# bitvm

**Repository Path**: daxnet/bitvm

## Basic Information

- **Project Name**: bitvm
- **Description**: 极简虚拟机模型
- **Primary Language**: C
- **License**: MIT
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-05-30
- **Last Updated**: 2025-06-11

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: 虚拟机

## README

# bitvm - 极简虚拟机模型

## 介绍
bitvm是一个学习型项目，目的是通过实现一个极为简单的虚拟机以及配套的程序编译器，帮助更好地理解计算机运行的基本流程和机理。项目使用C语言编程，采用cmake编译工具链，推荐在Linux下编译运行，或者在Windows下使用cygwin提供的工具链进行编译。

## bitvm虚拟机
bitvm虚拟机是一款8位虚拟机，它的基本配置如下：
- 内存：256个字节（非常少）
- CPU：以每秒大约60条指令的频率执行指令，所以主频是60Hz

目前bitvm只干一件事情：完成两个单字节数值的加法运算，并可以输出运算结果。

### 内存
内存只有256个字节，内存布局如下：
```
0x00 ~ 0xEF，240个字节，执行程序代码区
0xF0 ~ 0xFD，14个字节，预留区，暂未用到
0xFE ~ 0xFF，2个字节，保存可供输出的加法计算结果
```
bitvm采用小端字节序（Little-endian），因此，如果希望输出`0x3dfc`的值，则需将`0xfc`保存在内存地址为`0xFE`的内存单元，而将`0x3d`保存在内存地址为`0xFF`的内存单元。

### CPU
#### 寄存器
bitvm CPU提供两个寄存器：
- PC：程序计数器（Program Counter）
- A：算术累加器，1个字节

#### 指令集
CPU指令集如下：

| 指令 | 操作码 | 操作数 | 指令长度 | 说明 |
| ----- | ------ | ------ | ----- | ---- |
| CLA | 0x5a | （无） | 1 | 清除寄存器A中的数据（A=0） |
| STA | 0x5b | 1个字节 | 2 | 将操作数的数值保存到A寄存器 |
| ADD | 0x5c | 1个字节 | 2 | 将操作数的数值累加到A寄存器 |
| LDA | 0x5d | 1个字节 | 2 | 将A寄存器中的数值保存到内存中，内存地址由操作数决定 |
| OUT | 0x5e | （无） | 1 | 将保存在地址`0xfe`和`0xff`中的十六位数值输出到屏幕 |

举例：计算56 + 67的结果：

```asm
CLA
STA 56
ADD 67
LDA 0xfe
OUT
```

## 文件目录结构
```
./
|---- vm     # bitvm的虚拟机实现
|---- bitc   # bitvm汇编语言编译器
```

## 编译bitvm
```
$ git clone https://gitee.com/daxnet/bitvm
$ cd bitvm/src
$ mkdir build
$ cd build
$ cmake ..
$ make
```
bitvm虚拟机可执行程序为`vm/vm`