konas122 / learn-c4

C in four functions

c4 - C in four functions

An exercise in minimalism.

Try the following:

gcc -o c4 c4.c
./c4 hello.c
./c4 -s hello.c

./c4 c4.c hello.c
./c4 c4.c c4.c hello.c

c4 - C in 4 functions 虚拟机分析

寄存器

int *pc, *sp, *bp, a, cycle; 

• pc 程序计数器/指令指针
• sp 堆栈寄存器,指向栈顶,栈由高地质向低地址生长
• bp 基址寄存器
• a 累加器
• cycle 执行指令计数

指令集

1. LEA 去局部变量地址, 以[PC+1]地址, 以bp为基址, 地址载入累加器 a
2. IMM [PC+1]作为为立即数载入累加器 a
3. JMP 无条件跳转到[PC+1]
4. JSR 进入子程序, 将 PC+2 入栈作为返回地址,跳转到[PC+1]
5. BZ 累加器为零时分支, 当累加器 a 为 0 时跳转到[PC+1], 不为零时跳转到 PC+2 继续执行
6. BNZ 累加器不为零时分支, 当累加器 a 不为 0 时跳转到[PC+1], 为零时跳转到 PC+2
7. ENT 进入子程序, 将bp压栈, 基址bp指向栈顶, 然后将栈顶生长[PC+1]字, 作为参数传递空间
8. ADJ
9. LEV 离开子程序, 堆栈指针sp = bp, 从堆栈中弹出基址bp, pc
10. LI 以 a 为地址取int数
11. LC 以 a 为地址取char
12. SI 以栈顶为地址存int数并弹栈[[sp++]]=a
13. SC 以栈顶为地址存char并弹栈[[sp++]]=a
14. PSH 将 a 压栈
15. OR a = [sp++] | a
16. XOR a = [sp++] ^ a
17. AND a = [sp++] & a
18. EQ a = [sp++] == a
19. NE a = [sp++] != a
20. LT a = [sp++] a
21. GT a = [sp++] > a
22. LE a = [sp++] <= a
23. GE a = [sp++] >= a
24. SHL a = [sp++] << a
25. SHR a = [sp++] >> a
26. ADD a = [sp++] + a
27. SUB a = [sp++] - a
28. MUL a = [sp++] * a
29. DIV a = [sp++] / a
30. MOD a = [sp++] % a
31. OPEN 调用 C 库函数open, 堆栈传递 2 个参数(第一个参数先进栈, 返回值存入累加器 a, 下同)
32. READ 调用 C 库函数read, 堆栈传递 2 个参数
33. CLOS 调用 C 库函数close, 堆栈传递 2 个参数
34. PRTF 调用 C 库函数printf, [pc+1]表明参数个数, 传递至多六个参数
35. MALC 调用 C 库函数malloc, 堆栈传递一个参数
36. MSET 调用 C 库函数memset, 堆栈传递 3 个参数
37. MCMP 调用 C 库函数memcmp, 堆栈传递 3 个参数
38. EXIT 打印虚拟机执行情况, 返回[sp]