读书笔记：《计算机系统概论》——第七章：汇编语言

汇编语言

从本章开始，编程语言从机器语言上升到了汇编语言。汇编语言属于低级语言，一般低级语言是“ISA相关的”，而高级语言是“ISA无关的”。

汇编语言相对于机器语言的进步是：由助记符来表示操作码，以符号名替代内存地址，而且与机器语言一样具备对指令细节的控制能力。

汇编指令一般格式为：

LABEL OPCODE OPERANDS ; COMMENTS

  标号                 操作码                      操作数                             注释

编写汇编语言需要在“汇编器”（assembler）中进行。

那汇编器是什么呢？

汇编器是一个软件，这个软件的主要功能是将汇编语言“翻译”成机器语言（即ISA格式的机器指令）

我认为汇编器值得关注的地方是：1、汇编过程；2、伪操作的理解。

接下来我以自己的理解来阐述一下汇编器这个软件工作的原理：

1. 用户在汇编器界面输入相应的汇编指令；（当然此时键盘在不断地接收输入信号，显示器在不断回显输入的字符，这个程序是操作系统写好的程序）
2. 用户将所有的指令输入完毕后，操作汇编器进行“翻译”，汇编器中应该有一个“指令表”（这个是作者自己猜测的，若有不对请指正），这个表说明了汇编指令对应的操作码，如ADD对应0001；汇编器中还有一个“符号表”，用来说明符号和地址之间的映射关系。汇编器进行翻译时，会进行两次扫描：
   • 第一次扫描：创建符号表。汇编器中，利用了LC（地址跟踪计数器），LC是汇编器的程序指针，每识别出1个指令，LC就增加1，若某一行指令有“LABEL”存在，则将该LABEL加入符号表，符号映射的地址值就是当前LC的值。需要注意，这里LC和PC虽然类似，但绝不相同。LC是汇编器的指令地址跟踪器，用于构建符号表（第一次扫描）或在对应的内存地址填入指令（第二次扫描），实际执行的时候还是用PC来指向指令地址；
   • 第二次扫描：生成机器语言。第一次扫描已经生成了符号表，第二次扫描时即可利用汇编器的“指令表”将对应的指令翻译成机器指令，同时将LC指向的内存地址填入机器码或数值。
3. 伪操作：即为汇编器指令。伪指令与指令的最大区别在于，伪指令只在编译时起作用，而指令只能在程序运行时才发挥作用（这句话同样适用于上文的LC与PC）。换句话说，伪指令对编译器说话，而指令则是对CPU说话。

本章后记：说实话，作者学到这里对于伪指令的工作原理还是不太能够理解。为什么伪指令能够不生成实际的机器语言即可做出相应的控制：如程序初始地址，内存地址的值的初始化等等。我目前的理解是：汇编语言和机器语言还是有一个跳跃的。毕竟，汇编器是一个软件，需要工作在操作系统之下，而操作系统的概念我现在还完全没有概念；回忆前几章，其实也一直有一个问题没有解决：虽然前几章说明了LC-3是如何运行指令的，但没有说相应的机器语言指令最初是如何写进内存的。

鉴于这些原因，我在本章选择不纠结于此，希望在后面的章节中能够解惑。