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ArduinoでBrainf*ck

昨日会社で骨董ものの逆ポーランド記法電卓をもらった。

逆ポーランド記法だと計算がスタックへのプッシュ/ポップを逐次行っていくだけで済むのでシンプルらしい。

 

それで何となくデジタル回路的なことなにかやりたいなあ、と思いつき、昨夜は何となく名著「CPUの創りかた」を眺めたりしていた。

C++でデジタル回路シミュレータを作ってCPUのエミュレーションしようかなあとか思って少しコードを書いてみたが、思ったよりも難しくて断念。回路のトポロジーの表現が難しい。出来なくはないと思うがかなり時間食いそうで今は難しい。

 

で、何かないかなあ、と考えていたら、以前C言語でBrainf*ckインタプリタ作ったなあと思い出した。以前の自分の記事を引用する。

 

”Brainf*ckにはたった8つの命令しかない。例えば'>'はポインタのインクリメント、'+'はポインタがさす値のインクリメントのような具合。あとはジャンプとか入出力がある。”

 

そういうことでかなりな低級言語。

これをArduinoで動かしてみよう!

まずは、シリアル通信を使って、コードをArduinoに送信すると、結果がシリアル通信で送られてくるものを作りたい。

コードは記事の最後。ほぼ以前作ったインタプリタの流用。

例えば

+++++++++[>++++++++>+++++++++++>+++++<<<-]>.>++.+++++++..+++.>-.------------.<++++++++.--------.+++.------.--------.>+.

はBrainf*ck版Hello worldだが、これを送信すれば

 

という感じに返ってきます。

案外簡単。

最終的にはシリアル通信を使わないオフラインBrainf*ckコンピュータを作りたいなあ。

入出力端子を制御する拡張命令を加えれば多少は役に立つ?

 

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600); 
}

void loop() 
{
  // put your main code here, to run repeatedly:
  static char cmd[256];
  static int n = 0;
  static int mode = 0;//0=input, 1=output
  //static int N = 100;
  static int ptr = 0;
  static char mem[256];
  for(int i=0;i<256;i++) mem[i] = 0;
  
 
  if(mode==0)
  { 
    char c = Serial.read();
    if(c=='¥n') mode = 1;
    else if(c!=-1) cmd[n++] = c;
    //Serial.print("Humidity: "); 
  }
  else if(mode==1)
  {
    Serial.print("¥n");
    Serial.print("code: ");
    for(int i=0; i<n; i++)
    {
      Serial.print(cmd[i]);
    }
    Serial.print("¥n");

   for(int i=0;i<n;i++)//命令を実行していく
    {
        //printf("%d¥n",i);
        switch(cmd[i])
        {
            case '>' :
                ptr++;
               break;
            case '<' :
                ptr--;
                break;
            case '+' :
                mem[ptr]++;
                break;
            case '-' :
                mem[ptr]--;
                break;
            case '.' :
               // putchar(mem[ptr]);
               //Serial.print(mem[ptr],DEC);
               Serial.print(mem[ptr]);
                break;
            case ',' :
                //mem[ptr] = getchar();
                //mem[ptr]
                break;
            case '[' :
                if(!mem[ptr])
                {
                    int n1 = 1;//[の個数
                    int n2 = 0;//]の個数
                    i++;
                    while(n1!=n2)//右に走査していき、[の個数=]の個数になったらbreak
                    {
                        if(cmd[i]==']') n2++;
                        else if(cmd[i]=='[') n1++;
                        i++;
                        
                    }
                    i--;
                }
                break;
            case ']' :
                if(mem[ptr])
                {
                    int n1 = 0;//[の個数
                    int n2 = 1;//]の個数
                    i--;
                    while(n1!=n2)//左に走査していき、[の個数=]の個数になったらbreak
                    {
                        if(cmd[i]==']') n2++;
                        else if(cmd[i]=='[') n1++;
                        i--;
                        
                    }
                    i += 2;
                    i--;
                }
                break;
        }
    }


    
    mode = 0;
    n = 0;
  }
 
 
  
}

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