Низкоуровневый Brainfuck. Продолжение… / forpes.ru

Главная
Низкоуровневый Brainfuck. Продолжение…

Низкоуровневый Brainfuck. Продолжение… +4

16.10.2018 21:22

demsp 5 806 Источник

Часть I
Часть II
Часть III

Пишем brainfuck на TurboAssembler'e.

Добавим вывод массива data_arr («ленту» машины Тьюринга) на экран.

Напишем программу, выводящую на экран элементы произвольного массива посредством функции 09h прерывания 21h.

.model tiny                 ; ascii-decoder.asm
jumps
.data
 data_arr DB 1,0,2,0,3,0,4,0,5,0,6,0,7,'$' ; данные

.code
ORG    100h
start:
;Подготовим все необходимое
  mov AX, @data          ; настраиваем сегмент данных                                       
  mov DS,AX
;;;;;;;;;;;;;;;;
 MOV    AH,2              ; переходим на новую строку
 MOV    DL,0Ah     
 INT    21h 
mov dx,offset data_arr     ; указатель на массив символов
mov ah,09h		            ; вывести строку
int 21h        
;;;;;;;;;;
 MOV    AH,2       ; переходим на новую строку
 MOV    DL,0Ah     
 INT    21h        
  
 mov AX, 4c00h      ; завершение программы  
 int 21h 
end start

На экране мы увидим ascii-коды массива data_arr DB 1,0,2,0,3,0,4,0,5,0,6,0,7,'$'

Для того, чтобы представить элементы массива в виде чисел, будем использовать опрератор div.

Команда div ЧИСЛО делит регистр AX на ЧИСЛО и помещает целую часть от деления в AL, а остаток от деления в AH (ЧИСЛОМ может быть либо область памяти, либо регистр общего назначения)

Выведем 1ый и 2ой элементы массива

.model tiny                 ; ascii-decoder.asm
jumps
.data
 data_arr DB 10,12,0,0,0,0,0,0,0,0,'$' ; данные

.code
ORG    100h
start:
;Подготовим все необходимое
  mov AX, @data          ; настраиваем сегмент данных                                       
  mov DS,AX
;;;;;;;;;;;;;;;;
 MOV    AH,2              ; переходим на новую строку
 MOV    DL,0Ah     
 INT    21h 
;mov dx,offset data_arr  	; указатель на массив символов
;mov ah,09h		            ; вывести строку
;int 21h        

;;выводим перое число
sub AH, AH          ; обнуляем AH
mov AL, data_arr    ; делимое
mov BL, 10          ; делитель
div BL              ; теперь в AL=десятки, в AH=единицы
mov BX,AX
add BX,3030h
mov AH,2            ; функция вывода символа прерывания 21h 
mov DL,BL           ; выводим старший разряд 
int 21h 
mov DL, BH          ; выводим младший разряд
int 21h
;выводим второе число
sub AH, AH           ; обнуляем AH
mov AL, data_arr+1   ; делимое
mov BL, 10           ; делитель
div BL               ; теперь в AL=десятки, в AH=единицы
mov BX,AX
add BX,3030h
mov AH,2            ; функция вывода символа прерывания 21h 
mov DL,BL           ; выводим старший разряд 
int 21h 
mov DL, BH          ; выводим младший разряд
int 21h
;;;;;;;;;;
 MOV    AH,2       ; переходим на новую строку
 MOV    DL,0Ah     
 INT    21h        
  
 mov AX, 4c00h      ; завершение программы  
 int 21h 
end start

Для того, чтобы вывести все элементы массива, будем использовать команду loop.
Поместим в регистр CX количество тактов, равное количеству элементов массива и на каждом такте будем прибавлять единицу к индексу массива i.

.model tiny                 ; ascii-decoder1.asm
jumps
.data
 data_arr DB 3,5,6,7,0,11,12,13,0,20,'$' ; данные
 i DB 0,'$' 

.code
ORG    100h
start:
;Подготовим все необходимое
  mov AX, @data               ; настраиваем сегмент данных                                       
  mov DS,AX
;;;;;;;;;;;;;;;;
 MOV    AH,2                  ; переходим на новую строку
 MOV    DL,0Ah     
 INT    21h 
;mov dx,offset data_arr       ; указатель на массив символов
;mov ah,09h		      ; вывести строку
;int 21h                    
    
mov CX, 0Ah
_prev:
;;выводим число
; mov BL,i
 sub AH, AH             ; обнуляем AH
 mov AL, data_arr[BX]    ; делимое
 mov BL, 10             ; делитель
 div BL                 ; теперь в AL=десятки, в AH=единицы
 mov BX,AX
 add BX,3030h
 mov AH,2            ; функция вывода символа прерывания 21h 
 mov DL,BL           ; выводим старший разряд 
 int 21h 
 mov DL, BH          ; выводим младший разряд
 int 21h
; выводим пустой символ
sub DL, DL          
int 21h 
;;;
sub BX,BX
inc i                ; увеличиваем счётчик          
mov BL, i
loop _prev
;;;;;;;;;;
 MOV    AH,2       ; переходим на новую строку
 MOV    DL,0Ah     
 INT    21h        
  
 mov AX, 4c00h      ; завершение программы  
 int 21h 
end start

Далее, добавим цикл, отображающий элементы массива в виде чисел, в основную программу.

.model tiny
jumps
.data
 str_arr DB 256h DUP('$')	       
  data_arr DB 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,'$'   
 i DB 0,'$'                           
 j DB 0,'$'                           
 i_stor DB 0,'$'

.code
ORG    100h
start:

  mov AX, @data                                              
  mov DS,AX
  ;;;
  mov ah, 3fh          
  mov cx, 100h	       
  mov dx,OFFSET str_arr
  int 21h
  ;;;             
  mov DL, str_arr      
prev:
 cmp DL, 24h          
 je  exit_loop
                  
 cmp DL, 2Bh                                
 jne next             
 mov BL, j                        
 inc data_arr[BX]     
next: 
 cmp DL, 2Dh                                
 jne next1             
 mov BL, j 
 dec data_arr[BX]     
next1: 
 cmp DL, 3Eh         
 jne next2            
 inc j               
next2: 
 cmp DL, 3Ch         
 jne next3            
 dec j               
next3: 
 cmp DL, 2Eh         
 jne next4           
 mov AH,2            
 mov BL, j
 mov DL, data_arr[BX]
 int 21h
next4:
 cmp DL, 5Bh         
 jne next5           
 ;mov BL, j
 ;mov DL, data_arr[BX]
 ;cmp DL, 00            
 ;jz next5            
 mov DL, i            
 mov i_stor, Dl      
next5:
 cmp DL, 5Dh         
 jne next6           
 mov BL, j
 mov DL, data_arr[BX]
 cmp DL, 00            
 jz next6            
 mov DL, i_stor       
 mov i, DL            
next6:
 inc i               
 mov BL, i
 mov DL, str_arr[BX] 
; loop prev          
 jmp prev
 exit_loop: 
 ;;;;;;;;;;;;;;;;
 MOV    AH,2         ; новая строка
 MOV    DL,0Ah       ; новая строка
 INT    21h          ; новая строка

; output data_arr    
mov CX, 0Ah          ; 10 тактов
sub AL,AL            ; обнуляем AL
mov i, AL            ; обнуляем счётчик
sub BX,BX            ; обнуляем BX
_prev:
; incorrect 1st element
 sub AH, AH             ; обнуляем AH
 mov AL, data_arr[BX]   ; делимое
 ;mov AL, data_arr+1 
 mov BL, 10             ; делитель
 div BL                 ; частное  AL=десятки и AH=единицы
 mov BX,AX
 add BX,3030h
 mov AH,2            ; функция вывода 2 прерывания 21h 
 mov DL,BL           ; выводим десятки  
 int 21h 
 mov DL, BH          ; выводим единицы
 int 21h
               ; выводим пробел (пустой символ)
sub DL, DL          
int 21h 
;;;
sub BX,BX
inc i                ; увеличиваем индекс массива
mov BL, i
loop _prev
;;;;;;;;;;
 MOV    AH,2       ; новая строка
 MOV    DL,0Ah     ; новая строка
 INT    21h        ; новая строка 
  
 mov AX, 4c00h     ; завершение программы
 int 21h 
end start

Теперь HelloWorld выглядит так

Поскольку мы не обрабатываем числа больше 99, то число 100 отображается некорректно, остальные числа отображаются корректно.

Вложенные скобки

Для обработки вложенных скобок будем открывающие скобки помещать в стэк, а закрывающие извлекать из стека.

Напишем простую программу работы со стеком на Паскале.

var
 a : array[1..10] of integer;
 size : integer;

procedure push(c : integer);
 begin
  size := size + 1;
  a[size] := c; 
 end;
 
 procedure pop;
 begin
  size := size - 1;
 end;
 begin
  size := 0; 
  Push(1);
  writeln(a[size]);
  Push(2);
  writeln(a[size]);
  Push(3);
  writeln(a[size]);
  Pop();
  writeln(a[size]);
  Pop();
  writeln(a[size]);
end.

Взял отсюда.

Проверить можно здесь или здесь.

Изменим процедуру push так, чтобы при size равном нулю мы получали ссылку на первый элемент.

procedure push(c : integer);
 begin
  a[size+1] := c; 
  size := size + 1;
 end;

Добавим «стэк» в основную программу.

Program bf5_stack;
 
 LABEL prev,next;
var
 a : array[1..10] of integer;
 size : integer;
 data_arr:array[1..10] of integer;    // массив данных
 str_arr: string;                     // команды  
 i,j,k: integer;                      // индексы строки и массива
 i_stor: integer; 

//Stack
procedure push(c : integer);
 begin
  a[size+1] := c; 
  size := size + 1;
 end;
 
 procedure pop;
 begin
  size := size - 1;
 end;
{---------------------------------------------------}
begin
 j:=1;   // нумерация элементов массива начинается с единицы
 i:=1;
 size := 0; {Изначально стек пуст}
 //readln(str_arr);       //считываем строку
 //str_arr:='+++[>+++[>+<-]<-]'; // 3*3=9
 str_arr:='+++[> +++[>+++[>+<-]<-] <-]'; //3^3=27;
 
 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]));
    // скобки
    if (str_arr[i]='[') then Push(i);
          
    if (str_arr[i]=']') then
      begin
      Pop();
      if (data_arr[j]>0) then 
       begin
        i := a[size+1];
        goto prev;
       end;
      end;
 i:=i+1;
 goto prev;
 next:
for k:=1 to 10 do begin 
write(data_arr[k]);
write(' ');
end;
end.

ideone.com
Если мы встречаем открывающую скобку, то просто помещаем её адрес в стэк, когда мы встречаем закрывающую скобку, то извлекаем её адрес из стека, если при этом значение в текущей ячейке больше нуля, то возвращаемся на открывающую скобку.

Пример использования нормального/«стандартного» стэка показан в программе bf51_stack.pas

«Добавим» стэк к основной ассемблерной программе

.model tiny                       ; bf7_stack_decoder.asm                      
jumps
.data
 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,'$'

.code
ORG    100h
start:
 ;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
 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
 ;sub DX,DX
 mov AL, i           ; иначе загружаем
 push AX 
next5:
 cmp DL, 5Dh         ; ячейка содержит ]
 jne next6           ; нет, переходим на метку next6
 sub AX,AX
 pop AX
 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 i, AL           ; в i_stor значение переменной i
 mov BL, i
 mov DL, str_arr[BX]   
 jmp prev
next6:
 inc i               ; переходим к следующей команде
 mov BL, i
 mov DL, str_arr[BX]   
 jmp prev
 exit_loop: 

 ;Выод ascii-символов чисел

MOV    AH,2         ; новая строка
 MOV    DL,0Ah       ; новая строка
 INT    21h          ; новая строка

; output data_arr    
mov CX, 0Ah          ; 10 тактов
sub AL,AL            ; обнуляем AL
mov i, AL            ; обнуляем счётчик
sub BX,BX            ; обнуляем BX
_prev:
; incorrect 1st element
 sub AH, AH             ; обнуляем AH
 mov AL, data_arr[BX]   ; делимое
 ;mov AL, data_arr+1 
 mov BL, 10             ; делитель
 div BL                 ; частное  AL=десятки и AH=единицы
 mov BX,AX
 add BX,3030h
 mov AH,2            ; функция вывода 2 прерывания 21h 
 mov DL,BL           ; выводим десятки  
 int 21h 
 mov DL, BH          ; выводим единицы
 int 21h
               ; выводим пробел (пустой символ)
sub DL, DL          
int 21h 
;;;
sub BX,BX
inc i                ; увеличиваем индекс массива
mov BL, i
loop _prev
;;;;;;;;;;
 MOV    AH,2       ; новая строка
 MOV    DL,0Ah     ; новая строка
 INT    21h        ; новая строка 
 ;;;;;;;;;;;;;;;        
 mov AX, 4c00h      ; завершение программы  
 int 21h 
END    start

Ссылка на github.

Комментарии (5)

Zagrebelion
17.10.2018 06:36
#19244597
+1
ascii код 0x07 не увидишь, а скорее услышишь...

kloppspb
19.10.2018 02:46
#19253557
.model tiny ; ... mov AX,@data ; настраиваем сегмент данных mov DS,AX
Вы точно понимаете что делаете?
1. demsp Автор
  19.10.2018 07:44
  #19253803
  А кстати да, пусть будет .model small
  Спасибо
  1. demsp Автор
    19.10.2018 08:10
    #19253841
    Хотя это важно только для COM программ, а в EXE программе что с .model tiny, что с .model small порядок сегментов при компоновке будет одинаковым.

manoftheyear
19.10.2018 08:52
#19253923
+1
Опечатка «открывающуб»

Низкоуровневый Brainfuck. Продолжение… +4

Вложенные скобки

Комментарии (5)

Zagrebelion

kloppspb

demsp Автор

demsp Автор

manoftheyear