Écrivez un programme qui prend un programme brainfuck et le compile en code machine exécutable. Vous pouvez cibler x86, x86_64, jvm (java bytecode) ou armv6, et utiliser l'un des formats exécutables suivants: ELF, a.out, fichier de classe, exe, com. L'exécutable devrait fonctionner sous Linux ou Windows (ou Java sur l'un ou l'autre).

Ni votre programme ni l'exécutable généré ne peuvent exécuter de programme externe (tel qu'un autre compilateur, assembleur ou interprète).

Le code le plus court gagne.

C, 866 783 octets

Étant donné que mon code génère un exécutable ELF 32 bits, je ne peux pas promettre que cela fonctionnera sur la configuration de tout le monde. Il a fallu suffisamment de modifications pour que l'exécutable arrête de faire des erreurs de segmentation sur mon ordinateur.

Pour toute personne essayant de lancer ceci:

$ uname --all
Linux 4.4.0-24-generic #43-Ubuntu SMP Wed Jun 8 19:27:37 UTC 2016 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

Un programme Brainfuck est lu depuis stdin et l'ELF compilé est écrit vers stdout.

#define P *(t++)
#define C case
#define B break
char a[30000],b[65535],f,*t=b;*c[100];**d=c;main(g){P=188;t+=4;while((f=getchar())!=-1)switch(f){C'>':P=68;B;C'<':P=76;B;C'+':P=254;P=4;P=36;B;C'-':P=254;P=12;P=36;B;C'.':P=187;t+=4;P=137;P=225;P=186;P=1;t+=3;P=184;P=4;t+=3;P=205;P=128;B;C',':P=187;P=1;t+=3;P=137;P=225;P=186;P=1;t+=3;P=184;P=3;t+=3;P=205;P=128;B;C'[':P=138;P=4;P=36;P=133;P=192;P=15;P=132;t+=4;*d=(int*)t-1;d++;B;C']':P=138;P=4;P=36;P=133;P=192;P=15;P=133;t+=4;d--;g=((char*)(*d+1))-t;*((int*)t-1)=g;**d=-g;B;}P=184;P=1;t+=3;P=187;t+=4;P=205;P=128;*(int*)(b+1)=0x8048054+t-b;long long z[]={282579962709375,0,4295163906,223472812116,0,4297064500,4294967296,577727389698621440,36412867248128,30064779550,140720308490240};write(1,&z,84);write(1,b,t-b);write(1,a,30000);}

Non golfé

Dans la version non golfée du code, vous pouvez avoir une meilleure idée de ce qui se passe. Le tableau de caractères à la fin du code joué est un codage de l'ELF et de l'en-tête du programme dans le code non joué. Ce code montre également comment chaque instruction Brainfuck est traduite en bytecode.

#include <linux/elf.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

#define MAX_BIN_LEN 65535
#define MAX_JUMPS 100

unsigned int org = 0x08048000;



unsigned char move_right[] = {0x44};                              /*inc   esp         */

unsigned char move_left[]  = {0x4c};                              /*dec   esp         */

unsigned char inc_cell[]   = {0xfe,0x04,0x24};                    /*inc   [esp]       */

unsigned char dec_cell[]   = {0xfe,0x0c,0x24};                    /*dec   [esp]       */

unsigned char read_char[]  = {0xbb,0x00,0x00,0x00,0x00,           /*mov   ebx,  0     */
                              0x89,0xe1,                          /*mov   ecx,  esp   */
                              0xba,0x01,0x00,0x00,0x00,           /*mov   edx,  1     */
                              0xb8,0x03,0x00,0x00,0x00,           /*mov   eax,  3     */
                              0xcd,0x80};                         /*int   0x80        */

unsigned char print_char[] = {0xbb,0x01,0x00,0x00,0x00,           /*mov   ebx,  1     */
                              0x89,0xe1,                          /*mov   ecx,  esp   */
                              0xba,0x01,0x00,0x00,0x00,           /*mov   edx,  1     */
                              0xb8,0x04,0x00,0x00,0x00,           /*mov   eax,  4     */
                              0xcd,0x80};                         /*int   0x80        */


unsigned char loop_start[] = {0x8a,0x04,0x24,                     /*mov   eax,  [esp] */
                              0x85,0xc0,                          /*test  eax,  eax   */
                              0x0f,0x84,0x00,0x00,0x00,0x00};     /*je    int32_t     */

unsigned char loop_end[]   = {0x8a,0x04,0x24,                     /*mov   eax,  [esp] */
                              0x85,0xc0,                          /*test  eax,  eax   */
                              0x0f,0x85,0x00,0x00,0x00,0x00};     /*jne   int32_t     */

unsigned char call_exit[]  = {0xb8,0x01,0x00,0x00,0x00,           /*mov   eax,  1     */
                              0xbb,0x00,0x00,0x00,0x00,           /*mov   ebx,  0     */
                              0xcd,0x80};                         /*int   0x80        */
unsigned char prelude[]    = {0xbc,0x00,0x00,0x00,0x00};          /*mov   esp, int32_t*/

unsigned char tape[100];

int main(){
    unsigned char text[MAX_BIN_LEN];
    unsigned char *txt_ptr = text;

    int32_t *loop_jmps[MAX_JUMPS];
    int32_t **loop_jmps_ptr = loop_jmps;

    Elf32_Off entry;

    entry = org + sizeof(Elf32_Ehdr) + 1 * sizeof(Elf32_Phdr);

    memcpy(txt_ptr,prelude,sizeof(prelude));
    txt_ptr += sizeof(prelude);
    char input;
    while((input = getchar()) != -1){
        switch(input){
            case '>':
                memcpy(txt_ptr,move_right,sizeof(move_right));
                txt_ptr += sizeof(move_right);
                break;
            case '<':
                memcpy(txt_ptr,move_left,sizeof(move_left));
                txt_ptr += sizeof(move_left);
                break;
            case '+':
                memcpy(txt_ptr,inc_cell,sizeof(inc_cell));
                txt_ptr += sizeof(inc_cell);
                break;
            case '-':
                memcpy(txt_ptr,dec_cell,sizeof(dec_cell));
                txt_ptr += sizeof(dec_cell);
                break;
            case '.':
                memcpy(txt_ptr,print_char,sizeof(print_char));
                txt_ptr += sizeof(print_char);
                break;
            case ',':
                memcpy(txt_ptr,read_char,sizeof(read_char));
                txt_ptr += sizeof(read_char);
                break;
            case '[':
                memcpy(txt_ptr,loop_start,sizeof(loop_start));
                txt_ptr += sizeof(loop_start);
                *loop_jmps_ptr = (int32_t*) txt_ptr - 1;
                loop_jmps_ptr++;
                break;
            case ']':
                memcpy(txt_ptr,loop_end,sizeof(loop_end));
                txt_ptr += sizeof(loop_end);
                loop_jmps_ptr--;
                int32_t offset = ((unsigned char*) (*loop_jmps_ptr + 1)) - txt_ptr;
                *((int32_t*)txt_ptr - 1) = offset;
                **loop_jmps_ptr = -offset;
                break;
        }
    }

    memcpy(txt_ptr,call_exit,sizeof(call_exit));
    txt_ptr += sizeof(call_exit);

    *(int32_t*)(text + 1) = entry + (txt_ptr - text);


    Elf32_Ehdr ehdr = {
        {0x7F,'E','L','F',ELFCLASS32,ELFDATA2LSB,EV_CURRENT,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
        ET_EXEC,
        EM_386,
        EV_CURRENT,
        entry,
        sizeof(Elf32_Ehdr),
        0,
        0,
        sizeof(Elf32_Ehdr),
        sizeof(Elf32_Phdr),
        1,
        0,
        0,
        SHN_UNDEF,
    };

    Elf32_Phdr phdr = {
        PT_LOAD,
        0,
        org,
        org,
        sizeof(Elf32_Ehdr) + sizeof(Elf32_Phdr) + (txt_ptr - text),
        sizeof(Elf32_Ehdr) + sizeof(Elf32_Phdr) + (txt_ptr - text),
        PF_R | PF_X | PF_W,
        0x1000,
    };

    int out = open("a.out",O_CREAT|O_TRUNC|O_WRONLY,S_IRWXU);
    write(out,&ehdr,sizeof(Elf32_Ehdr));
    write(out,&phdr,sizeof(Elf32_Phdr));

    write(out,text,txt_ptr-text);
    write(out,tape,sizeof(tape));
    close(out);
}

BrainFuck à modification automatique

Afin d'économiser sur les octets, la bande de mon compilateur n'est pas allouée dans une .bsssection ou quelque chose de fantaisiste comme ça. Au lieu de cela, la bande est de 30 000 octets nuls écrits directement après le code d'octets compilé du programme Brainfuck. Le savoir et savoir quel code d'octet est généré par mon compilateur signifie que vous pouvez générer ou modifier du code d'octet au moment de l'exécution. Une illustration simple de cette «fonctionnalité» est un programme Brainfuck qui définit sa propre valeur de sortie.

 <<<<<<+ 

Le programme quitte le bord gauche de la bande dans le code d'octet au point que le code de sortie est normalement défini sur 0. L'incrémentation de cet octet entraîne la mise à 1 du code de sortie au lieu de 0 lorsque le programme se termine. Avec persistance, cela pourrait être utilisé pour faire de la programmation au niveau du système dans Brainfuck.

Python, 1974 caractères

import sys
s='\x11\x75\x30\xbc\x08\x4b\x03\x3c'
k=[]
for c in sys.stdin.read():
 if'>'==c:s+='\x84\x01\x01'
 if'<'==c:s+='\x84\x01\xff'
 if'+'==c:s+='\x2a\x1b\x5c\x33\x04\x60\x91\x54'
 if'-'==c:s+='\x2a\x1b\x5c\x33\x04\x64\x91\x54'
 if'['==c:k+=[len(s)];s+='\x2a\x1b\x33\x99\x00\x00'
 if']'==c:a=k[-1];k=k[:-1];d=len(s)-a;s=s[:a+4]+'%c%c'%(d>>8,d&255)+s[a+6:]+'\xa7%c%c'%(-d>>8&255,-d&255)
 if','==c:s+='\x2a\x1b\xb2\x00\x02\xb6\x00\x03\x91\x54'
 if'.'==c:s+='\xb2\x00\x04\x59\x2a\x1b\x33\xb6\x00\x05\xb6\x00\x06'
s+='\xb1'
n=len(s)
sys.stdout.write('\xca\xfe\xba\xbe\x00\x03\x00-\x00+\n\x00\x08\x00\x13\t\x00\x14\x00\x15\n\x00\x16\x00\x17\t\x00\x14\x00\x18\n\x00\x19\x00\x1a\n\x00\x19\x00\x1b\x07\x00\x1c\x07\x00\x1d\x01\x00\x06<init>\x01\x00\x03()V\x01\x00\x04Code\x01\x00\x0fLineNumberTable\x01\x00\x04main\x01\x00\x16([Ljava/lang/String;)V\x01\x00\nExceptions\x07\x00\x1e\x01\x00\nSourceFile\x01\x00\x06B.java\x0c\x00\t\x00\n\x07\x00\x1f\x0c\x00 \x00!\x07\x00"\x0c\x00#\x00$\x0c\x00%\x00&\x07\x00\'\x0c\x00(\x00)\x0c\x00*\x00\n\x01\x00\x01B\x01\x00\x10java/lang/Object\x01\x00\x13java/io/IOException\x01\x00\x10java/lang/System\x01\x00\x02in\x01\x00\x15Ljava/io/InputStream;\x01\x00\x13java/io/InputStream\x01\x00\x04read\x01\x00\x03()I\x01\x00\x03out\x01\x00\x15Ljava/io/PrintStream;\x01\x00\x13java/io/PrintStream\x01\x00\x05write\x01\x00\x04(I)V\x01\x00\x05flush\x00!\x00\x07\x00\x08\x00\x00\x00\x00\x00\x02\x00\x01\x00\t\x00\n\x00\x01\x00\x0b\x00\x00\x00\x1d\x00\x01\x00\x01\x00\x00\x00\x05*\xb7\x00\x01\xb1\x00\x00\x00\x01\x00\x0c\x00\x00\x00\x06\x00\x01\x00\x00\x00\x03\x00\t\x00\r\x00\x0e\x00\x02\x00\x0b\x00\x00'+'%c%c'%((n+60)>>8,(n+60)&255)+'\x00\x04\x00\x03\x00\x00'+'%c%c'%(n>>8,n&255)+s+'\x00\x00\x00\x01\x00\x0c\x00\x00\x00*\x00\n\x00\x00\x00\x05\x00\x06\x00\x06\x00\x08\x00\t\x00\x0b\x00\x0b\x00\x13\x00\r\x00\x1d\x00\x0f\x00&\x00\x11\x00,\x00\x12\x002\x00\x14\x008\x00\x15\x00\x0f\x00\x00\x00\x04\x00\x01\x00\x10\x00\x01\x00\x11\x00\x00\x00\x02\x00\x12')

Vous trouverez ci-dessous les traductions du java bytecode. local 0 est un tableau d'octets représentant la bande, local 1 est le pointeur de données.

>  iinc 1,+1
<  iinc 1,-1
+  aload_0;iload_1;dup2;baload;iconst_1;iadd;i2b;bastore
-  aload_0;iload_1;dup2;baload;iconst_1;isub;i2b;bastore
[  aload_0;iload_1;baload;ifeq xx xx
]  goto xx xx
,  aload_0;iload_1;getstatic #2;invokevirtual #3;i2b;bastore
.  getstatic #4;dup;aload_0;iload_1;baload;invokevirtual #5;invokevirtual #6

Les xx xxdécalages permettent d'atteindre le support correspondant. # 2 est System.in, # 3 est read(), # 4 est System.out, # 5 est write()et # 6 estflush() .

Le préambule alloue un tableau de 30000 octets et initialise la position de la bande à 0.

L'enveloppe géante à la fin a été générée en compilant un mannequin B.java fichier avec du code pour l'un de chaque opcode (pour induire la génération des tables de constantes correctes et d'autres ordures), puis en effectuant une opération délicate sur celui-ci.

Exécutez-le comme

python bfc.py < input.b > B.class
java B

Démonter avec

javap -c B

Je suis sûr qu'il pourrait être joué au golf encore plus. Je suis juste content que ça marche ...

Code d'assemblage x86 16 bits, 104 octets

Ce code date de 2014, mais je viens de trouver la tâche.

;compliant version, non-commands are ignored, but 104 bytes long

[bits 16]  
[org 0x100]  
; assume bp=091e used  
; assume di=fffe  
; assume si=0100  
; assume dx=cs (see here)  
; assume cx=00ff  
; assume bx=0000  
; assume ax=0000 used (ah)  
; assume sp=fffe  
start:
        mov al, code_nothing - start  
code_start:
        mov ch, 0x7f ; allow bigger programs  
        mov bx, cx  
        mov di, cx  
        rep stosb  
        mov bp, find_right + start - code_start ;cache loop head for smaller compiled programs  
        jmp code_start_end  
find_right:
        pop si  
        dec si  
        dec si ;point to loop head  
        cmp [bx], cl  
        jne loop_right_end  
loop_right:
        lodsb  
        cmp al, 0xD5 ; the "bp" part of "call bp" (because 0xFF is not unique, watch for additional '[')  
        jne loop_left  
        inc cx  
loop_left:
        cmp al, 0xC3 ; ret (watch for ']')  
        jne loop_right  
        loop loop_right ;all brackets matched when cx==0  
        db 0x3c ;cmp al, xx (mask push)  
loop_right_end:
        push si  
        lodsw ; skip "call" or dummy "dec" instruction, depending on context  
        push si  
code_sqright:
        ret  
code_dec:
        dec byte [bx]  
code_start_end:
        db '$' ;end DOS string, also "and al, xx"  
code_inc:
        inc byte [bx]  
        db '$'  
code_right:
        inc bx ;al -> 2  
code_nothing:
        db '$'  
code_left:
        dec bx  
        db '$'  
code_sqleft:
        call bp  
        db '$'  
; create lookup table  
real_start:
        inc byte [bx+'<'] ;point to code_left  
        dec byte [bx+'>'] ;point to code_right  
        mov byte [bx+'['], code_sqleft - start  
        mov byte [bx+']'], code_sqright - start  
        lea sp, [bx+45+2] ;'+' + 4 (2b='+', 2c=',', 2d='-', 2e='.')  
        push (code_dec - start) + (code_dot - start) * 256  
        push (code_inc - start) + (code_comma - start) * 256  
pre_write:
        mov ah, code_start >> 8  
        xchg dx, ax  
; write  
        mov ah, 9  
        int 0x21  
; read  
code_comma:
        mov dl, 0xff  
        db 0x3d ; cmp ax, xxxx (mask mov)  
code_dot:
        mov dl, [bx]  
        mov ah, 6  
        int 0x21  
        mov [bx], al  
        db '$'  
        db 0xff ; parameter for '$', doubles as test for zero  
; switch  
        xlatb  
        jne pre_write  
  ; next two lines can also be removed  
  ; if the program ends with extra ']'  
  ; and then we are at 100 bytes... :-)  
the_end:
        mov dl, 0xC3  
        int 0x21  
        int 0x20