NandGame - Build a computer from scratch.

从这一章节开始，将进入到NANDGAME的SOFTWARE软件篇啦！（恭喜<(￣︶￣)↗）

接下来从最底层的机器码开始，编写属于自己的Code吧

第一关《机器码Machine code》

1、思路解析

编写一个有4个指令的程序：

0) 将寄存器D设置为0 1) 将寄存器A设置为2 2) 向D寄存器加1 3) 无条件跳转

根据前面章节设定的16位的指令，分为ALU操作/数值操作，jump条件判断：

最高位ci=0，表示数据操作，即直接赋值给A寄存器（前面硬件焊死了）；

ci=1，表示ALU操作，其中op1和op0组合成四种运算规则（目前只有加减法）

默认D是左操作数，A是右操作数

u=0表示ALU做逻辑运算，u=1表示ALU做算术运算

zx=1：左操作数置零，sw=1：操作数交换位置

此时目标地址a=1，则结果放到寄存器A，d=1：则是寄存器D，*a代表数据放到：寄存器A寻址（到RAM）的内存地址

当然现代计算机指令集非常完备，功能更加强大，本关只做简单模拟

2、代码实现

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

第二关《汇编语言Assembly Language》

1、思路解析

这一关截止实况撰写时间，还没有中文翻译，因此简单说明任务：

通过直接设置指令位对计算机进行编程非常耗时且容易出错，更不用说无聊了。因此，我们创建了一种所谓的汇编语言，这是一种基于文本的格式，使用字母和符号而不是位来表示机器代码指令。汇编程序将符号指令转换为二进制机器代码。

配置一个汇编程序，将符号指令转换为二进制机器代码。

汇编器指令由三个部分组成：目标地址，计算和（可选的）跳转条件。

目标地址是输出结果写入的寄存器地址，计算和条件详情分别查看ALU和Condition关卡。

接下来开始配置一个汇编程序！

2、代码实现

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

第三关《汇编程序》

1、思路解析

这一关开始，用汇编语言写程序，完成相应的功能。让灯泡闪烁三下，即3次赋值1

编写的时候，查看汇编语言帮助手册，熟悉语法规则，同时明白汇编指令有哪些技巧和约束

2、代码实现

A=0X7FFF
*A=1
*A=*A+1
A=0
JMP

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

第四关《键盘输入Keyboard input》

1、思路解析

编写一个程序，将键盘输入写入内存。键盘输入被内存映射到地址6000 。写入在内存地址1000（hex） 处键入的第一个字符，在1001（hex） 处键入第二个字符，依此类推。

注意：一个 key 的按住时间通常比时钟周期长得多，但在 key 被释放之前，只应输入为单个 input

这里写汇编代码，调试比较困难，没有断点，没有内存空间的可视化，所以需要花费多些时间,当然不要把问题想得太复杂

2、代码实现

#内存指针
DEFINE  P   0X0000
#键盘输入
DEFINE  K   0X6000
#初始化指针
A=0X0FFF
D=A
A=P
*A=D
#获取键盘输入
LABEL   WAIT
A=K
D=*A
#键盘输入发生变化(BEFORE-NOW<>0)
A=WAIT
D-*A;   JEQ
LABEL   CHANGE
#不写入0
*A=D
D;  JEQ
LABEL   WRITE
A=P
*A,A=*A+1
*A=D
#继续循环   
A=WAIT
JMP

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

第五关《走迷宫Escape Labyrinth》

1、思路解析

迷宫问题最简单的解法，一直往前走，如果前方有障碍物，左转，一直左转到前方没有障碍物为止，继续往前走，循环上面的步骤即可。

2、代码实现

#走迷宫，简易实现，前进，遇到障碍就左转
#便于理解，将前进、左转、障碍物检测等宏定义
Define  UP  0X0004
Define  LEFT  0X0008
Define  X   0X0100
Define  IO  0X7fff
YWHS:
#障碍检测，有障碍就左转，没有就前进
    A=IO
    D=*A
    A=X
    D=D-A
    A=TurnLeft
    D;  JEQ
    #前进
    A=UP
    D=A
    A=IO
    *A=D
    #指令下达完成，继续循环
    A=YWHS
    JMP
 #copyright@:一五画生
TurnLeft:
    #先左转
    A=LEFT
    D=A
    A=IO
    *A=D
    #继续任务
    A=YWHS
    JMP

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

第六关《显示Display》

1、思路解析

在屏幕上显示您自己选择的 logo，可以随心所欲地显示，但宽度和高度都应至少为 16 像素，屏幕为 512 x 256 单色像素，从地址 0x4000 到 0x6000 进行内存映射。每个地址对应于屏幕上的 16 像素。这些行在内存中是连续的，因此第一行从 0x4000 开始，第二行从 0x4020 开始，依此类推。

这里随意输出即可

2、代码实现

# Assembler code 
A = 0x4000
*A = -1
A = 0x5000
*A = -1

添加图片注释，不超过 140 字（可选）

第七关《网络Network》

1、思路解析

通过网络从另一台计算机接收数据并将其显示在屏幕上，有效负载将是宽度为 16 像素的图像。

注意：仅使用汇编程序可能很难解决。您可能希望实现堆栈操作，然后返回此挑战，您将能够使用它们来简化代码。

个人推荐使用后面章节封装好的数据结构。

2、代码实现

DEFINE d        0x1
DEFINE prev     0x2
DEFINE i        0x10
DEFINE scr_ptr  0x20

DEFINE ret_addr 0x4
DEFINE scr_addr 0x4000
DEFINE net_addr 0x6001

#copyright@:一五画生
# *scr_ptr = 0x4000
A = scr_addr
D = A
A = scr_ptr
*A = D
# void wait_sync() {
LABEL WAIT_SYNC

#     while (prev == (sync & 2));
A = net_addr
D = *A
A = prev
D = D & A
D = D - *A
A = WAIT_SYNC
D ; JEQ

#     prev = 2 - prev; // flip 2nd bit
A = prev
D = A
*A = D - *A

# } // return caller address
A = ret_addr
A = *A
A ; JNE

# int main() {
#     while (true) {
#         wait_sync();
#         if (data == 0)
# 
# Since ret_addr = 0 by default,
# wait_sync() can be called in this order
A = net_addr
D = 1
D = D & *A
# A = END
A = D ; JEQ

#         d = 0;
#         i = 16;
*A = 0
A = i
D = A
*A = D

#         do {
LABEL READ_LINE

#             d += d; // d <<= 1;
A = d
D = *A
*A = D + *A

#             wait_sync();
A = AFTER_WAIT
D = A
A = WAIT_SYNC
*A = D ; JMP
LABEL AFTER_WAIT

#             d |= data & 1;
A = net_addr
D = 1
A, D = D & *A
*A = D | *A

#         } while (--i);
A = i
D, *A = *A - 1
A = READ_LINE
D ; JNE

#         *scr_ptr = d;
A = d
D = *A
A = scr_ptr
A = *A
*A = D

#         scr_ptr += 0x20; // '\n'
A = scr_ptr
D = A
*A = D + *A

#     }
A = WAIT_SYNC
*A = 0 ; JMP

# }
LABEL END