Tabla de clasificación - JIT compilado (más bajo es mejor)

1. es1024 - 81.2 puntos (¡incluido un compilador que funciona!)
2. Kieth Randall - 116 puntos
3. Ell - 121 puntos

Tabla de clasificación - Interpretada (más bajo es mejor)

1. Martin Büttner - 706654 puntos (alrededor de 2 horas).
2. críptico - 30379 puntos (97 segundos)

Su misión, si elige aceptarla, es escribir el intérprete / VM de bytecode más pequeño posible. El VM / intérprete utiliza una pequeña arquitectura CISC (las operaciones pueden variar en tamaño), con el lenguaje que se especifica a continuación. Al finalizar, debe imprimir el valor de los 3 registros de la CPU para demostrar que se imprime la salida correcta (3,126,900,366).

Compilador

Si desea hacer sus propias pruebas, a continuación se publica un compilador. Siéntase libre de publicar sus exámenes con su respuesta.

window.compile=function(){var e=$("#text").val().toLowerCase().match(/[^\r\n]+/g);var t=[];for(var n=0;n<e.length;n++)compileLine(e[n],t);var r="";for(var n=0;n<t.length;n++)if(typeof t[n]=="string")r+="\n";else r+="0x"+t[n].toString(16)+" ";$("#compiledArray").val(r)};window.compileLine=function(e,t){var n=e.split(" ");if(n[0]=="load"){t.push(0);t.push(getInt(n[1]));t.pushArr(getInt(n[2]))}if(n[0]=="rload"){t.push(1);t.push(getInt(n[1]));t.push(getInt(n[1]))}if(n[0]=="push"){t.push(2);t.push(getInt(n[1]))}if(n[0]=="pop"){t.push(3);t.push(getInt(n[1]))}if(n[0]=="add"){t.push(4);t.push(getInt(n[1]));t.push(getInt(n[2]))}if(n[0]=="sub"){t.push(5);t.push(getInt(n[1]));t.push(getInt(n[2]))}if(n[0]=="mul"){t.push(6);t.push(getInt(n[1]));t.push(getInt(n[2]))}if(n[0]=="div"){t.push(7);t.push(getInt(n[1]));t.push(getInt(n[2]))}if(n[0]=="jmp"){t.push(8);t.pushArr(getInt(n[1]))}if(n[0]=="cmp"){t.push(9);t.push(getInt(n[1]));t.push(getInt(n[2]))}if(n[0]=="branchlt"){t.push(10);t.pushArr(getInt(n[1]))}if(n[0]=="brancheq"){t.push(11);t.pushArr(getInt(n[1]))}if(n[0]=="branchgt"){t.push(12);t.pushArr(getInt(n[1]))}if(n[0]=="branchne"){t.push(13);t.pushArr(getInt(n[1]))}t.push("NEW LINE")};window.getInt=function(e){if(e.trim().startsWith("<--"))return"COMMENT";if(e=="r0")return 0;if(e=="r1")return 1;if(e=="r2")return 2;if(e.startsWith("0x"))return parseInt(e,16);if(isNaN(parseInt(e)))alert(e);return getIntBytes(parseInt(e))};if(typeof String.prototype.startsWith!="function"){String.prototype.startsWith=function(e){return this.slice(0,e.length)==e}}Array.prototype.pushArr=function(e){this.push.apply(this,e)};window.getIntBytes=function(e){var t=[];var n=4;do{t[--n]=e&255;e=e>>8}while(n);return t}

<script src="https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/2.1.0/jquery.min.js"></script>
<textarea id="text" cols="40" rows="10"></textarea>
<br/>
<button onclick="compile()">Compile</button>
<br/>
<textarea id="compiledArray"  cols="40" rows="10" readonly></textarea>

Especificaciones "VM"

La VM tiene 3 registros integrales sin signo de 32 bits: R0, R1, R2. Se representan en hexadecimal como 0x00, 0x01 y 0x02.

Se deben admitir las siguientes operaciones:

El formato es [nombre] [... operandos ...], [código de operación hexadecimal] [... operandos repetidos ...]

• LOAD [registro] [valor de 4 bytes], 0x00 [registro] [valor de 4 bytes]
• PUSH [registro], 0x02 [registro]
• POP [registro], 0x03 [registro]
• ADD [registro, 1 byte] [registro, 1 byte], 0x04 [registro] [registro]
• SUB [registro, 1 byte] [registro, 1 byte], 0x05 [registro] [registro]
• MUL [registro, 1 byte] [registro, 1 byte], 0x06 [registro] [registro]
• DIV [registro, 1 byte] [registro, 1 byte], 0x07 [registro] [registro]
• JMP [línea de código, 4 bytes], 0x08 [número de línea de código de 4 bytes]
• CMP [registro, 1 byte] [registro, 1 byte], 0x09 [registro] [registro]
• BRANCHLT [línea de código, 4 bytes], 0x0a [número de línea de código de 4 bytes]

Algunas notas:

• Las operaciones matemáticas anteriores suman los valores de 2 registros, colocando la salida en el primer registro.
• CMP, el operador de comparación, debe comparar los valores de 2 registros y almacenar la salida en algún indicador interno (esto puede ser específico de la implementación) para uso futuro en instrucciones de bifurcación.
• Si se llama BRANCH antes que CMP, a menos que se llame BRANCHEQ, la "VM" no debe bifurcarse.
• PUSH / POP, como era de esperar, empuja o saca números de la pila.
• Los operadores Jump y Branch saltan a una operación específica (línea de código), no a una dirección binaria.
• Las operaciones de sucursal no hacen la comparación. Por el contrario, toman la salida de la última comparación para ejecutar.
• Los operadores Branch y Jump utilizan un sistema de indexación de número de línea basado en cero. (Por ejemplo, JMP 0 salta a la primera línea)
• Todas las operaciones deben realizarse en números sin signo que se desbordan a cero y no arrojan una excepción en un desbordamiento de enteros.
• La división por cero no está permitida y, como tal, el comportamiento del programa no está definido. Puedes (por ejemplo) ...
  • Bloquea el programa.
  • Finalice la ejecución de la VM y devuelva su estado actual.
  • Mostrar un mensaje "ERR: División por 0".
• La terminación del programa se define como cuando el puntero de instrucción llega al final del programa (se puede suponer un programa no vacío).

Salida La salida debe ser exactamente esto (nuevas líneas incluidas)

R0 3126900366
R1 0
R2 10000    

Puntos Los puntos se calculan según la siguiente fórmula:Number Of Characters * (Seconds Needed To Run / 2)

Para evitar diferencias de hardware que causen tiempos diferentes, cada prueba se ejecutará en mi computadora (i5-4210u, 8GB ram) en el servidor ubuntu o Windows 8, así que trate de no usar un tiempo de ejecución increíblemente exótico que solo se compila en un Dual G5 Mac Pro con exactamente 762.66 mb de RAM libre.

Si está utilizando un lenguaje / tiempo de ejecución especializado, publique un enlace a él.

• Para las partes interesadas, he publicado el código de prueba (escrito en C #) aquí: http://pastebin.com/WYCG5Uqu

Programa de prueba

La idea surgió de aquí , por lo que utilizaremos una versión algo modificada de su programa.

La salida correcta para el programa es: 3,126,900,366

Cía:

int s, i, j;
for (s = 0, i = 0; i < 10000; i++) {
    for (j = 0; j < 10000; j++)
        s += (i * j) / 3;
}

En el código: [R0 es representativo de s, R1 de j, R2 de i]

LOAD R0 0
LOAD R2 0 <--outer loop value
LOAD R1 0 <--inner loop value
     --Begin inner loop--
PUSH R1 <--push inner loop value to the stack
MUL R1 R2 <--(i*j)
PUSH R2
LOAD R2 3
DIV R1 R2 <-- / 3
POP R2
ADD R0 R1 <-- s+=
POP R1
PUSH R2 
LOAD R2 1
ADD R1 R2 <--j++
POP R2
PUSH R2
LOAD R2 10000
CMP R1 R2 <-- j < 10000
POP R2
BRANCHLT 3 <--Go back to beginning inner loop
--Drop To outer loop--
LOAD R1 1
ADD R2 R1 <--i++
LOAD R1 10000
CMP R2 R1 <-- i < 10000
LOAD R1 0 <--Reset inner loop
BRANCHLT 2

En binario / hexadecimal:

0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00
0x00 0x02 0x00 0x00 0x00 0x00
0x00 0x01 0x00 0x00 0x00 0x00
0x02 0x01
0x06 0x01 0x02
0x02 0x02
0x00 0x02 0x00 0x00 0x00 0x03
0x07 0x01 0x02
0x03 0x02
0x04 0x00 0x01
0x03 0x01
0x02 0x02
0x00 0x02 0x00 0x00 0x00 0x01
0x04 0x01 0x02
0x03 0x02
0x02 0x02
0x00 0x02 0x00 0x00 0x27 0x10
0x09 0x01 0x02
0x03 0x02
0x0a 0x00 0x00 0x00 0x03
0x00 0x01 0x00 0x00 0x00 0x01
0x04 0x02 0x01
0x00 0x01 0x00 0x00 0x27 0x10
0x09 0x02 0x01
0x00 0x01 0x00 0x00 0x00 0x00
0x0a 0x00 0x00 0x00 0x02

Puntos de bonificación (los efectos se aplican multiplicativamente) Por ejemplo, si califica para los tres, sería ((caracteres * 0.50) * 0.75) * 0.90

• Disminución del 50% si el intérprete es realmente un compilador JIT
• Disminución del 25% si aplica algún tipo de desenrollamiento de bucle / optimización significativa.
• 10% de disminución si extiende la VM con
  • BRANCHEQ [línea de código, 4 bytes] (Rama si es igual - código de operación 0x0b)
  • BRANCHGT [línea de código, 4 bytes] (Rama si es mayor que - opcode 0x0c)
  • BRANCHNE [línea de código, 4 bytes] (Rama si no es igual - código de operación 0x0d)
  • RLOAD [registro 1] [registro 2] (mueve el valor del registro 2 al registro 1 - código de operación 0x01).

No permitido

• Precompilar el caso de prueba en el programa está prohibido. Debe aceptar el código de bytes de STDIN o de un archivo (no importa cuál).
• Devolver la salida sin ejecutar el programa.
• Cualquier otra forma que se te ocurra para engañar al requisito de VM.

C, 752 (589 + 163 para definir banderas) * 0.5 (JIT) * 0.9 (extensiones) * (optimización 0.75) * (0.64 segundos / 2) = 81.216

C[S],J[S],i,j,k,y,c,X,Y,Z;char*R,a,b[9];main(x){R=mmap(0,S,6,34,-1,0);N=85;while(scanf("%c%s%*[ R]%d%*[ R]%d",&a,b,&x,&y)&&~getchar())a-=65,a-1?a-15?a-9?a?a-2?a-3?a-11?a-12?a-17?(N=41,v):(N=137,v):(N=137,u,N=247,g(H,4),N=139,u):(y?N=189+x,s(y):(N=51,g(G,G))):(N=137,u,N=247,g(H,6),N=139,u):(N=57,v,s(0xFC8A9F),--j):(N=1,v):(N=233,J[k++]=i,s(x)):b[1]-80?N=85+x:(N=93+x):(c=b[5],s(0x0F9EE78A),N=(c-69?c-71?c-76?1:8:11:0)+132,J[k++]=i,s(x)),C[++i]=j;U(E8,X)U(F0,Y)U(F8,Z)s(50013);i=j;while(k--)j=C[J[k]]+1,R[j-1]-233&&(j+=4),s(C[*(int*)(R+j)]-j-4);((int(*)())R)();printf("%u %u %u\n",X,Y,Z);}

Toma código (LOAD R0 , etc.), sin caracteres finales, espacio simple, sin líneas en blanco en el medio, sin comentarios, etc. Se requiere una nueva línea final.

Esto se convierte a 80386 bytecode y se ejecuta.

Carga 0en un registro se sustituye por xoring el registro con ella misma en lugar de moving0 en el registro, que es de tres bytes más corto en el código de bytes generada, y puede ser muy marginalmente más rápido.

Compilar con:

gcc -m32 -D"g(a,b)=(N=192|b<<3|a)"-D"s(b)=(*(int*)(R+j)=b,j+=4)"-DN=R[j++]-D"G=((x+1)|4)"
-D"H=((y+1)|4)"-DS=9999-D"u=g(0,G)"-D"v=g(G,H)"-D"U(b,c)=s(0xA3##b##89),--j,s(&c);"
bytecode.c -o bytecode

Se requiere un sistema operativo compatible con POSIX.

La entrada se lee desde STDIN (use ./bytecode < file para canalizar desde un archivo).

Código de bytes resultante para el programa de prueba:

; start
 0:   55                      push   %ebp
; LOAD R0 0
 1:   33 ed                   xor    %ebp,%ebp
; LOAD R2 0
 3:   33 ff                   xor    %edi,%edi
; LOAD R1 0
 5:   33 f6                   xor    %esi,%esi
; PUSH $1
 7:   56                      push   %esi
; MUL R1 R2
 8:   89 f0                   mov    %esi,%eax
 a:   f7 e7                   mul    %edi
 c:   8b f0                   mov    %eax,%esi
; PUSH R2
 e:   57                      push   %edi
; LOAD R2 3
 f:   bf 03 00 00 00          mov    $0x3,%edi
; DIV R1 R2
14:   89 f0                   mov    %esi,%eax
16:   f7 f7                   div    %edi
18:   8b f0                   mov    %eax,%esi
; POP R2
1a:   5f                      pop    %edi
; ADD R0 R1
1b:   01 f5                   add    %esi,%ebp
; POP R1
1d:   5e                      pop    %esi
; PUSH R2
1e:   57                      push   %edi
; LOAD R2 1
1f:   bf 01 00 00 00          mov    $0x1,%edi
; ADD R1 R2
24:   01 fe                   add    %edi,%esi
; POP R2
26:   5f                      pop    %edi
; PUSH R2
27:   57                      push   %edi
; LOAD R2 10000
28:   bf 10 27 00 00          mov    $0x2710,%ed
; CMP R1 R2
2d:   39 fe                   cmp    %edi,%esi
2f:   9f                      lahf
30:   8a fc                   mov    %ah,%bh
; POP R2
32:   5f                      pop    %edi
; BRANCHLT 3
33:   8a e7                   mov    %bh,%ah
35:   9e                      sahf
36:   0f 8c cb ff ff ff       jl     0x7
; LOAD R1 1
3c:   be 01 00 00 00          mov    $0x1,%esi
; ADD R2 R1
41:   01 f7                   add    %esi,%edi
; LOAD R1 10000
43:   be 10 27 00 00          mov    $0x2710,%es
; CMP R2 R1
48:   39 f7                   cmp    %esi,%edi
4a:   9f                      lahf
4b:   8a fc                   mov    %ah,%bh
; LOAD R1 0
4d:   33 f6                   xor    %esi,%esi
; BRANCHLT 2
4f:   8a e7                   mov    %bh,%ah
51:   9e                      sahf
52:   0f 8c ad ff ff ff       jl     0x5
; copy R0 to X
58:   89 e8                   mov    %ebp,%eax
5a:   a3 28 5b 42 00          mov    %eax,0x425b
; copy R1 to Y
5f:   89 f0                   mov    %esi,%eax
61:   a3 38 55 44 00          mov    %eax,0x4455
; copy R2 to Z
66:   89 f8                   mov    %edi,%eax
68:   a3 40 55 44 00          mov    %eax,0x4455
; exit
6d:   5d                      pop    %ebp
6e:   c3                      ret

Sin golf:

C[9999],J[9999],i,j,k,y,c,X,Y,Z;
char *R,a,b[9];
main(x){
    // 6 is PROC_WRITE|PROC_EXEC
    // 34 is MAP_ANON|MAP_PRIVATE
    R=mmap(0,'~~',6,34,-1,0);

    N=0x55;
    while(scanf("%c%s%*[ R]%d%*[ R]%d",&a,b,&x,&y)&&~getchar())
        a-=65,
        a-1? // B[RANCH**]
            a-15? // P[USH/OP]
                a-9? // J[MP]
                    a? // A[DD]
                        a-2? // C[MP]
                            a-3? // D[IV]
                                a-11? // L[OAD]
                                    a-12? // M[UL]
                                        a-17? // R[LOAD]
                                            // SUB
                                            (N=0x29,g(G,H))
                                        :(N=0x89,g(G,H))
                                    :(N=0x89,g(0,G),N=0xF7,g(H,4),N=0x8B,g(0,G))
                                :(y?N=0xBD+x,s(y):(N=0x33,g(G,G)))
                            :(N=0x89,g(0,G),N=0xF7,g(H,6),N=0x8B,g(0,G))
                        :(N=0x39,g(G,H),s(0xfc8a9f),--j)
                    :(N=0x1,g(G,H))
                :(N=0xE9,J[k++]=i,s(x))
            :b[1]-80? 
                N=0x55+x // PUSH
            :(N=0x5D+x) // POP
        :(c=b[5],s(0x0f9ee78a),N=(
        c-69? // EQ
            c-71? // GT
                c-76? // LT
                    1 // NE
                :8
            :11
        :0
        )+0x84,J[k++]=i,s(x)),
        C[++i]=j
        ;
    // transfer registers to X,Y,Z
    s(0xA3E889),--j,s(&X);
    s(0xA3F089),--j,s(&Y);
    s(0xA3F889),--j,s(&Z);

    // pop and ret
    s(0xC35D);

    i=j;
    // fix distances for jmp/branch**
    while(k--)
        j=C[J[k]]+1,R[j-1]-0xE9&&(j+=4),
        s(C[*(int*)(R+j)]-j-4);

    // call
    ((int(*)())R)();

    // output
    printf("%u %u %u\n",X,Y,Z);
}

C, Puntuación = 854 _bytes × (~ 0.8 _segundos / 2) × 0.5 [JIT] × 0.9 [Extensiones] = ~ 154 _{bytes segundos}

#define G getchar()
#define L for(i=0;i<3;++i)
#define N*(int*)
#define M(x)"P\x8a\xe7\x9e\xf"#x"    KL"
*T[1<<20],**t=T,*F[1<<20],**f=F,R[3],r[]={1,6,7};char*I[]={"L\xb8    GGJH","I\x8b\xc0HHGH","H\x50GG","H\x58GG","I\3\xc0HHGH","I\53\xc0HHGH","M\x8b\xc0\xf7\xe0\x8b\xc0IHLGJ","O\63\xd2\x8b\xc0\xf7\xf0\x8b\xc0IJNGL","L\xe9    KH","L\73\xc0\x9f\x8a\xfcHHGH",M(\x82),M(\x84),M(\x87),M(\x85)},C[1<<24],*c=C;main(i,o,l,g){N c=0xb7ec8b60;c[4]=70;c+=5;while((o=G)>=0){char*s=I[o];l=*s-'G';memcpy(c,s+1,l);for(s+=l+1;o=*s++;){o-='G';if(o<3){g=r[G];c[*s++-'G']|=g<<3*(o&1);if(o>1)c[*s++-'G']|=g<<3;}else{if(o>3)*f++=c+*s-'G';for(i=4;i;--i)c[*s-'G'+i-1]=G;++s;}}*t++=c;c+=l;}*t=c;while(f>F)--f,**f=(int)T[**f]-(int)*f-4;L N&c[7*i]=0x5893e|r[i]<<19,N&c[3+7*i]=R+i;N&c[21]=0xc361e58b;mprotect((int)C>>12<<12,1<<24,7);((void(*)())C)();L printf("R%d %u\n",i,R[i]);}

Compile con gcc vm.c -ovm -m32 -wun SO compatible con POSIX x86.
Ejecutar con ./vm < program, donde programes un archivo de programa binario.

A por la velocidad. El programa realiza una traducción bastante directa del programa de entrada al código de máquina x86 y permite que la CPU haga el resto.

Por ejemplo, aquí está la traducción del programa de prueba. ecx, esiy edicorresponden a R0, R1y R2, respectivamente; bhsostiene las banderas de estado; eaxy edxson registros de cero; la pila de llamadas corresponde a la pila de la VM:

# Prologue
     0:   60                      pusha
     1:   8b ec                   mov    ebp,esp
     3:   b7 46                   mov    bh,0x46
# LOAD R0 0
     5:   b9 00 00 00 00          mov    ecx,0x0
# LOAD R2 0 <--outer loop value
     a:   bf 00 00 00 00          mov    edi,0x0
# LOAD R1 0 <--inner loop value
     f:   be 00 00 00 00          mov    esi,0x0
#      --Begin inner loop--
# PUSH R1 <--push inner loop value to the stack
    14:   56                      push   esi
# MUL R1 R2 <--(i*j)
    15:   8b c6                   mov    eax,esi
    15:   f7 e7                   mul    edi
    19:   8b f0                   mov    esi,eax
# PUSH R2
    1b:   57                      push   edi
# LOAD R2 3
    1c:   bf 03 00 00 00          mov    edi,0x3
# DIV R1 R2 <-- / 3
    21:   33 d2                   xor    edx,edx
    23:   8b c6                   mov    eax,esi
    25:   f7 f7                   div    edi
    27:   8b f0                   mov    esi,eax
# POP R2
    29:   5f                      pop    edi
# ADD R0 R1 <-- s+=
    2a:   03 ce                   add    ecx,esi
# POP R1
    2c:   5e                      pop    esi
# PUSH R2
    2d:   57                      push   edi
# LOAD R2 1
    2e:   bf 01 00 00 00          mov    edi,0x1
# ADD R1 R2 <--j++
    33:   03 f7                   add    esi,edi
# POP R2
    35:   5f                      pop    edi
# PUSH R2
    36:   57                      push   edi
# LOAD R2 10000
    37:   bf 10 27 00 00          mov    edi,0x2710
# CMP R1 R2 <-- j < 10000
    3c:   3b f7                   cmp    esi,edi
    3e:   9f                      lahf
    3f:   8a fc                   mov    bh,ah
# POP R2
    41:   5f                      pop    edi
# BRANCHLT 4 <--Go back to beginning inner loop
    42:   8a e7                   mov    ah,bh
    44:   9e                      sahf
    45:   0f 82 c9 ff ff ff       jb     0x14
# --Drop To outer loop--
# LOAD R1 1
    4b:   be 01 00 00 00          mov    esi,0x1
# ADD R2 R1 <--i++
    50:   03 fe                   add    edi,esi
# LOAD R1 10000
    52:   be 10 27 00 00          mov    esi,0x2710
# CMP R2 R1 <-- i < 10000
    57:   3b fe                   cmp    edi,esi
    59:   9f                      lahf
    5a:   8a fc                   mov    bh,ah
# LOAD R1 0 <--Reset inner loop
    5c:   be 00 00 00 00          mov    esi,0x0
# BRANCHLT 3
    61:   8a e7                   mov    ah,bh
    63:   9e                      sahf
    64:   0f 82 a5 ff ff ff       jb     0xf
# Epilogue
    6a:   3e 89 0d 60 ac 04 09    mov    DWORD PTR ds:0x904ac60,ecx
    71:   3e 89 35 64 ac 04 09    mov    DWORD PTR ds:0x904ac64,esi
    78:   3e 89 3d 68 ac 04 09    mov    DWORD PTR ds:0x904ac68,edi
    7f:   8b e5                   mov    esp,ebp
    81:   61                      popa
    82:   c3                      ret

Sin golf

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>

#define MAX_INST_COUNT (1 << 20)
#define MAX_CODE_SIZE (8 * MAX_INST_COUNT)
#define PAGE_SIZE (1 << 12)

uintptr_t *targets[MAX_INST_COUNT], **targets_ptr = targets;
int32_t *fixups[MAX_INST_COUNT], **fixups_ptr = fixups;
char code[MAX_CODE_SIZE], *code_ptr = code;
uint32_t R[3];

const char* inst_defs[] = {
    /* LOAD     */ "\5\xb8    \1\0\4\1",
    /* RLOAD    */ "\2\x8b\xc0\2\1\1\1",
    /* PUSH     */ "\1\x50\1\0",
    /* POP      */ "\1\x58\1\0",
    /* ADD      */ "\2\x03\xc0\2\1\1\1",
    /* SUB      */ "\2\x2b\xc0\2\1\1\1",
    /* MUL      */ "\6\x8b\xc0\xf7\xe0\x8b\xc0\3\1\5\1\3",
    /* DIV      */ "\x8\x33\xd2\x8b\xc0\xf7\xf0\x8b\xc0\3\3\7\1\5",
    /* JMP      */ "\5\xe9    \5\1",
    /* CMP      */ "\5\x3b\xc0\x9f\x8a\xfc\2\1\1\1",
    /* BRANCHLT */ "\x9\x8a\xe7\x9e\x0f\x82    \5\5",
    /* BRANCHEQ */ "\x9\x8a\xe7\x9e\x0f\x84    \5\5",
    /* BRANCHGT */ "\x9\x8a\xe7\x9e\x0f\x87    \5\5",
    /* BRANCHNE */ "\x9\x8a\xe7\x9e\x0f\x85    \5\5"
};

int main() {
    int i;

    {
        const char prologue[] =
            /* PUSHAD       */ "\x60"
            /* MOV EBP, ESP */ "\x8b\xec"
            /* MOV BH, 46h  */ "\xb7\x46"
        ;
        memcpy(code_ptr, prologue, sizeof(prologue) - 1);
        code_ptr += sizeof(prologue) - 1;
    }

    {
        const char reg[] = {1, 6, 7};
        char r;
        int op;
        while ((op = getchar()) != EOF) {
            const char* def = inst_defs[op];
            int len = def[0];
            memcpy(code_ptr, def + 1, len);
            for (def += len + 1; *def; ) {
                switch (*def++) {
                    case 1: code_ptr[*def++] |= reg[getchar()]; break;
                    case 2: code_ptr[*def++] |= reg[getchar()] << 3; break;
                    case 3:
                        r = reg[getchar()];
                        code_ptr[*def++] |= r; code_ptr[*def++] |= r << 3;
                        break;
                    case 5: *fixups_ptr = code_ptr + *def; ++fixups_ptr;
                    case 4:
                        for (i = 4; i; --i) code_ptr[*def + i - 1] = getchar();
                        ++def;
                        break;
                }
            }
            *targets_ptr = code_ptr; ++targets_ptr;
            code_ptr += len;
        }
        *targets_ptr = code_ptr; ++targets_ptr;

        while (fixups_ptr != fixups) {
            --fixups_ptr;
            **fixups_ptr = (char*)targets[**fixups_ptr] - (char*)*fixups_ptr - 4;
        }
    }

    {
        const char epilogue[] =
            /* MOV R[0], ECX */ "\x3e\x89\x0d    "
            /* MOV R[1], ESI */ "\x3e\x89\x35    "
            /* MOV R[2], EDI */ "\x3e\x89\x3d    "
            /* MOV ESP, EBP  */ "\x8b\xe5"
            /* POPAD         */ "\x61"
            /* RET           */ "\xc3"
        ;
        memcpy(code_ptr, epilogue, sizeof(epilogue) - 1);
        for (i = 0; i < 3; ++i) *(uintptr_t*)&code_ptr[3 + 7 * i] = &R[i];
        code_ptr += sizeof(epilogue) - 1;
    }

    mprotect(
        (uintptr_t)code / PAGE_SIZE * PAGE_SIZE, MAX_CODE_SIZE,
        PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC
    );
    { void (*program)(void) = code; program(); }
    for (i = 0; i < 3; ++i) printf("R%d %u\n", i, R[i]);

    return 0;
}

CJAM, 222 187 185 bytes * (demasiado lento / 2)

Solo quería ver qué tan corto puedo obtener un bytecode VM escribiéndolo en CJam. Menos de 200 bytes parece bastante decente. Sin embargo, es muy lento, porque CJam en sí mismo se interpreta. Lleva años ejecutar el programa de prueba.

304402480 6b:P;q:iD-);{(_P=@/(\L*@@+\}h;]:P;TTT]:R;{_Rf=~}:Q;{4G#%R@0=@t:R;}:O;{TP=("R\(\GG*bt:R;  ~R= R\~@t:R; Q+O Q4G#+-O Q*O Q/O ~(:T; Rf=~-:U; GG*bU0<{(:T}*;"S/=~T):TP,<}g3,{'R\_S\R=N}/

Para ejecutarlo, descargue el intérprete de Java en este enlace de sourceforge , guarde el código vm.cjamy ejecútelo con

java -jar cjam-0.6.2.jar vm.cjam

El programa espera el bytecode en STDIN. No he encontrado una manera todavía datos binarios tubo en un programa, sin PowerShell añadir un salto de línea de arrastre y convertir 0x0aa 0x0d 0x0a, que es realmente molesto. El código incluye 4 bytes para arreglar eso (D-); ), que no he incluido en el recuento total, porque no es algo que el programa deba hacer si realmente recibió el bytecode en STDIN, en lugar de alguna versión extrañamente codificada de este. . Si alguien conoce una solución para eso, hágamelo saber.

Ligeramente incólume:

304402480 6b:P; "Create lookup table for instruction sizes. Store in P.";
q:i             "Read program and convert bytes to integers.";
D-);            "Remove spurious carriage returns. This shouldn't be necessary.";
{(_P=@/(\L*@@+\}h;]:P; "Split into instructions. Store in P.";
"We'll use T for the instruction pointer as it's initialised to 0.";
"Likewise, we'll use U for the CMP flag.";
TTT]:R; "Store [0 0 0] in R for the registers.";
{_Rf=~}:Q; "Register lookup block.";
{4G#%R@0=@t:R;}:O; "Save in register block.";
{TP=("R\(\GG*bt:R;

~R=
R\~@t:R;
Q+O
Q4G#+-O
Q*O
Q/O
~(:T;
Rf=~-:U;
GG*bU0<{(:T}*;"N/=~T):TP,<}g "Run program.";
3,{'R\_S\R=N}/

Agregaré una explicación adecuada mañana.

En resumen, estoy almacenando todos los registros, el puntero de instrucciones y el indicador de comparación en variables, para que pueda mantener la pila de CJam libre para usar como pila de VM.

python / c ++, puntaje = 56.66

1435 caracteres * .234 / 2 segundos * .5 [JIT] * .75 [Optimización] * .90 [Instrucciones adicionales]

Compila el programa de entrada en c ++, ejecuta gcc en él y luego ejecuta el resultado. La mayor parte del tiempo se gasta dentro de gcc.

La optimización que hago es reducir las operaciones de pila a variables explícitas si se permite semánticamente. Ayuda mucho, aproximadamente 10 veces mejor tiempo de ejecución del código compilado (aproximadamente 0,056 segundos para ejecutar realmente el binario resultante). No estoy seguro de lo que está haciendo gcc que te da esa mejora, pero es bueno.

import sys,os
x=map(ord,sys.stdin.read())
w=lambda x:(x[0]<<24)+(x[1]<<16)+(x[2]<<8)+x[3]
I=[]
while x:
 if x[0]==0:f='r%d=%d'%(x[1],w(x[2:]));n=6
 if x[0]==1:f='r%d=r%d'%(x[1],x[2]);n=3
 if x[0]==2:f='P%d'%x[1];n=2
 if x[0]==3:f='O%d'%x[1];n=2
 if x[0]==4:f='r%d=r%d+r%d'%(x[1],x[1],x[2]);n=3
 if x[0]==5:f='r%d=r%d-r%d'%(x[1],x[1],x[2]);n=3
 if x[0]==6:f='r%d=r%d*r%d'%(x[1],x[1],x[2]);n=3
 if x[0]==7:f='r%d=r%d/r%d'%(x[1],x[1],x[2]);n=3
 if x[0]==8:f='goto L%d'%w(x[1:]);n=5
 if x[0]==9:f='a=r%d;b=r%d'%(x[1],x[2]);n=3
 if x[0]==10:f='if(a<b)goto L%d'%w(x[1:]);n=5
 if x[0]==11:f='if(a==b)goto L%d'%w(x[1:]);n=5
 if x[0]==12:f='if(a>b)goto L%d'%w(x[1:]);n=5
 if x[0]==13:f='if(a!=b)goto L%d'%w(x[1:]);n=5
 I+=[f];x=x[n:]
D=[]
d=0
for f in I:D+=[d];d+='P'==f[0];d-='O'==f[0]
J=[]
if all(d==D[int(f[f.find('L')+1:])]for f,d in zip(I,D)if f[0]in'gi'):
 H='uint32_t '+','.join('s%d'%i for i in range(max(D)))+';'
 for f,d in zip(I,D):
  if f[0]=='P':f='s%d=r'%d+f[1:]
  if f[0]=='O':f='r'+f[1:]+'=s%d'%(d-1)
  J+=[f]
else:
 H='std::vector<uint32_t>s;'
 for f,d in zip(I,D):
  if f[0]=='P':f='s.push_back(r'+f[1:]+')'
  if f[0]=='O':f='r'+f[1:]+'=s.back();s.pop_back()'
  J+=[f]
P='#include<vector>\n#include<cstdint>\nuint32_t r0,r1,r2,a,b;'+H+'int main(){'
for i,f in enumerate(J):P+='L%d:'%i+f+';'
P+=r'printf("R0 %u\nR1 %u\nR2 %u\n",r0,r1,r2);}'
c=open("t.cc", "w")
c.write(P)
c.close()
os.system("g++ -O1 t.cc")
os.system("./a.out")

Ciertamente se podría jugar un poco más.

Lua 5.2 (o LuaJIT), 740 bytes

Primer intento, solo mínimamente golf. Esta versión funciona (al menos en el programa de prueba) e implementa los códigos de operación adicionales, pero no cumple con el requisito matemático sin firmar y no es particularmente rápido. Sin embargo, como beneficio adicional, es una máquina virtual que se ejecuta en una máquina virtual, y está escrita de tal manera que se puede interpretar (ejecutar con PUC-Lua) o una especie de JIT (ejecutar con LuaJIT; aún se interpreta, pero el intérprete ahora es JITADO).

EDITAR: Golf mejor, aún grande.

EDITAR: se corrigió un error importante y ahora restringe la aritmética al unsigned longrango. Sin embargo, de alguna manera logró evitar que el tamaño se saliera de control, pero aún así da la respuesta incorrecta.

EDITAR: Resulta que el resultado fue correcto pero la salida no. Cambió a imprimir con en %ulugar de %dy todo está bien. También cambió los registros basados ​​en tablas para variables para mejorar el tamaño y la velocidad.

EDITAR: Utilizando la gotodeclaración de Lua 5.2 (también disponible en LuaJIT), he reemplazado el intérprete con "JIT-to-Lua", generando código que es ejecutado directamente por la propia máquina virtual de Lua. No estoy seguro de si esto realmente cuenta como JIT, pero mejora la velocidad.

U,S,P,F=table.unpack,table.insert,table.remove,math.floor X,r0,r1,r2,p,m,s=2^32,0,0,0,1,0,{}C={{'r%u=%u',1,4},{'r%u=r%u',1,1},{'S(s,r%u)',1},{'r%u=P(s)',1},{'r%u=(r%u+r%u)%%X',1,0,1},{'r%u=(r%u-r%u)%%X',1,0,1},{'r%u=(r%u*r%u)%%X',1,0,1},{'r%u=F(r%u/r%u)%%X',1,0,1},{'goto L%u',4},{'m=r%u-r%u',1,1},{'if m<0 then goto L%u end',4},{'if m==0 then goto L%u end',4},{'if m>0 then goto L%u end',4},{'if m~=0 then goto L%u end',4}}t={io.open(arg[1],'rb'):read('*a'):byte(1,-1)}i,n,r=1,0,{}while i<=#t do c,i,x,a=C[t[i]+1],i+1,0,{}for j=2,#c do y=c[j]if y>0 then x=0 for k=1,y do i,x=i+1,x*256+t[i]end end S(a,x)end S(r,('::L%d::'):format(n))n=n+1 S(r,c[1]:format(U(a)))end load(table.concat(r,' '))()print(('R0 %u\nR1 %u\nR2 %u'):format(r0,r1,r2))

Aquí está la versión original y legible.

U,S,P,F=table.unpack,table.insert,table.remove,math.floor

X,r0,r1,r2,p,m,s=2^32,0,0,0,1,0,{}

C={
    {'r%u=%u',1,4},
    {'r%u=r%u',1,1},
    {'S(s,r%u)',1},
    {'r%u=P(s)',1},
    {'r%u=(r%u+r%u)%%X',1,0,1},
    {'r%u=(r%u-r%u)%%X',1,0,1},
    {'r%u=(r%u*r%u)%%X',1,0,1},
    {'r%u=F(r%u/r%u)%%X',1,0,1},
    {'goto L%u',4},
    {'m=r%u-r%u',1,1},
    {'if m<0 then goto L%u end',4},
    {'if m==0 then goto L%u end',4},
    {'if m>0 then goto L%u end',4},
    {'if m~=0 then goto L%u end',4},
}

t={io.open(arg[1],'rb'):read('*a'):byte(1,-1)}
i,n,r=1,0,{}
while i<=#t do
    c,i,x,a=C[t[i]+1],i+1,0,{}
    for j=2,#c do
        y=c[j]
        if y>0 then
            x=0 
            for k=1,y do 
                i,x=i+1,x*256+t[i]
            end 
        end
        S(a,x)
    end
    S(r,('::L%d::'):format(n)) 
    n=n+1
    S(r,c[1]:format(U(a)))
end
load(table.concat(r,' '))()
print(('R0 %u\nR1 %u\nR2 %u'):format(r0,r1,r2))

C#

1505 1475 bytes

Esta es mi versión del intérprete, escrito en C # podría optimizarse / jugar más, creo, pero realmente no sé dónde;)

versión de golf:

using System;using System.Collections.Generic;using System.IO;using System.Linq;class M{static void Main(string[]a){if(a.Length==1&&File.Exists(a[0])){B.E(B.P(File.ReadAllLines(a[0])));Console.WriteLine(B.O);}}}class B{public enum I{L=0x00,P=0x02,Q=0x03,A=0x04,S=0x05,M=0x06,D=0x07,J=0x08,C=0x09,BL=0x0a,BE=0x0b,BG=0x0c,BN=0x0d}public enum R{A,B,C}enum C{N,L,E,G}public static Dictionary<R,uint>r=new Dictionary<R,uint>{{R.A,0},{R.B,0},{R.C,0}};public static Stack<uint>s=new Stack<uint>();static C c=C.N;public static string O{get{return string.Format("R0 {0}\nR1 {1}\nR2 {2}",r[R.A],r[R.B],r[R.C]);}}public static void E(byte[][]l){for(uint i=0;i<l.Length;i++){var q=l[i];switch((I)q[0]){case I.L:r[(R)q[1]]=U(q,2);break;case I.P:r[(R)q[1]]=s.Pop();break;case I.Q:s.Push(r[(R)q[1]]);r[(R)q[1]]=0;break;case I.A:s.Push(r[(R)q[1]]+r[(R)q[2]]);break;case I.S:s.Push(r[(R)q[1]]-r[(R)q[2]]);break;case I.M:s.Push(r[(R)q[1]]*r[(R)q[2]]);break;case I.D:s.Push(r[(R)q[1]]/r[(R)q[2]]);break;case I.J:i=U(q,1)-1;break;case I.C:{uint x=r[(R)q[1]],y=r[(R)q[2]];c=x<y?C.L:x>y?C.G:C.E;}break;case I.BL:if(c==C.L)i=U(q,1)-1;break;case I.BG:if(c==C.G)i=U(q,1)-1;break;case I.BE:if(c==C.E)i=U(q,1)-1;break;case I.BN:if(c!=C.E)i=U(q,1)-1;break;}}}public static byte[][]P(string[]c){return c.Where(l=>!l.StartsWith("#")).Select(r=>r.Split(' ').Where(b=>b.Length>0).Select(b=>Convert.ToByte(b,16)).ToArray()).Where(l=>l.Length>0).ToArray();}static uint U(byte[]b,int i){return(uint)(b[i]<<24|b[i+1]<<16|b[i+2]<<8|b[i+3]);}}

editar

eliminado algunos innecesarios publicy privatemodificadores:

using System;using System.Collections.Generic;using System.IO;using System.Linq;class M{static void Main(string[]a){if(a.Length==1&&File.Exists(a[0])){B.E(B.P(File.ReadAllLines(a[0])));Console.Write(B.O);}}}class B{enum I{L=0x00,P=0x02,Q=0x03,A=0x04,S=0x05,M=0x06,D=0x07,J=0x08,C=0x09,BL=0x0a,BE=0x0b,BG=0x0c,BN=0x0d}enum R{A,B,C}enum C{N,L,E,G}static Dictionary<R,uint>r=new Dictionary<R,uint>{{R.A,0},{R.B,0},{R.C,0}};static Stack<uint>s=new Stack<uint>();static C c=C.N;public static string O{get{return string.Format("R0 {0}\nR1 {1}\nR2 {2}\n",r[R.A],r[R.B],r[R.C]);}}public static void E(byte[][]l){for(uint i=0;i<l.Length;i++){var q=l[i];switch((I)q[0]){case I.L:r[(R)q[1]]=U(q,2);break;case I.P:r[(R)q[1]]=s.Pop();break;case I.Q:s.Push(r[(R)q[1]]);r[(R)q[1]]=0;break;case I.A:s.Push(r[(R)q[1]]+r[(R)q[2]]);break;case I.S:s.Push(r[(R)q[1]]-r[(R)q[2]]);break;case I.M:s.Push(r[(R)q[1]]*r[(R)q[2]]);break;case I.D:s.Push(r[(R)q[1]]/r[(R)q[2]]);break;case I.J:i=U(q,1)-1;break;case I.C:{uint x=r[(R)q[1]],y=r[(R)q[2]];c=x<y?C.L:x>y?C.G:C.E;}break;case I.BL:if(c==C.L)i=U(q,1)-1;break;case I.BG:if(c==C.G)i=U(q,1)-1;break;case I.BE:if(c==C.E)i=U(q,1)-1;break;case I.BN:if(c!=C.E)i=U(q,1)-1;break;}}}public static byte[][]P(string[]c){return c.Where(l=>!l.StartsWith("#")).Select(r=>r.Split(' ').Where(b=>b.Length>0).Select(b=>Convert.ToByte(b,16)).ToArray()).Where(l=>l.Length>0).ToArray();}static uint U(byte[]b,int i){return(uint)(b[i]<<24|b[i+1]<<16|b[i+2]<<8|b[i+3]);}}

llámalo con executable.exe filenamedónde filenameestá el archivo que contiene el código a interpretar

Mi "programa de prueba":

# LOAD R0 5
# CMP R0 R1
# BRANCHEQ 13
# LOAD R1 1
# LOAD R2 1
# CMP R0 R2
# MUL R1 R2
# LOAD R1 1
# ADD R2 R1
# PUSH R2
# PUSH R1 
# BRANCHEQ 13
# JMP 5
# POP R2
# POP R0
# POP R1
# PUSH R0

0x0 0x0 0x0 0x0 0x0 0x5
0x9 0x0 0x1 
0xb 0x0 0x0 0x0 0xd 
0x0 0x1 0x0 0x0 0x0 0x1 
0x0 0x2 0x0 0x0 0x0 0x1 
0x9 0x0 0x2 
0x6 0x1 0x2 
0x0 0x1 0x0 0x0 0x0 0x1 
0x4 0x2 0x1 
0x2 0x2 
0x2 0x1 
0xb 0x0 0x0 0x0 0xd 
0x8 0x0 0x0 0x0 0x5 
0x3 0x2 
0x3 0x0 
0x3 0x1 
0x2 0x0 

Intérprete sin golfista con nombres más largos variables, clases, ...

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        if (args.Length == 1 && File.Exists(args[0]))
        {
            var code = ByteCodeInterpreter.ParseCode(File.ReadAllLines(args[0]));
            ByteCodeInterpreter.Execute(code);
            Console.WriteLine(ByteCodeInterpreter.Output);
        }
    }
}

public static class ByteCodeInterpreter
{
    public enum Instruction : byte
    {
        LOAD = 0x00,
        PUSH = 0x02,
        POP = 0x03,
        ADD = 0x04,
        SUB = 0x05,
        MUL = 0x06,
        DIV = 0x07,
        JMP = 0x08,
        CMP = 0x09,
        BRANCHLT = 0x0a,
        BRANCHEQ = 0x0b,
        BRANCHGT = 0x0c,
        BRANCHNE = 0x0d
    }

    public enum Register : byte
    {
        R0 = 0x00,
        R1 = 0x01,
        R2 = 0x02
    }

    private enum CompareFlag : byte
    {
        NONE = 0x00,
        LT = 0x01,
        EQ = 0x02,
        GT = 0x03,
    }

    public static readonly Dictionary<Register, uint> register = new Dictionary<Register, uint>
    {
        {Register.R0, 0},
        {Register.R1, 0},
        {Register.R2, 0}
    };

    public static readonly Stack<uint> stack = new Stack<uint>();
    private static CompareFlag compareFlag = CompareFlag.NONE;

    public static string Output
    {
        get
        {
            return string.Format("R0 {0}\nR1 {1}\nR2 {2}", register[Register.R0], register[Register.R1],
                register[Register.R2]);
        }
    }

    public static void Execute(byte[][] lines)
    {
        for (uint i = 0; i < lines.Length; i++)
        {
            var line = lines[i];
            switch ((Instruction)line[0])
            {
                case Instruction.LOAD:
                    register[(Register)line[1]] = GetUint(line, 2);
                    break;
                case Instruction.PUSH:
                    register[(Register)line[1]] = stack.Pop();
                    break;
                case Instruction.POP:
                    stack.Push(register[(Register)line[1]]);
                    register[(Register)line[1]] = 0;
                    break;
                case Instruction.ADD:
                    stack.Push(register[(Register)line[1]] + register[(Register)line[2]]);
                    break;
                case Instruction.SUB:
                    stack.Push(register[(Register)line[1]] - register[(Register)line[2]]);
                    break;
                case Instruction.MUL:
                    stack.Push(register[(Register)line[1]] * register[(Register)line[2]]);
                    break;
                case Instruction.DIV:
                    stack.Push(register[(Register)line[1]] / register[(Register)line[2]]);
                    break;
                case Instruction.JMP:
                    i = GetUint(line, 1) - 1;
                    break;
                case Instruction.CMP:
                    {
                        uint v0 = register[(Register)line[1]], v1 = register[(Register)line[2]];
                        if (v0 < v1)
                            compareFlag = CompareFlag.LT;
                        else if (v0 > v1)
                            compareFlag = CompareFlag.GT;
                        else
                            compareFlag = CompareFlag.EQ;
                    }
                    break;
                case Instruction.BRANCHLT:
                    if (compareFlag == CompareFlag.LT)
                        i = GetUint(line, 1) - 1;
                    break;
                case Instruction.BRANCHGT:
                    if (compareFlag == CompareFlag.GT)
                        i = GetUint(line, 1) - 1;
                    break;
                case Instruction.BRANCHEQ:
                    if (compareFlag == CompareFlag.EQ)
                        i = GetUint(line, 1) - 1;
                    break;
                case Instruction.BRANCHNE:
                    if (compareFlag != CompareFlag.EQ)
                        i = GetUint(line, 1) - 1;
                    break;
            }
        }
    }

    public static byte[][] ParseCode(string[] code)
    {
        return
            code.Where(line => !line.StartsWith("#"))
                .Select(line => line.Split(' ').Where(b => b.Length > 0).Select(b => Convert.ToByte(b, 16)).ToArray())
                .Where(line => line.Length > 0)
                .ToArray();
    }

    private static uint GetUint(byte[] bytes, int index)
    {
        return (uint)(bytes[index] << 24 | bytes[index + 1] << 16 | bytes[index + 2] << 8 | bytes[index + 3]);
    }
}