2017q3 Homework3 (simulator)

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contributed by <workfunction>

新增OP_SCAN

實作Fibonacci時需要使用者輸入要計算第幾項，因此需要一個可以輸入的介面，目前想到兩種方法實做：組譯器執行時加入引述或是新增一個輸入指令，我選擇後者實做。

in opcode.c





static void scan_impl(VM_HANDLER_ARGS)
{
    scanf("%d", &(VM_INT(op1)));
    VM_T(op1) = INT;
}

簡單新增一個 scanf 的功能

in opcode.def




name, opcode, has_op1, has_op2, has_result
...
scan,     23,       1,       0,          0
...

定義 opcode 23為 scan

in vm.c






void vm_run(vm_env *env)
{
    ...
    OP(SCAN) : VM_CALL_HANDLER();
    ...
}

在 vm_run 中加入 scan

新增 Label 支援

in driver.c








case ASSEMBLE_AND_EVAL: {
         vm_env *env = vm_new();
         assemble_from_fd(env, in_fd);
         hook_opcodes(env);
         vm_run(env);
         vm_free(env);
         break;
}

在程式執行期間操作如下：

assemble_from_fd 將檔案掃描過一遍並將指令儲存成 struct table
hook_opcodes 將 OP code 與實做連接
vm_run 將指令 struct table 執行

而要達成 label 的支援需要：

在 assemble_from_fd 中新增能夠判斷 label 的機制
在 vm_run 前將 label 轉換成絕對位置，如此就不必修改分之類指令的行為

Github commit

Label資料儲存型別

in vm.h




typedef struct {
    char *label;
    int address;
} vm_label;

新增一個結構儲存 label 的位置

in vm.c








struct __vm_env {
     ...
     vm_label labels[LABELS_MAX_SIZE];       /* Labels table */
     vm_operand *label_reference[LABELS_MAX_SIZE]; /* Refrenced Labels */
     
     int labels_count;
     int label_reference_count;
 };

在 env 中加入 label table 將所有 label 與位置紀錄在這裡，並且用 vm_operand 指標 table label_reference 將所有被 refrenced 的 label 的 operand 位置記錄在這裡

判斷並儲存 label 機制

儲存指令參照過的 label
in as.c








switch (data[0]) {
...
   case ':':
        op.type = LABEL;
        op.label = strdup(data) + 1;
        break; 
...
}

判斷如果 operand 是以 : 為開頭，其後面為 label

in vm.c










size_t vm_add_inst(vm_env *env, vm_inst inst)
{
     env->insts[env->insts_count] = inst;
     if (inst.op1.type == LABEL)
         env->label_reference[env->label_reference_count++] = &env->insts[env->insts_count].op1;
     if (inst.op2.type == LABEL)
         env->label_reference[env->label_reference_count++] = &env->insts[env->insts_count].op2;

     return env->insts_count++;
 }

如果指令後面的 operand 被標記成 label，將其儲存至 label_reference ，之後再轉換成絕對位置

儲存 label 位置
in as.c

















static void assemble_line(vm_env *env, char *line)
 {
 ...
     const struct instruction *inst = find_inst(mnemonic);

    if (!inst) {
        // checking label
        int mlen = strlen(mnemonic);
        if (mlen > 1 && mnemonic[mlen - 1] == ':') {
            mnemonic[mlen - 1] = '\0';
            vm_add_label(env, mnemonic);

            free(line_backup);
            return;
        }
        FATALX(1, "instruction `%s' not found\n", mnemonic);
    }

in vm.c







+size_t vm_add_label(vm_env *env, char *label)
{
    env->labels[env->labels_count].label = strdup(label);
    env->labels[env->labels_count].address = env->insts_count;

    return env->labels_count++;
}

如果該行指令並非系統預留指令並以 : 結尾將其定義為 label 並存至 label table

將 label 轉換成絕對位置

in driver.c









case ASSEMBLE_AND_EVAL: {
         vm_env *env = vm_new();
         assemble_from_fd(env, in_fd);
         hook_opcodes(env);
         vm_map_refrenced_label(env);
         vm_run(env);
         vm_free(env);
         break;
}

in vm.c






void vm_map_refrenced_label(vm_env *env)
{
    for (int i = 0; i < env->label_reference_count; ++i) {
        env->label_reference[i]->value.id = vm_find_label(env, env->label_reference[i]->label);
    }
}

在執行前新增一個 vm_map_refrenced_label function 將所有指令中出現的 label (label_reference) 依據之前存的 label table 把位置一一放入 vm_operand.value.id 中，如此便能相容原本分之類指令使用 vm_operand.value.id 儲存絕對位置

Fibonacci 數列的實作

Recursive, Iterative, Tail recursive

Github commit