理解 Hack 匯編語言代碼

Question

我的老師給了我這個示例代碼來學習，我仍然不明白，與匯編語言代碼和nand2tetris有關。 有人可以解釋嗎？

這些是我還沒有完全理解的部分：

                @R1 
                D=M //Load RAM[1] into D register
                @x  
                M=D
            
        (While loop)
                @x  
                D=M 
                @END
                D;JLE //if x <= 0, jump to END: how do you know x is <= 0 here? Also, what does the 'D;' mean?
         

        //some random codings in the middle...


        (End loop)  
                @END  //When jump to end,
                0;JMP //Infinite loop (program ends) -Is it like the '0;' here specifies that if x <= 0
    

--> 謝謝，也許有不同的解釋我就能得到它：“）我還是個新手，請多多包涵

Answer 1

至少有 3 個級別可以理解此類代碼：

1. 每個單獨的指令做什么（每行匯編）？ 這些在教程文本中進行了解釋，但大多數指令只是將一些數據從一個寄存器或 memory 位置或直接到另一個寄存器（或 memory 位置）的指令移動。 他們中的一些人計算而不是/不僅僅是移動數據，例如將兩個東西加在一起。 這些在處理器的 state 中完成微小的變化，並且需要指令序列來完成任何重要的事情。 不過，我們需要了解這些最原始的操作才能遵循程序。

2. 最基本的操作（我們會在高級語言中看到）是如何執行的。 所有的匯編語言都對循環和 if-then-else 等控制結構使用某種形式的 if-goto-label。 if-goto-label 形式是說“如果這是真（或假），則將指令 stream 更改為該其他位置的其他序列，但如果它為假（或真），則繼續執行當前，順序指令流”。 條件分支通常涉及諸如“if a > b then goto Label;”之類的結構。 所以所有處理器都可以做到這一點，但是這樣的條件涉及到很多操作數，所以很多處理器將它們分成幾條指令。 （a，b 是操作數，> 是另一個，因為有許多不同的關系運算符，然后 Label 是另一個操作數；這是 4 個操作數，通常在一條指令中可以完成的操作不止一個，因此指令集將這些操作分為兩個或更多指令，所以每個只有 2 個操作數左右。）

3. 然而，在更高的層次上，我們如何使用這些原語完成諸如 while 循環、if-then-else、for 循環和計算表達式之類的控制結構。

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在 nand2tetris 中，有兩大類指令。 在匯編語言中用@ 標記的那些會加載帶有地址的A 寄存器。 如何使用它取決於隨后的說明。 @表格以操作數為label，但該ZD304BA20E96D874115888888888888880E34Z可以是代碼ZD304BA20EBA20EE96DBAESTER TOMESTEMENEMENIBER PROPHEN EREMENIBER PROPREMER PROPREMER PROPREMER PROPREMER PROPREMER PROPREMER PROPREMER PROPREMER PROPREMERITYENYENYENYEN88484848484844444444444440404040404040004000400 不以@ 開頭的那些是計算性的，可以在寄存器之間移動數據、加法或減法，以及將數據從 memory 移動到寄存器或以其他方式移動。

在最原始的級別，通過將 label 目標加載到 A 寄存器中來完成條件分支，然后執行一些計算測試和分支，這將有條件地轉移指令 stream 的控制，通過加載程序計數器，或者使用A寄存器與否！

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所以，前兩條指令序列說：用 R1 的地址加載 A 寄存器，然后下一條指令說，用 A 處 memory 的值加載 D。在那里，D=M 表示 D 寄存器獲取 M 的值, Memory，其中隱含的意思是 memory 在 A 或內存 [A]。

另外兩條指令序列：@END... D;JLE 說，將 label END 的地址加載到 A 中，然后有條件地跳轉到該指令序列，如果 D <= 0。因此，處理器將有條件地執行 PC=A （或不）。

最后兩條指令序列表示總是跳轉到 label END，大概就在那里，所以程序以一個什么都不做的無限循環結束，這是在簡單處理器上結束程序的常用方法。

用法 @x 是對標記為 x 的數據單元格/位置的引用。 M=D 表示寫入 memory，D=M 表示從 memory 讀取。 因此，有一個名為 x 的變量，它有時會更新，有時會查詢。

至於while循環，它正在做類似的事情

if ( x <= 0 ) goto END;

為了完成這個條件測試和分支，首先將數據 label x 的地址加載到 A，然后 memory 在那里訪問/讀取並加載到 D (D=M)； 接下來將代碼label END的地址加載到A中。因此，當D;JLE執行時，D保存了x中值的副本，通過JLE進行測試，並且A保存了END的地址，該地址被傳輸當條件成立時（即 D <= 0）發送到 PC（PC=A）。

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這種條件分支可能是 while 循環的一部分，如下所示：

while ( x > 0 ) {
    <loop-body>
}

將轉換為 if-goto-label 形式，如下所示：

Loop1Top:
    if ( x <= 0 ) goto Loop1End;
    <loop-body>
    goto Loop1Top;
Loop1End:

您可以看到 C 和程序集 if-goto 的條件是相反的，因為它們的意義/含義是相反的：在 C 中，while 的循環條件表示何時留在循環中，而在匯編中我們告訴處理器何時停止退出循環，以便測試相反的條件。

我們沒有看到程序的 rest，所以這只是有根據的推測。