Для начала напишем интерпретатор на высокоуровневом языке, например, на Паскале.
Массив data_arr будет представлять память данных, строка str_arr будет содержать команды.
Напишем программу, выводящую символ, ascii-код которого соответствует количеству + (поэтому нам нужны будут только команды + и .)
| Pascal | 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
| var
data_arr:array[1..10] of integer; // массив данных
str_arr: string; // команды
i, j: integer; // индексы строки и массива
begin
j:=1; // нумерация элементов массива (внезапно) начинается с единицы
readln(str_arr); //считываем строку
for i:=1 to length(str_arr) do begin // в цикле обрабатываем строку
if (str_arr[i]='+') then data_arr[j]:= data_arr[j]+1;
if (str_arr[i]='.') then write(chr(data_arr[j]));
end;
end. |
|
Программу можно проверить в online ide ideone.com
Вот здесь можно выполнить отладку bf-кода в пошаговом режиме
Далее, заменим цикл for оператором goto и добавим команды - < >
В конце будем выводить массив data_arr
| Pascal | 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
| LABEL prev,next;
var
data_arr:array[1..10] of integer; // массив данных
str_arr: string; // команды
i,j,k: integer; // индексы строки и массива
begin
i:=1;
j:=1;
readln(str_arr); //считываем строку
prev:
if i>length(str_arr) then goto next;
if (str_arr[i]='+') then data_arr[j]:= data_arr[j]+1;
if (str_arr[i]='-') then data_arr[j]:= data_arr[j]-1;
if (str_arr[i]='>') then j:=j+1;
if (str_arr[i]='<') then j:=j-1;
if (str_arr[i]='.') then write(chr(data_arr[j]));
i:=i+1;
goto prev;
next:
for k:=1 to 10 do begin
write(data_arr[k]);
write(' ');
end;
end. |
|
bf-код +>++>+++- выдаст 1 2 2 0 0 0 0 0 0 0
https://ideone.com/1whGbP
Далее, добавим [ и ]
Добавим ещё одну переменную i_stor
Если текущий элемент прошёл проверку на [ ,то проверяем текущий элемент массива data_arr на ноль, и, если элемент больше нуля, загружаем в i_stor значение из переменной i.
При обработке закрывающей скобки ] ,если data_arr не ноль, в переменную i из переменной i_stor загружаем адрес открывающей скобки [
Далее переходим к команде i:=i+1;
Если до этого в i было загружено значение из i_stor ( при проверке ] ), то после джампа мы окажемся за [ ( в противном случае мы окажемся за ] )
| Pascal | 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
| LABEL prev,next;
var
data_arr:array[1..10] of integer; // массив данных
str_arr: string; // команды
i,j,k: integer; // индексы строки и массива
i_stor: integer;
begin
j:=1;
i:=1;
readln(str_arr); //считываем строку
prev:
if i>length(str_arr) then goto next;
if (str_arr[i]='+') then data_arr[j]:= data_arr[j]+1;
if (str_arr[i]='-') then data_arr[j]:= data_arr[j]-1;
if (str_arr[i]='>') then j:=j+1;
if (str_arr[i]='<') then j:=j-1;
if (str_arr[i]='.') then write(chr(data_arr[j]));
if (str_arr[i]='[') then
begin
if data_arr[j]>0 then i_stor:=i;
end;
if (str_arr[i]=']') then
begin
if data_arr[j]>0 then
begin
i:=i_stor;
end;
end;
i:=i+1;
goto prev;
next:
for k:=1 to 10 do begin
write(data_arr[k]);
write(' ');
end;
end. |
|
https://ideone.com/zGI4ev
Код HelloWorld выглядит так https://ideone.com/QLIhX5
Перейдем к ассемблеру
Чтобы организовать цикл loop, необходимо поместить в регистр CX количество тактов цикла и поставить метку, на которую будет сделан переход по завершении такта (по команде loop).
| Assembler | 1
2
3
4
5
6
| mov CX, 28h ; кол-во тактов цикла
prev: ; метка цикла
; выполняем
; операции
; внутри цикла
loop prev ; возвращаемся на метку prev |
|
Создадим массив данных data_arr, (для наглядности) поместим туда 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
В цикле сравниваем текущий символ с символом + и, если символы равны, увеличиваем значение в текущей ячейке на 1
| Assembler | 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
| text segment ; bf1.asm
assume cs:text, ds:data, ss:stk
begin:
;Подготовим все необходимое
mov AX,data ; настраиваем сегмент данных
mov DS,AX
mov DL, str_arr ; загружаем в DL 1ую команду
mov CX, 0Ah ; 10 тактов
prev:
cmp DL, 2Bh ; ячейка содержит +
jne next ; нет, переходим на метку next
mov BL, 00h ; загружаем в BL индекс
inc data_arr[BX] ; да, увеличиваем значение в ячейке на 1
next:
inc i ; переходим на следующий символ массива команд
mov BL, i
mov DL, str_arr [BX]
loop prev
mov AX, 4c00h ; завершение программы
int 21h
text ends
data segment
str_arr DB 2Bh,2Bh,2Bh,'$' ; код +++
data_arr DB 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,'$' ; данные
i DB 0 ;индекс элемента массива команд
data ends
stk segment stack
db 100h dup (0) ; резервируем 256 ячеек
stk ends
end begin |
|
Линковка выполняется командой tlink.exe bf1.obj
После выполнения программы в отладчике TurboDebagger видно, что начиная с адреса 0130 расположены команды +++
Далее идет массив данных, в котором мы изменили первый элемент, далее идет переменная i, которая после выполнения цикла стала равна 0Ah.
Добавим команды - < > .
Для того, чтобы вывести одиночный символ с помощью функции 02h прерывания int 21h, необходимо (перед вызовом прерывания) поместить код символа в регистр DL
| Assembler | 1
2
3
| mov AH,2
mov DL, код символа
int 21h |
|
| Assembler | 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
| text segment ; bf2.asm
assume cs:text,ds:data, ss:stk
begin:
;Подготовим все необходимое
mov AX,data ; настраиваем сегмент данных
mov DS,AX
mov DL, str_arr ; загружаем в DL 1ую команду
mov CX, 0Ah ; 10 тактов
prev:
cmp DL, 2Bh ; ячейка содержит +
jne next ; нет, переходим на метку next
mov BL, j ; загружаем в BL индекс данных
inc data_arr[BX] ; да, увеличиваем значение в ячейке на 1
next:
cmp DL, 2Dh ; ячейка содержит -
jne next1 ; нет, переходим на метку next1
mov BL, j
dec data_arr[BX]
next1:
cmp DL, 3Eh ; ячейка содержит >
jne next2 ; нет, переходим на метку next2
inc j ; да, переходим на сдедующий элемент массива data_arr
next2:
cmp DL, 3Ch ; ячейка содержит <
jne next3 ; нет, переходим на метку next3
dec j ; да, переходим на предыдущий элемент массива data_arr
next3:
cmp DL, 2Eh ; ячейка содержит .
jne next4 ; нет, переходим на метку next4
mov AH,2 ; да, выводим содержимое ячейки
mov BL, j
mov DL, data_arr[BX]
int 21h
next4:
inc i ; переходим на следующий символ массива команд
mov BL, i
mov DL, str_arr [BX]
loop prev
mov AX, 4c00h ; завершение программы
int 21h
text ends
data segment
str_arr DB 2Bh,3Eh,2Bh,2Bh,'$' ; код +>++
data_arr DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,'$' ; данные
i DB 0, '$' ;индекс элемента массива команд
j DB 0, '$' ;индекс элемента массива данных
data ends
stk segment stack
db 100h dup (0) ; резервируем 256 ячеек
stk ends
end begin |
|
Цикл работает так:
если текущий элемент строки str_arr не + то перепрыгиваем на метку next: (иначе выполняем +)
если текущий элемент строки str_arr не - то перепрыгиваем на метку next1:
если текущий элемент строки str_arr не > то перепрыгиваем на метку next2:
если текущий элемент строки str_arr не < то перепрыгиваем на метку next3:
если текущий элемент строки str_arr не . то перепрыгиваем на метку next4:
После метки next4: увеличиваем индекс строки str_arr и прыгаем в начало цикла — на метку prev:
Также добавим [ и ]
Добавим переменную i_stor.
Если текущий элемент прошёл проверку на [ ,то проверяем текущий элемент массива data_arr на ноль, и, если элемент равен нулю, перепрыгиваем дальше (на следующую метку), в противном случае загружаем в i_stor значение из переменной i.
| Assembler | 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
| next4:
cmp DL, 5Bh ; ячейка содержит [
jne next5 ; нет, переходим на метку next5
mov BL, j
mov DL, data_arr[BX]
cmp DL, 00 ; да, проверяем текущий элемент data_arr на ноль
jz next5 ; если ноль, прыгаем дальше
mov DL, i ; иначе загружаем
mov i_stor, Dl ; в i_stor значение переменной i
next5: |
|
| Assembler | 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
| next5:
cmp DL, 5Dh ; ячейка содержит ]
jne next6 ; нет, переходим на метку next6
mov BL, j
mov DL, data_arr[BX]
cmp DL, 00 ; да, проверяем текущий элемент data_arr на ноль
jz next6 ; если ноль, прыгаем дальше
mov DL, i_stor ; иначе загружаем
mov i, Dl ; в i_stor значение переменной i
next6: |
|
| Assembler | 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
| text segment ; bf4.asm
assume cs:text, ds:data, ss:stk
begin:
;Подготовим все необходимое
mov AX,data ; настраиваем сегмент данных
mov DS,AX
mov DL, str_arr ; загружаем в DL 1ую команду
mov CX, 50h ; 80 тактов
prev:
cmp DL, 2Bh ; ячейка содержит +
jne next ; нет, переходим на метку next
mov BL, j ; загружаем в BL индекс данных
inc data_arr[BX] ; да, увеличиваем значение в ячейке на 1
next:
cmp DL, 2Dh ; ячейка содержит -
jne next1 ; нет, переходим на метку next1
mov BL, j
dec data_arr[BX] ;BX, но не Bl
next1:
cmp DL, 3Eh ; ячейка содержит >
jne next2 ; нет, переходим на метку next2
inc j ; да, переходим на сдедующий элемент массива data_arr
next2:
cmp DL, 3Ch ; ячейка содержит <
jne next3 ; нет, переходим на метку next3
dec j ; да, переходим на предыдущий элемент массива data_arr
next3:
cmp DL, 2Eh ; ячейка содержит .
jne next4 ; нет, переходим на метку next4
mov AH,2 ; да, выводим содержимое ячейки
mov BL, j
mov DL, data_arr[BX]
int 21h
next4:
cmp DL, 5Bh ; ячейка содержит [
jne next5 ; нет, переходим на метку next5
mov BL, j
mov DL, data_arr[BX]
cmp DL, 00 ; да, проверяем текущий элемент data_arr на ноль
jz next5 ; если ноль, прыгаем дальше
mov DL, i ; иначе загружаем
mov i_stor, Dl ; в i_stor значение переменной i
next5:
cmp DL, 5Dh ; ячейка содержит ]
jne next6 ; нет, переходим на метку next6
mov BL, j
mov DL, data_arr[BX]
cmp DL, 00 ; да, проверяем текущий элемент data_arr на ноль
jz next6 ; если ноль, прыгаем дальше
mov DL, i_stor ; иначе загружаем
mov i, Dl ; в i_stor значение переменной i
next6:
inc i ; переходим к следующей команде
mov BL, i
mov DL, str_arr[BX]
loop prev ; прыгаем на метку prev:
mov AX, 4c00h ; завершение программы
int 21h
text ends
data segment
str_arr DB 2Bh,2Bh,2Bh,2Bh,5Bh, 3Eh,2Bh,3Ch,2Dh ,5Dh, '$' ; код ++++[>+<-]
data_arr DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,'$' ; данные
i DB 0,'$' ;индекс элемента массива команд
j DB 0,'$' ;индекс элемента массива данных
i_stor DB 0,'$'
data ends
stk segment stack
db 100h dup (0) ; резервируем 256 ячеек
stk ends
end begin |
|
Добавим функцию ввода строки/файла 3fh прерывания 21h
| Assembler | 1
2
3
4
| mov ah, 3fh ; функция ввода
mov cx, 100h ; 256 символов
mov dx,OFFSET str_arr
int 21h |
|
Для этого будем сравнивать текущий символ с символом '$'
| Assembler | 1
2
| cmp DL, 24h ; символ '$'
je exit_loop |
|
| Assembler | 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
| text segment
assume cs:text,ds:data, ss: stk
begin:
;Подготовим все необходимое
mov AX,data ; настраиваем сегмент данных
mov DS,AX
; функция ввода
mov ah, 3fh
mov cx, 100h ; 256 символов
mov dx,OFFSET str_arr
int 21h
;
mov DL, str_arr ; загружаем в DL 1ую команду
;mov CX, 100h ; 256 тактов
prev:
cmp DL, 24h ; символ '$'
je exit_loop
cmp DL, 2Bh ; ячейка содержит +
jne next ; нет, переходим на метку next
mov BL, j ; загружаем в BL индекс данных
inc data_arr[BX] ; да, увеличиваем значение в ячейке на 1
next:
cmp DL, 2Dh ; ячейка содержит -
jne next1 ; нет, переходим на метку next1
mov BL, j
dec data_arr[BX] ;BX, но не Bl
next1:
cmp DL, 3Eh ; ячейка содержит >
jne next2 ; нет, переходим на метку next2
inc j ; да, переходим на следующий элемент массива data_arr
next2:
cmp DL, 3Ch ; ячейка содержит <
jne next3 ; нет, переходим на метку next3
dec j ; да, переходим на предыдущий элемент массива data_arr
next3:
cmp DL, 2Eh ; ячейка содержит .
jne next4 ; нет, переходим на метку next4
mov AH,2 ; да, выводим содержимое ячейки
mov BL, j
mov DL, data_arr[BX]
int 21h
next4:
cmp DL, 5Bh ; ячейка содержит [
jne next5 ; нет, переходим на метку next5
mov BL, j
mov DL, data_arr[BX]
cmp DL, 00 ; да, проверяем текущий элемент data_arr на ноль
jz next5 ; если ноль, прыгаем дальше
mov DL, i ; иначе загружаем
mov i_stor, Dl ; в i_stor значение переменной i
next5:
cmp DL, 5Dh ; ячейка содержит ]
jne next6 ; нет, переходим на метку next6
mov BL, j
mov DL, data_arr[BX]
cmp DL, 00 ; да, проверяем текущий элемент data_arr на ноль
jz next6 ; если ноль, прыгаем дальше
mov DL, i_stor ; иначе загружаем
mov i, Dl ; в i_stor значение переменной i
; здесь должен быть переход на метку prev:
next6:
inc i ; переходим к следующей команде
mov BL, i
mov DL, str_arr[BX]
; loop prev ; прыгаем на метку prev:
jmp prev
exit_loop:
MOV AH,2 ; переходим на новую строку
MOV DL,0Ah
INT 21h
mov AX, 4c00h ; завершение программы
int 21h
text ends
data segment
str_arr DB 256h DUP('$') ; буфер на 256 символов
data_arr DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,'$' ; данные
i DB 0,'$' ;индекс элемента массива команд
j DB 0,'$' ;индекс элемента массива данных
i_stor DB 0,'$'
data ends
stk segment para stack
db 100h dup (0) ; резервируем 256 ячеек
stk ends
end begin |
|
Relative jump out of range by 0001h bytes
|
Дело в том, что команды je/jne могут перепрыгнуть только через несколько строчек программы (каждая строчка занимает в памяти от 1 до 5 байт).
Прыжок через 9 bytes
Длинные переходы в конец программы je/jne совершать не могут.
Поэтому заменим выражение
| Assembler | 1
2
3
4
| cmp DL, 24h ; символ '$'
je exit_loop
...
exit_loop: |
|
| Assembler | 1
2
3
4
5
6
| cmp DL, 24h ; символ '$'
jne exit_
jmp exit_loop
exit_
...
exit_loop: |
|
На метку команда jmp может делать внутрисегментный относительный короткий переход (переход меньше 128 байт, т.е. IP:=IP+i8) или внутрисегментный относительный длинный переход (переход меньше 32767 байт, т.е. IP:=IP+i16).
По умолчанию команда jmp делает относительный длинный переход, что нам и надо (а вообще вместо этого можно просто добавить директиву jumps в начало программы).
| Assembler | 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
| ;jumps
text segment
assume cs:text,ds:data, ss: stk
begin:
;Подготовим все необходимое
mov AX,data ; настраиваем сегмент данных
mov DS,AX
;;;
mov ah, 3fh ; функция ввода
mov cx, 100h ; 256 символов
mov dx,OFFSET str_arr
int 21h
;;;
mov DL, str_arr ; загружаем в DL 1ую команду
;mov CX, 100h ; 256 тактов
prev:
cmp DL, 24h ; символ '$'
;je exit_loop
jne l1
jmp exit_loop
l1:
cmp DL, 2Bh ; ячейка содержит +
jne next ; нет, переходим на метку next
mov BL, j ; загружаем в BL индекс данных
inc data_arr[BX] ; да, увеличиваем значение в ячейке на 1
next:
cmp DL, 2Dh ; ячейка содержит -
jne next1 ; нет, переходим на метку next1
mov BL, j
dec data_arr[BX] ;BX, но не Bl
next1:
cmp DL, 3Eh ; ячейка содержит >
jne next2 ; нет, переходим на метку next2
inc j ; да, переходим на следующий элемент массива data_arr
next2:
cmp DL, 3Ch ; ячейка содержит <
jne next3 ; нет, переходим на метку next3
dec j ; да, переходим на предыдущий элемент массива data_arr
next3:
cmp DL, 2Eh ; ячейка содержит .
jne next4 ; нет, переходим на метку next4
mov AH,2 ; да, выводим содержимое ячейки
mov BL, j
mov DL, data_arr[BX]
int 21h
next4:
cmp DL, 5Bh ; ячейка содержит [
jne next5 ; нет, переходим на метку next5
mov BL, j
mov DL, data_arr[BX]
cmp DL, 00 ; да, проверяем текущий элемент data_arr на ноль
jz next5 ; если ноль, прыгаем дальше
mov DL, i ; иначе загружаем
mov i_stor, Dl ; в i_stor значение переменной i
next5:
cmp DL, 5Dh ; ячейка содержит ]
jne next6 ; нет, переходим на метку next6
mov BL, j
mov DL, data_arr[BX]
cmp DL, 00 ; да, проверяем текущий элемент data_arr на ноль
jz next6 ; если ноль, прыгаем дальше
mov DL, i_stor ; иначе загружаем
mov i, Dl ; в i_stor значение переменной i
; здесь должен быть переход на метку prev:
next6:
inc i ; переходим к следующей команде
mov BL, i
mov DL, str_arr[BX]
; loop prev ; прыгаем на метку prev:
jmp prev
exit_loop:
MOV AH,2 ; переходим на новую строку
MOV DL,0Ah
INT 21h
mov AX, 4c00h ; завершение программы
int 21h
text ends |
|
|
