SUB
GR[grnum] -= (mem[adr] / 10000);
if (GR[grnum] < 0) {
GR[grnum] += 65536;
}
setfr(GR[grnum]);
} else if (opnum == op["AND"]) { // AND
GR[grnum] = GR[grnum] & (mem[adr] / 10000);
setfr(GR[grnum]);
} else if (opnum == op["OR"]) { // OR
GR[grnum] = GR[grnum] | (mem[adr] / 10000);
setfr(GR[grnum]);
} else if (opnum == op["EOR"]) { // EOR
GR[grnum] = GR[grnum] ^ (mem[adr] / 10000);
setfr(GR[grnum]);
} else if (opnum == op["CPA"]) { // CPA
int temp1 = GR[grnum];
int temp2 = (mem[adr] / 10000);
if (temp1 > 32767) {
temp1 -= 65536;
}
if (temp2 > 32767) {
temp2 -= 65536;
}
fr = temp1 - temp2;
} else if (opnum == op["CPL"]) { // CPL
fr = GR[grnum] - (mem[adr] / 10000);
} else if (opnum == op["SLA"]) { // SLA
int temp1 = GR[grnum];
int sign = temp1 > 32767 ? 32768 : 0;
temp1 *= 2 ^ adr;
temp1 %= 32768;
temp1 += sign;
GR[grnum] = temp1;
setfr(temp1);
} else if (opnum == op["SRA"]) { // SRA
int temp1 = GR[grnum];
int sign = temp1 > 32767 ? 32768 : 0;
if (sign == 0) {
temp1 = (temp1 / (2 ^ adr));
} else {
temp1 -= sign;
for (int i = adr; i > 0; i--) {
temp1 = ((temp1 + sign) / 2);
}
temp1 += sign;
}
GR[grnum] = temp1;
setfr(temp1);
} else if (opnum == op["SLL"]) { // SLL
int temp1 = GR[grnum];
temp1 = temp1 * 2 ^ adr;
temp1 %= 65536;
GR[grnum] = temp1;
setfr(temp1);
} else if (opnum == op["SRL"]) { // SRL
int temp1 = GR[grnum];
temp1 = (temp1 / (2 ^ adr));
temp1 %= 65536;
GR[grnum] = temp1;
setfr(temp1);
} else if (opnum == op["START"]) { // START
if (adr != 0) {
pc = (mem[pc] / 10000) - 1;
}
} else if (opnum == op["JPZ"]) { // JPZ
if (fr >= 0) {
pc = (mem[pc] / 10000) - 1;
}
} else if (opnum == op["JMI"]) { // JMI
if (fr < 0) {
pc = (mem[pc] / 10000) - 1;
}
} else if (opnum == op["JNZ"]) { // JNZ
if (fr != 0) {
pc = (mem[pc] / 10000) - 1;
}
} else if (opnum == op["JZE"]) { // JZE
if (fr == 0) {
pc = (mem[pc] / 10000) - 1;
}
} else if (opnum == op["JMP"]) { // JMP
pc = (mem[pc] / 10000) - 1;
} else if (opnum == op["CALL"]) { // CALL
mem[--GR[4]] = (pc + 1) * 10000;
pc = (mem[pc] / 10000) - 1;
} else if (opnum == op["RET"]) { // RET
if (GR[4] == 65535) {
errper("スタックアンダーフローが発生しました。");
}
pc = ((mem[GR[4]++]) / 10000) - 1;
} else if (opnum == op["PUSH"]) { // PUSH
mem[--GR[4]] = adr * 10000;
} else if (opnum == op["POP"]) { // POP
if (GR[4] == 65535) {
errper("スタックアンダーフローが発生しました。\n");
}
GR[grnum] = mem[GR[4]++] / 10000;
} else if (opnum == op["OUT"]) { // OUT
for (int i = 0; i < mem[mem[pc + 1] / 10000] / 10000; i++) {
int a = mem[pc] / 10000 + i;
print("%c", mem[mem[pc] / 10000 + i] / 10000);
}
print("\n");
pc++;
} else if (opnum == op["IN"]) { // IN
if ((mem[mem[pc] / 10000] / 100) % 100 != op["DS"]) {
segfault();
}
char[] _0 = din.readLine();
int len = _0.length;
if (len > 80) {
len = 80;
}
for (int i = 0; i < len; i++) {
if ((mem[mem[pc] / 10000 + i] / 100) % 100 != op["DS"]) {
segfault();
}
mem[mem[pc] / 10000 + i] = (_0[i]&0xff) * 10000 + op["DS"] * 100;
}
mem[mem[pc + 1] / 10000] = len * 10000 + op["DS"] * 100;
pc++;
} else if (opnum == op["EXIT"]) { // EXIT
if (!tron) {
print("EXIT\n");
}
commandip();
throw new ExitException();
} else if (opnum == op["END"]) {
throw new Exception("プログラムは EXIT 命令で終りましょう。\n");
}
if (fr > 32767) {
fr = -1;
}
if (line != 0 && tron) {
pgr();
if (!endFlag) {
commandip(); // コマンドインタープリタの呼びだし
}
}
}
}
// 汎用レジスタの内容を表示する
void pgr() {
for (int j = 0; j < 5; j++) {
int temp = GR[j];
if (temp > 32767)
temp -= 65536;
print("GR%1d: %-6d ", j, temp);
}
if (fr < 0)
fr = -1;
else if (fr > 0)
fr = 1;
else
fr = 0;
print("FR: %d\n", fr);
print("\n");
}
// FR 値をセットする
void setfr(int num) {
if (num == 0)
fr = 0;
else if (num > 32767)
fr = -1;
else
fr = 1;
}
// Segmentation fault
void segfault() {
perrline();
print("セグメント例外が発生しました。\n");
commandip();
throw new Exception("セグメント例外発生のため終了します。");
}
void pbit(int x) {
x = toplus(x) % 65536;
for (int j = 0; j < 16; j++) {
x *= 2;
print("%d", (x < 65536) ? 0 : 1);
x %= 65536;
}
print("\n");
}
void commandip() {
char[] _0;
while (true) {
try {
_0 = din.readLine();
if (_0 == "") return;
char[][] _ = (new RegExp(`[\t ]+`,"g")).split(_0);
_.length = 3;
if (_[0] == "list") {
int j = (_[1] == "") ? 1 : atoi(_[1]);
int k = (_[2] == "") ? maxline - 1 : atoi(_[2]);
for (int i = j; i <= k; i++) {
print("%8d: %.*s \n", i, srcprog[i]);
}
} else if (isnum(_[0])) {
print("%d\n", cast(int)(mem[atoi(_[0])] / 10000));
} else if (_[0] == "end") {
endFlag = true;
return;
} else if (_[0] == "troff") {
tron = false;
return;
} else if (_[0][0] == '!') {
system(_[0][1..length]);
} else if (_[0] == "bit") {
pbit(nametoval(_[1], _[2]));
} else {
print("%d\n", nametoval(_[0], _[1]));
}
} catch (Exception e) {
print("%.*s\n", e.toString());
}
}
throw new ExitException();
}
int nametoval(char[] name, char[] offset) {
if (isnum(name)) {
if (isdigit(name)) {
return atoi(name);
}
if (name.length != 5) {
print("１６進数は４桁で書きましょう。\n");
return 0;
}
return (xtod(name[1]) << 12) + (xtod(name[2]) << 8) + (xtod(name[3]) << 4) + xtod(name[4]);
}
if ((new RegExp(`^GR[0-4]$`)).test(name) != 0) {
return GR[name[2]-'0'];
}
if ((new RegExp("\'")).test(name) != 0) { // 文字定数
return name[1];
}
if (name in symtab) {
return (mem[symtab[name] + atoi(offset)] / 10000);
}
throw new Exception("シンボルテーブルに" ~ name ~ "が見つかりませんでした。");
}
