Malbolge

Malbolge (мальболг) — эзотерический язык программирования, придуманный Беном Олмстедом в 1998 году. Язык разработан с целью быть максимально сложным для написания программ.

Получил своё название от Malebolge, восьмого круга ада Данте.

Программирование на Malbolge

Код первой программы, выводящей «HEllO WORld», сгенерировала другая программа на языке Lisp, использовавшая поиск в множестве всех возможных программ, через два года после появления самого языка Malbolge.

24 августа 2000 года Энтони Юхас в своём блоге анонсировал 3 работающих программы на языке Malbolge, выводящих фразы «Hello, world.», «Malbolge sucks.» и «antwon.com rules!».

Позже Лу Шеффер произвел криптоанализ языка.

17 августа 2004 года Томаш Вегжановски написал генератор программ, выводящих заданные строки. Однако программы, полученные этим путем, длиннее программ Юхаса.

Hello world

Эта программа на Malbolge отображает «Hello, world.»:

(=<`:9876Z4321UT.-Q+*)M'&%$H"!~}|Bzy?=|{z]KwZY44Eq0/{mlk**hKs_dG5[m_BA{?-Y;;Vb'rR5431M}/.zHGwEDCBA@98\6543W10/.R,+O<

Виртуальная машина

Malbolge — это машинный язык для виртуальной машины (интерпретатора), работающей в троичной системе счисления.

Регистры

В виртуальной машине Malbolge есть три регистра: a, c и d. Регистр c – регистр кода, используемый в качестве указателя на текущую команду. Регистр d – регистр данных, используемый для управления данными. Регистр a – аккумулятор, также используемый некоторыми командами для манипуляции данными. При запуске программы все регистры равны нулю.

Память

Размер памяти виртуальной машины — 59049 (3¹⁰) ячеек с числами из 10 троичных цифр. Все ячейки с адресами от 0 до 59048 имеют значения от 0 до 59048. Все изменения происходят по модулю 59049 (mod 59049). При запуске программы начало памяти заполняется ASCII-кодами символов её исходного текста. Символы пустого пространства (пробелы, табуляция, переносы строк и пр.) игнорируются, а остальные символы должны быть командами Malbolge (см. ниже). Остаток памяти заполняется с использованием операции crazy (см. ниже): [m] = crz [m-2], [m-1].

Команды

В Malbolge есть 8 команд. Виртуальная машина определяет, какую команду выполнять, следующим образом: к значению ячейки с адресом c ([c]) прибавляется значение c, а в качестве команды выступает остаток от деления этого числа на 94 (поскольку во входном алфавите языка 94 символа, ASCII-коды которых с 33-го по 126-й). Таблица действий интерпретатора:

Команды

Значение ([c] + c) % 94	Инструкция	Пояснение
4	mov c, [d]	Переход к ячейке с номером [d].
5	out a	Вывод значения ASCII-символа с кодом a % 256 на экран.
23	in a	Ввод ASCII-символа в a. Разделитель строк имеет код 10. Конец файла — 59048.
39	rotr [d] mov a, [d]	Сдвигает значение [d] на одну троичную цифру вправо (0002111112 превращается в 2000211111). Результат сохраняется в [d] и в a.
40	mov d, [d]	Копирование значения из [d] в d.
62	crz [d], a mov a, [d]	Произвести операцию crazy (см. ниже) со значениями [d] и a. Результат сохраняется в [d] и в a.
68	nop	Ничего не делает.
81	end	Конец программы.
Любые другие значения ничего не делают. Они не разрешены при загрузке программы, но разрешены после этого.

После выполнения каждой инструкции она шифруется операцией Crazy. После этого значения c и d увеличиваются на 1 и выполнение продолжается со следующей инструкции.

Операция crazy

Операция является аналогом побитовых операций — она применяется к двум соответствующим цифрам.

Операция crazy

crz		2-я цифра
		0	1	2
1-я цифра	0	1	0	0
	1	1	0	2
	2	2	2	1

Шифрование

После того, как очередная инструкция выполнена, инструкция шифруется с помощью следующей таблицы перевода (если она является одним из возможных символов языка):

!"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]^_`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~
5z]&gqtyfr$(we4{WP)H-Zn,[%\3dL+Q;>U!pJS72FhOA1CB6v^=I_0/8|jsb9m<.TVac`uY*MK'X~xDl}REokN:#?G"i@

то есть ! становится 5 и т. д.

В популярной культуре

В 10-м эпизоде первого сезона сериала «Элементарно» ключевой уликой в разгадке преступления послужил клочок бумаге, на одной из сторон которого было распечатан код программы на мальболге, а на другой записан заказ кофе.

Примеры

• Работающий исходный код для песни «99 бутылок пива» с использованием настоящих циклов. Написан Хисаси Идзавой.