# КВС  Ассемблер с русским синтаксисом для x86-64

**КВС** — это экспериментальный ассемблер для архитектуры x86-64, полностью использующий **русскую лексику** для мнемоник инструкций, имён регистров и директив. Проект носит образовательный характер и демонстрирует принципы работы ассемблера, построения ELF-файлов и трансляции высокоуровневых концепций в машинный код.

## 📋 Оглавление

- [Особенности](#-особенности)
- [Архитектура](#-архитектура)
- [Установка](#-установка)
- [Быстрый старт](#-быстрый-старт)
- [Синтаксис](#-синтаксис)
- [Система команд](#-система-команд)
- [Регистры](#-регистры-процессора)
- [Директивы](#-директивы-ассемблера)
- [Примеры программ](#-примеры-программ)
- [Отладка](#-отладка-и-проверка)
- [Ограничения](#-ограничения)
- [План развития](#-план-развития)
- [Лицензия](#-лицензия)

## ✨ Особенности

- **Полностью русский синтаксис** — все инструкции, регистры и директивы на кириллице
- **Генерация исполняемых ELF-файлов** — 64-битные ELF для Linux, готовые к запуску
- **Двухпроходная сборка** — традиционная схема с разрешением меток
- **Поддержка секций** — разделение на `.текст` (код) и `.данные` (данные)
- **Абсолютная адресация памяти** — чтение и запись по меткам `[переменная]` и абсолютным адресам `[0x402000]` с RIP-relative кодированием
- **CSV-логирование** — детальный файл с соответствием адресов, байтов и исходных команд
- **Более 50 инструкций** — полный набор основных команд x86-64
- **Минимализм зависимостей** — только стандартная библиотека Python
- **Рефакторинг** — кодогенерация вынесена в отдельный модуль `kvs_pass2_encoder.py`

## 🏗 Архитектура

Процесс трансляции исходного кода `.квс` в исполняемый файл `.elf` проходит через несколько этапов:

Исходный файл (.квс) │ ▼ (kvs_lexer.py) Файл токенов (.токены) │ ▼ (kvs_parser.py) AST-представление (.аст) │ ▼ (kvs_pass1.py) Первый проход: размеры, метки (.проход1) │ ▼ (kvs_pass2.py + kvs_pass2_encoder.py) Второй проход: генерация кода (.csv) │ ▼ (kvs_builder.py) ELF-компоновщик (.elf)

Исполняемый файл!

### Модули компилятора

| Файл | Назначение |
|------|------------|
| `kvs_build.py` | Главный сборочный скрипт |
| `kvs_lexer.py` | Лексический анализ, разбор на токены |
| `kvs_parser.py` | Синтаксический анализ, построение AST |
| `kvs_pass1.py` | Первый проход: вычисление размеров и адресов меток |
| `kvs_pass2.py` | Второй проход: обход AST, генерация CSV |
| `kvs_pass2_encoder.py` | Кодировщик инструкций (все encode_* функции) |
| `kvs_builder.py` | Сборка ELF-файла из CSV |
| `kvs_data.py` | Общие данные (регистры, инструкции) |

## 🔧 Установка

```bash
# Клонирование репозитория
git clone https://github.com/username/kvs.git
cd kvs

# Установка прав на выполнение (при необходимости)
chmod +x kvs_build.py

# Проверка работы
python3 kvs_build.py --help

🚀 Быстрый старт

1. Создайте файл hello.квс:

.текст
.глобал _start

_start:
    ; write(1, msg, 13)
    переместить_имм раикс, 1
    переместить_имм рдиай, 1
    переместить_имм рсиай, msg
    переместить_имм рдикс, 13
    вызов_системы

    ; exit(0)
    переместить_имм раикс, 60
    переместить_имм рдиай, 0
    вызов_системы

.данные
msg: .строка_нуль "Hello, World!"

2. Скомпилируйте:

python3 kvs_build.py hello.квс

3. Запустите:

./hello.elf

Вывод:

Hello, World!

📝 Синтаксис

Структура программы

.текст          ; секция кода (обязательна)
    ; ... инструкции ...

.данные         ; секция данных (опциональна)
    ; ... данные ...

Метки

Метка — это имя, за которым следует двоеточие:

_start:         ; метка _start
    переместить_имм раикс, 1
    переход _start   ; переход на метку

Комментарии

Однострочные комментарии начинаются с ;:

; Это комментарий
переместить_имм раикс, 42   ; комментарий после инструкции

Работа с памятью (абсолютная адресация)

; Запись значения в память по метке
переместить_имм раикс, 42
сохранить [переменная], раикс

; Чтение значения из памяти
загрузить рбикс, [переменная]

; Запись по абсолютному адресу
сохранить [0x402000], раикс

📖 Система команд

Загрузка констант

Инструкция	Синтаксис	Описание
переместить_имм	переместить_имм рег, значение	Загрузить константу в регистр

переместить_имм раикс, 42        ; RAX = 42
переместить_имм еаикс, 0x7FFF    ; EAX = 32767
переместить_имм ал, 0xFF         ; AL = 255

Работа с памятью

Инструкция	Синтаксис	Описание
загрузить	загрузить рег, [метка/адрес]	Загрузить значение из памяти
сохранить	сохранить [метка/адрес], рег	Сохранить значение в память

загрузить раикс, [переменная]     ; RAX = *переменная
сохранить [результат], раикс      ; *результат = RAX
загрузить рбикс, [0x402000]       ; загрузка по абсолютному адресу

Арифметика и логика

Инструкция	Синтаксис	Описание
прибавить	прибавить рег1, рег2	рег1 += рег2
вычесть	вычесть рег1, рег2	рег1 -= рег2
увеличить	увеличить рег	рег++
уменьшить	уменьшить рег	рег--
сравнить	сравнить рег1, рег2	Сравнить регистры
сравнить_с	сравнить_с рег, значение	Сравнить с константой
проверить	проверить рег1, рег2	TEST (логическое AND)

прибавить раикс, рбикс   ; RAX += RBX
увеличить рсикс          ; RCX++
сравнить раикс, 10       ; сравнить RAX с 10

Переходы

Инструкция	Условие
переход	Безусловный
короткий_переход	Безусловный (смещение ±127)
переход_если_равно	ZF = 1
переход_если_неравно	ZF = 0
переход_если_меньше	SF ≠ OF (signed <)
переход_если_больше	ZF = 0 и SF = OF (signed >)
переход_если_меньше_или_равно	ZF = 1 или SF ≠ OF
переход_если_больше_или_равно	SF = OF
переход_если_перенос	CF = 1
переход_если_нет_переноса	CF = 0

Короткие условные переходы (префикс короткий_):

• короткий_переход_если_равно, короткий_переход_если_неравно, и т.д.
• Генерируют 2-байтовые инструкции (смещение ±127 байт)

Системные вызовы

Инструкция	Описание
вызов_системы	Вызов ядра Linux (syscall)

; Пример: завершение программы
переместить_имм раикс, 60     ; syscall 60 = exit
переместить_имм рдиай, 0      ; код возврата 0
вызов_системы

💾 Регистры процессора

КВС поддерживает все основные 64-битные регистры x86-64:

64-бит	32-бит	16-бит	8-бит (мл.)	8-бит (ст.)
раикс	еаикс	аикс	ал	аш
рбикс	ебикс	бикс	бл	бш
рсикс	есикс	сикс	кл	чш
рдикс	едикс	дикс	дл	дш
рсипи	есипи	эсп	спл	—
рбипи	ебипи	бипи	бпл	—
рсиай	есиай	эс	сил	—
рдиай	едиай	ди	дил	—
р8…р15	р8д…р15д	р8в…р15в	р8б…р15б	—

🔧 Директивы ассемблера

Директива	Назначение	Пример
.текст	Начало секции кода	.текст
.данные	Начало секции данных	.данные
.глобал	Объявление глобальной метки	.глобал _start
.строка	Строка без завершающего нуля	.строка "Hello"
.строка_нуль	Строка с завершающим нулём	.строка_нуль "Hello"
.байт	Последовательность байтов	.байт 0x48, 0x65, 108
.константа	Определение константы	.константа LEN = 10

📝 Примеры программ

Работа с памятью (переменные)

.текст
.глобал _start

_start:
    ; Запись значения в переменную
    переместить_имм раикс, 42
    сохранить [переменная], раикс
    
    ; Чтение значения из переменной
    загрузить рбикс, [переменная]
    
    ; Завершение с кодом возврата
    переместить_имм раикс, 60
    загрузить рдиай, [переменная]
    вызов_системы

.данные
переменная: .байт 0

Цикл и условный переход

.текст
.глобал _start

_start:
    переместить_имм рсикс, 10     ; счетчик = 10

loop:
    переместить_имм раикс, 1
    переместить_имм рдиай, 1
    переместить_имм рсиай, msg
    переместить_имм рдикс, 10
    вызов_системы

    уменьшить рсикс               ; счетчик--
    сравнить_с рсикс, 0
    переход_если_больше loop      ; если > 0, продолжаем

    переместить_имм раикс, 60
    переместить_имм рдиай, 0
    вызов_системы

.данные
msg: .строка "Iteration\n"

Вычисление суммы чисел от 1 до 10

.текст
.глобал _start

_start:
    переместить_имм р8, 0      ; сумма
    переместить_имм р9, 10     ; счётчик

loop:
    прибавить р8, р9
    уменьшить р9
    сравнить_с р9, 0
    переход_если_больше loop

    ; exit(сумма в r8)
    переместить_имм раикс, 60
    переместить рдикс, р8
    вызов_системы

🐛 Отладка и проверка

Просмотр сгенерированного кода

# Дизассемблирование
objdump -d программа.elf

# Просмотр секций
objdump -h программа.elf

# Просмотр заголовков программы
readelf -l программа.elf

# Извлечение строк из ELF
strings программа.elf

CSV-лог

После компиляции создаётся файл программа.csv со структурой:

адрес	байт	целевой_адрес	исходная_команда
0x401000	48		переместить_имм раикс, 1
0x401001	B8
0x401002	01
...	...	...	...

Трассировка системных вызовов

strace ./программа.elf

Отладка с GDB

gdb ./программа.elf

(gdb) break _start      ; установить точку останова
(gdb) run               ; запустить
(gdb) info registers    ; показать регистры
(gdb) x/10i $rip        ; показать 10 инструкций
(gdb) stepi             ; выполнить одну инструкцию

⚠️ Ограничения

Поддерживается

• ✅ 64-битные, 32-битные, 16-битные и 8-битные регистры
• ✅ Непосредственная загрузка констант (imm) в регистры
• ✅ Сравнение регистров и регистров с константами
• ✅ Условные и безусловные переходы (длинные и короткие)
• ✅ Арифметические операции (ADD, SUB, INC, DEC)
• ✅ Логическая операция TEST
• ✅ Системные вызовы Linux (syscall)
• ✅ Секции .текст и .данные
• ✅ Строковые литералы с escape-последовательностями (\n, \t, \\, \")
• ✅ Директива .байт для raw-данных
• ✅ Директива .константа для имён констант
• ✅ Абсолютная адресация памяти [метка] и [число] (RIP-relative)

Не поддерживается (в разработке)

• ❌ Косвенная адресация [reg] — доступ к памяти через регистр
• ❌ Адресация со смещением [reg + disp]
• ❌ Сложная адресация с индексом [reg + reg*scale] и полная SIB-адресация
• ❌ Инструкции для работы со стеком (PUSH, POP, CALL, RET) — частично
• ❌ Поддержка плавающей запятой (FPU/SSE)
• ❌ Многомодульная компиляция
• ❌ Директива .bss для неинициализированных данных
• ❌ Макросы

📈 План развития

Реализовано (v2.0)

• Лексер с токенами [, ], NUMBER
• Парсер с поддержкой операндов в квадратных скобках
• Первый проход с корректным расчётом размера инструкций с памятью
• Второй проход с кодированием абсолютной адресации через RIP-relative
• Поддержка меток в операндах памяти [переменная]
• Рефакторинг: выделение кодировщика в отдельный модуль

В планах (v3.0)

• Косвенная адресация [reg]
• Адресация со смещением [reg + disp]
• Сложная адресация с индексом [reg + reg*scale]
• Полная SIB-адресация [reg + reg*scale + disp]
• Директива .bss для неинициализированных данных
• Поддержка инструкций PUSH/POP/CALL/RET для стековых операций
• Стандартная библиотека (libkvs.квс): malloc, free, strlen, strcmp, print

📄 Лицензия

Только для образовательных целей. Используйте на свой страх и риск.

КВС Ассемблер | Экспериментальный проект | 2025
Только для образовательных целей. Используйте на свой страх и риск.