前言：这是 Write your Own Virtual Machine 的第二篇文章。主要是来介绍 LC-3 Architecture。原文在这里
LC-3 架构（LC-3 Architecture）
我们的 VM 会要模拟一个功能性的计算机 — LC-3。LC-3 非常适合教大学生如何用汇编语言编程。与 x86 相比，它具有简化的指令集，但包含现代 CPU 中使用的所有主要思想。
首先，我们需要模拟机器的基本硬件组件。尝试了解每个组件是什么。首先创建一个 C 文件。本节中的每个代码段都应放在此文件的全局范围内。
内存（Memory）
LC-3 有 65,536 个内存地址（最大的是 16 位无符号整数 ），每个内存地址存储一个 16 位的值。这意味着整个内存可以存储 128KB，这非常小。在我们的程序中，这个内存用一个简单的数组储存。
/* 65536 locations */
uint16_t memory[UINT16_MAX];
寄存器（Registers）
寄存器是用于在 CPU 上存储单个值的插槽。寄存器就像 CPU 的“工作台”。要使 CPU 处理一段数据，它必须位于其中一个寄存器中。但是，由于只有几个寄存器，因此在任何给定时间只能加载少量的数据。程序通过将内存中的值加载到寄存器中，将值计算到其他寄存器中，然后将最终结果存储回内存来解决此问题。
LC-3 共有10个寄存器，每个寄存器为 16 位。他们中的大多数是通用的，只有少数寄存器被指定了用途。
- 8 个通用寄存器（R0 - R7）
- 1 个程序计数器（PC）
- 1 个条件标志（COND）寄存器
通用寄存器可用于执行任何程序计算。程序计数器是无符号整数，它是要执行的内存中下一条指令的地址。条件标志告诉我们有关先前计算的信息。
enum
{
R_R0 = 0,
R_R1,
R_R2,
R_R3,
R_R4,
R_R5,
R_R6,
R_R7,
R_PC, /* program counter */
R_COND,
R_COUNT
};
就像内存一样，我们在数组中存储寄存器。
uint16_t reg[R_COUNT];
指令集（Instruction Set）
指令是一个命令，它告诉 CPU 执行一些基本任务，例如两个数字相加。指令具有指示要执行的任务类型的操作码（opcode）和一组为正在执行的任务提供输入的参数（parameters）。
每个操作码（opcode）代表一个 CPU “知道”如何去做的任务。 LC-3 中只有 16 个操作码。计算机可以计算的任何东西都是这些指令的组合。每条指令长 16 位，左边 4 位存储操作码。其余位用于存储参数。
稍后，我们将详细讨论每个指令会做什么。现在，定义以下操作码。确保它们保持此顺序，以便为它们分配正确的枚举值：
enum
{
OP_BR = 0, /* branch */
OP_ADD, /* add */
OP_LD, /* load */
OP_ST, /* store */
OP_JSR, /* jump register */
OP_AND, /* bitwise and */
OP_LDR, /* load register */
OP_STR, /* store register */
OP_RTI, /* unused */
OP_NOT, /* bitwise not */
OP_LDI, /* load indirect */
OP_STI, /* store indirect */
OP_JMP, /* jump */
OP_RES, /* reserved (unused) */
OP_LEA, /* load effective address */
OP_TRAP /* execute trap */
};
Note：英特尔 x86 架构有数百条指令，而 ARM 和 LC-3 等其他指令则很少。小指令集称为 RISC，而较大指令集称为 CISC。较大的指令集通常不提供任何在根本上新的指令，而是使写汇编的时候更加方便。CISC 中的单个指令可能取代 RISC 中的几个指令。然而，对于工程师来说，它们设计和制造往往更复杂和昂贵。
条件标志（Condition Flags）
R_COND 寄存器存储条件标志，提供最近执行计算的有关信息。这允许程序检查逻辑条件，例如 if(x > 0){...}。
每个 CPU 都有各种条件标志来指示各种情况。 LC-3 仅使用 3 个条件标志，表示先前计算的符号。
enum
{
FL_POS = 1 << 0, /* P */
FL_ZRO = 1 << 1, /* Z */
FL_NEG = 1 << 2, /* N */
};
Note：<< 符号称为左位移操作符。(n << k) 将 n 的所有位移位到左k 位。因此 1 << 2 将等于 4（1 -> 100 = 4）.如果你不熟悉，请阅读该链接。这很重要。
我们已经完成了 VM 硬件组件的设置！
最后
