from machine import Pin
from time import sleep

# LEDs de etapa (pinos GP do Raspberry Pi Pico)
led_fetch = Pin(2, Pin.OUT)     # GP2 - verde
led_decode = Pin(4, Pin.OUT)    # GP4 - amarelo
led_execute = Pin(5, Pin.OUT)   # GP5 - vermelho


def apagar_leds():
    led_fetch.off()
    led_decode.off()
    led_execute.off()


apagar_leds()

# Memória de instruções
programa = [
    "LOAD R0 10",
    "LOAD R1 2",
    "SUB R0 R1",
    "LOAD R0 4",
    "LOAD R1 3",
    "MUL R0 R1",
]

# Registradores
registradores = {
    "R0": 0,
    "R1": 0,
    "R2": 0
}

# Program Counter
pc = 0

while pc < len(programa):

    print()
    print("==============================")

    # =========================
    # FETCH
    # =========================
    instrucao = programa[pc]

    apagar_leds()
    led_fetch.on()

    print("FETCH")
    print("PC =", pc)
    print("Instrucao:", instrucao)

    sleep(1)

    # =========================
    # DECODE
    # =========================
    partes = instrucao.split()

    comando = partes[0]

    apagar_leds()
    led_decode.on()

    print()
    print("DECODE")
    print("Comando:", comando)

    sleep(1)

    # =========================
    # EXECUTE
    # =========================

    apagar_leds()
    led_execute.on()

    print()
    print("EXECUTE")

    if comando == "LOAD":

        registrador = partes[1]
        valor = int(partes[2])

        registradores[registrador] = valor

        print("Carregando", valor, "em", registrador)

    elif comando == "ADD":

        r1 = partes[1]
        r2 = partes[2]

        registradores[r1] = registradores[r1] + registradores[r2]

        print(r1, "+", r2)

    elif comando == "SUB":

        r1 = partes[1]
        r2 = partes[2]

        registradores[r1] = registradores[r1] - registradores[r2]

        print(r1, "-", r2)

    elif comando == "MUL":

        r1 = partes[1]
        r2 = partes[2]

        registradores[r1] = registradores[r1] * registradores[r2]

        print(r1, "*", r2)

    elif comando == "STORE":

        origem = partes[1]
        destino = partes[2]

        registradores[destino] = registradores[origem]

        print("Copiando", origem, "para", destino)

    print()
    print("REGISTRADORES")
    print("R0 =", registradores["R0"])
    print("R1 =", registradores["R1"])
    print("R2 =", registradores["R2"])

    print("==============================")

    sleep(1)

    # Próxima instrução
    pc += 1

apagar_leds()
print()
print("Fim do programa.")