MiniASM —— 一个类 RISC 汇编虚拟机

用 Rust 从零实现的汇编器与虚拟机。包含两趟扫描汇编器、基于寄存器的执行引擎，以及完整的指令集。

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特性

• 两趟扫描汇编器：支持标签（label）、自动地址解析、语法检查
• 类 RISC 指令集：30 条指令，三地址格式，操作清晰
• 寄存器架构：11 个通用寄存器（R0–R10），R0 恒零，R10 兼作栈指针
• 内存与栈：1024 单元内存，栈向高地址生长
• 函数调用：CALL / RET + 硬件栈，支持子程序
• 条件跳转：基于零标志（Z）和符号标志（S）的 7 种跳转
• I/O 支持：整数输出 PRINT 与 ASCII 字符输出 PRINTC

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快速开始

git clone https://github.com/0x8000S/MiniASM.git
cd MiniASM
cargo run

默认会执行 main.rs 中嵌入的测试程序。你也可以修改 main() 里的 code 字符串来运行自己的汇编代码。

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指令集

数据传送

指令	格式	说明
MOV	MOV dst, src	src 可以是寄存器或立即数

算术逻辑（三寄存器）

指令	格式	说明
ADD	ADD dst, a, b	dst = a + b
SUB	SUB dst, a, b	dst = a - b
MUL	MUL dst, a, b	dst = a * b
DIV	DIV dst, a, b	dst = a / b（整除，除零报错）
MOD	MOD dst, a, b	dst = a % b
AND	AND dst, a, b	按位与
OR	OR dst, a, b	按位或
XOR	XOR dst, a, b	按位异或
SHL	SHL dst, a, b	dst = a << b
SHR	SHR dst, a, b	dst = a >> b

比较与一元运算

指令	格式	说明
CMP	CMP a, b	比较 a 和 b，更新 Z/S 标志
NEG	NEG dst, src	dst = -src
NOT	NOT dst, src	dst = !src（按位取反）
INC	INC r	r += 1
DEC	DEC r	r -= 1

跳转（目标为标签）

指令	条件
JMP	无条件
JE	相等（Z = true）
JNE	不等（Z = false）
JG	大于（Z = false 且 S = false）
JL	小于（S = true）
JGE	大于等于（S = false）
JLE	小于等于（Z = true 或 S = true）

栈与函数

指令	格式	说明
PUSH	PUSH r	将寄存器值压栈
POP	POP r	弹栈到寄存器
CALL	CALL label	调用子程序
RET	RET	返回

内存访问

指令	格式	说明
LOAD	LOAD r, [addr]	r = memory[addr_reg]
STORE	STORE [addr], r	memory[addr_reg] = r

I/O 与系统

指令	格式	说明
PRINT	PRINT r	以整数形式输出，带换行
PRINTC	PRINTC r	以 ASCII 字符形式输出，不换行
HALT	HALT	停机

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示例：计算 1+2+…+10

_start:MOV R1,0 ; sum = 0MOV R2,1 ; i = 1MOV R3,10 ; max = 10loop:CMP R2, R3JG doneADD R1, R1, R2 ; sum += iMOV R4,1ADD R2, R2, R4 ; i += 1JMPloopdone: PRINT R1 ; 输出 55 HALT

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示例：函数调用

_start:MOV R1,7CALL double PRINT R1 ; 输出 14 HALTdouble:MOV R2,2MUL R1, R1, R2RET

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示例：内存读写

_start:MOV R1,100 ; 地址MOV R2,42 STORE [R1], R2 ; memory[100] = 42 LOAD R3,[R1] ; R3 = memory[100] PRINT R3 ; 输出 42 HALT

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架构概览

汇编源码
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[汇编器] ──→ 第一趟：收集标签地址
│ ──→ 第二趟：生成指令序列
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指令序列 (Vec<Inst>) + 入口地址
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[虚拟机] ──→ Fetch → Decode → Execute 循环
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执行结果

• 寄存器：R0（恒零）、R1–R9（通用）、R10（SP）
• 内存：1024 个 i64 单元，栈与数据区共享
• 标志位：Z（零标志）、S（符号标志）

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注意事项

• 标签必须独占一行，以冒号结尾，例如 loop:。
• 程序入口为 _start: 标签；若不存在，默认从第 0 条指令开始。
• 算术指令（ADD/SUB 等）的源操作数只能是寄存器，立即数需先用 MOV 载入。
• 注释以分号 ; 开头。

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