编译原理实战入门:用 JavaScript 写一个简单的四则运算编译器(三)模拟执行

简介: 编译原理实战入门:用 JavaScript 写一个简单的四则运算编译器(三)模拟执行

现在来模拟一下 CPU 执行机器指令的情况,由于汇编代码和机器指令一一对应,所以我们可以创建一个直接执行汇编代码的模拟器。

在创建模拟器前,先来讲解一下相关指令的操作。

在内存中,栈的特点是只能在同一端进行插入和删除的操作,即只有 push 和 pop 两种操作。

  • push

push 指令的作用是将一个操作数推入栈中。

  • pop

pop 指令的作用是将一个操作数弹出栈。

  • add

add 指令的作用是执行两次 pop 操作,弹出两个操作数 a 和 b,然后执行 a + b,再将结果 push 到栈中。

  • sub

sub 指令的作用是执行两次 pop 操作,弹出两个操作数 a 和 b,然后执行 a - b,再将结果 push 到栈中。

  • mul

mul 指令的作用是执行两次 pop 操作,弹出两个操作数 a 和 b,然后执行 a * b,再将结果 push 到栈中。

  • div

sub 指令的作用是执行两次 pop 操作,弹出两个操作数 a 和 b,然后执行 a / b,再将结果 push 到栈中。

四则运算的所有指令已经讲解完毕了,是不是觉得很简单?

代码实现

注意:需要引入前两篇文章词法分析和语法分析的代码

function CpuEmulator(instructions) {
    this.ins = instructions.split('\r\n')
    this.memory = []
    this.re = /^(push)\s\w+/
    this.execute()
}
CpuEmulator.prototype = {
    execute() {
        this.ins.forEach(i => {
            switch (i) {
                case 'add':
                    this.add()
                    break
                case 'sub':
                    this.sub()
                    break
                case 'mul':
                    this.mul()
                    break
                case 'div':
                    this.div()
                    break                
                default:
                    if (this.re.test(i)) {
                        this.push(i.split(' ')[1])
                    }
            }
        })
    },
    add() {
        const b = this.pop()
        const a = this.pop()
        this.memory.push(a + b)
    },
    sub() {
        const b = this.pop()
        const a = this.pop()
        this.memory.push(a - b)
    },
    mul() {
        const b = this.pop()
        const a = this.pop()
        this.memory.push(a * b)
    },
    div() {
        const b = this.pop()
        const a = this.pop()
        this.memory.push(a / b)
    },
    push(x) {
        this.memory.push(parseInt(x))
    },
    pop() {
        return this.memory.pop()
    },
    getResult() {
        return this.memory[0]
    }
}

const tokens = lexicalAnalysis('(100+  10)*  10-100/  10      +8*  (4+2)')

const writer = newAssemblyWriter()

const parser = newParser(tokens, writer)

const instructions = parser.getInstructions()

const emulator = newCpuEmulator(instructions)

console.log(emulator.getResult()) // 1138

参考资料:计算机系统要素

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