最新用125行C语言编写一个简单的16位虚拟机_c语言实现虚拟机，2024年最新阿里腾讯PDD等大厂C C++面试真题

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我们将程序加载到主存中；
在RPC寄存器中，我们保存当前需要执行的指令；
我们从指令中获取操作码（前 4 位），并在此基础上解码其余参数。
我们执行与给定指令相关的方法；
我们增加RPC并继续下一条指令；

实现的具体过程，可以参看原博文。

这里附上开源代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>

#include "vm\_dbg.h"

#define NOPS (16)

#define OPC(i) ((i)>>12)
#define DR(i) (((i)>>9)&0x7)
#define SR1(i) (((i)>>6)&0x7)
#define SR2(i) ((i)&0x7)
#define FIMM(i) ((i>>5)&01)
#define IMM(i) ((i)&0x1F)
#define SEXTIMM(i) sext(IMM(i),5)
#define FCND(i) (((i)>>9)&0x7)
#define POFF(i) sext((i)&0x3F, 6)
#define POFF9(i) sext((i)&0x1FF, 9)
#define POFF11(i) sext((i)&0x7FF, 11)
#define FL(i) (((i)>>11)&1)
#define BR(i) (((i)>>6)&0x7)
#define TRP(i) ((i)&0xFF)

bool running = true;

typedef void (\*op_ex_f)(uint16\_t i);
typedef void (\*trp_ex_f)();

enum { trp_offset = 0x20 };
enum regist { R0 = 0, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, RPC, RCND, RCNT };
enum flags { FP = 1 << 0, FZ = 1 << 1, FN = 1 << 2 };

uint16\_t mem[UINT16_MAX] = {0};
uint16\_t reg[RCNT] = {0};
uint16\_t PC_START = 0x3000;

static inline uint16\_t mr(uint16\_t address) { return mem[address];  }
static inline void mw(uint16\_t address, uint16\_t val) { mem[address] = val; }
static inline uint16\_t sext(uint16\_t n, int b) { return ((n>>(b-1))&1) ? (n|(0xFFFF << b)) : n; }
static inline void uf(enum regist r) {
    if (reg[r]==0) reg[RCND] = FZ;
    else if (reg[r]>>15) reg[RCND] = FN;
    else reg[RCND] = FP;
}
static inline void add(uint16\_t i)  { reg[DR(i)] = reg[SR1(i)] + (FIMM(i) ? SEXTIMM(i) : reg[SR2(i)]); uf(DR(i)); }
static inline void and(uint16\_t i)  { reg[DR(i)] = reg[SR1(i)] & (FIMM(i) ? SEXTIMM(i) : reg[SR2(i)]); uf(DR(i)); }
static inline void ldi(uint16\_t i)  { reg[DR(i)] = mr(mr(reg[RPC]+POFF9(i))); uf(DR(i)); }
static inline void not(uint16\_t i)  { reg[DR(i)]=~reg[SR1(i)]; uf(DR(i)); }
static inline void br(uint16\_t i)   { if (reg[RCND] & FCND(i)) { reg[RPC] += POFF9(i); } }
static inline void jsr(uint16\_t i)  { reg[R7] = reg[RPC]; reg[RPC] = (FL(i)) ? reg[RPC] + POFF11(i) : reg[BR(i)]; }
static inline void jmp(uint16\_t i)  { reg[RPC] = reg[BR(i)]; }
static inline void ld(uint16\_t i)   { reg[DR(i)] = mr(reg[RPC] + POFF9(i)); uf(DR(i)); }
static inline void ldr(uint16\_t i)  { reg[DR(i)] = mr(reg[SR1(i)] + POFF(i)); uf(DR(i)); }
static inline void lea(uint16\_t i)  { reg[DR(i)] =reg[RPC] + POFF9(i); uf(DR(i)); }
static inline void st(uint16\_t i)   { mw(reg[RPC] + POFF9(i), reg[DR(i)]); }
static inline void sti(uint16\_t i)  { mw(mr(reg[RPC] + POFF9(i)), reg[DR(i)]); }
static inline void str(uint16\_t i)  { mw(reg[SR1(i)] + POFF(i), reg[DR(i)]); }
static inline void rti(uint16\_t i) {} // unused
static inline void res(uint16\_t i) {} // unused
static inline void tgetc() { reg[R0] = getchar(); }
static inline void tout() { fprintf(stdout, "%c", (char)reg[R0]); }
static inline void tputs() {
    uint16\_t \*p = mem + reg[R0];
    while(\*p) {
        fprintf(stdout, "%c", (char)\*p);
        p++;
    }
}
static inline void tin() { reg[R0] = getchar(); fprintf(stdout, "%c", reg[R0]); }
static inline void tputsp() { /\* Not Implemented \*/ }
static inline void thalt() { running = false; } 
static inline void tinu16() { fscanf(stdin, "%hu", &reg[R0]); }


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