汇编到二进制机器语言

Question

如何将 Assembly Hack 转换为二进制机器语言？

例如，下面的 hack 程序集，我将如何手动将其转换为机器代码（二进制）。 我只需要知道一个参考或在哪里可以学习如何手动翻译它。

计算 R0 = 2 + 3

@2
D=A
@3
D=D+A
@0
M=D

Answer 1

只有几种类型的汇编语言行形式，这里是其中的一些：

1. A型指令
2. C类指令
3. 标签
4. 注释和空行

正如您想象的那样，标签和注释 (3&4) 不会生成任何机器代码指令，虽然注释被忽略，但标签会通知 A 类型指令有关偏移量的信息——但是，您的样本两者都没有，所以不必关心它们。

A 类和 C 类指令均为 16 位宽。

A类指令很简单，占机器码的16位，其中16位的第一位（最高位，MSB，最高位）为0，表示A类指令，其余15位为数值（例如在@2 中）或标签位置（例如在@loop 中）。

所以，@2 编码如下：

 +-- A type indicator, top bit is zero for A-type
 |
 v
 0000000000000010   <-- 16-bit machine code instruction
  |-------------|   range of immediate value field for A-type
(0000000000111111)  
(0123456789012345)  bit position (MSB at pos 0, LSB at 15)

A 型的最高位为 0。 对于该指令的其余部分 (@2)，低 15 位对值“2”进行编码。

C 类指令也是 16 位宽，并以值 1 的 MSB 开头，这将它们与 A 类指令区分开来（因为那些以 0 开头）。 C 类型指令具有三个感兴趣的字段： comp 、 dest 、 jump 。

comp代表要计算的内容，是一个 6 位字段

dest代表存储计算的位置，是一个 3 位字段

jump代表改变机器代码程序控制流的条件，是一个 3 位字段

C 类指令通常写为X = Y ，其中X只是=左侧的任何内容，而Y类似地是=右侧的任何内容。 X对应于dest而Y对应于comp 。

见这对C型的指令，并且这些字段，在这里转载的图片：

C 类指令具有以下编码：

size (in bits):     1    2     7      3      3
                 +-----+----+------+------+------+
field            | A/C | ZZ | comp | dest | jump |
                 +-----+----+------+------+------+

在某些文本中，7 位comp字段进一步分解为a （1 位）和c （6 位）：

size (in bits):     1    2    1    6       3      3
                 +-----+----+---+------+------+------+
field            | A/C | ZZ | a |   c  | dest | jump |
                 +-----+----+---+------+------+------+
                            |   comp   |
                                 7 bits

ZZ位在 C 类型指令中未使用，因此它们可以是任何值，但常见文本倾向于使用 1（我不知道为什么，我会使用 0）。

为了找到这些字段的值，您可以使用表格来查找它们。 表格可以在上述链接引用的视频中找到，也可以在https://zhongchuyun.gitbooks.io/nand2tetris/content/chapter_4.html 中找到

例如，如果 C 类型指令旨在使用正常流控制，则使用000 jump字段编码。

（正常的控制流是指指令按顺序依次执行，因为它们出现在内存中的内存地址按顺序增加。这是很常见的，因为通常需要多条指令，一个接一个地执行任何重要的操作。有时，但是，我们需要在机器码程序中让机器向前跳转（做if-then/else），而其他时候我们需要在机器码程序中让机器向后跳转（做循环）。

在D=A ，C 类型指令， comp （ Y in X = Y ）必须简单地计算A ，因此表中的指令字段为0110000 。 dest ( X ) 必须以D为目标，因此dest表值为010 。

因此，我们有一个 C 类型指令 ( 1 )， comp为0110000 ，dest 为010 ， jump为000 。 （请注意，C 类型指令有两个被忽略的位，如下所示为 ZZ。这些 Z 可以是 0 或 1 — 随你喜欢，因为这无关紧要。有些作者似乎选择了 1。）

一起展示：

A/C ZZ  comp   dest jump
 1  11 0110000  010  000

-或- 1110110000010000 ₂ = EC10 ₁₆ = 60,432 ₁₀

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来源： http : //dragonwins.com/domains/getteched/csm/CSCI410/references/hack.htm