汇编黑客到二进制机器语言

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，我将如何手动将其翻译成机器码（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

汇编语言的行形式只有几种，这里是其中的一些：

A类指令
C类指令
标签
评论&空白行

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，并且当注释被忽略时，标签会通知有关偏移量的 A 类指令 — 然而，您的样本两者都没有，所以不要关心他们。

A 型和 C 型指令各为 16 位宽。

A类指令非常简单，占用16位机器码，其中16位的第一位（top bit，MSB，most significant bit）为0，表示A类指令，其他15 位是数值（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)

最高位为0表示A型。对于该指令的其余部分 (@2)，低 15 位编码值“2”。

C 类指令也是 16 位宽，以 MSB 的值为 1 开头，这与 A 类指令（因为它们以 0 开头）不同。 C 类指令有三个感兴趣的字段：comp、dest、jump.

comp代表要计算什么，是一个6位字段

dest代表计算结果存放在哪里，是一个3位字段

jump代表什么条件改变机器码程序的控制流，是一个3位字段

C 类指令通常写成 X = Y，其中 X 就是 = 左边的任何内容，Y 是类似地，= 右侧的任何内容。 X对应dest，Y对应comp.

有关 C 类型指令和这些字段的图片，请参阅 this，转载于此：

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 字段进一步细分为 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类指令中没有用到，所以可以是任意值，但是一般的文本一般都用1（不知道为什么，我本来使用 0).

为了查找这些字段的值，您可以使用 tables 来查找它们。表格可以在上面 link 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 类指令旨在使用正常的流控制，则使用 jump 字段编码 000。

（正常的控制流是指指令在内存中出现在顺序递增的内存地址时，按顺序一个接一个地执行。这种情况很常见，因为它通常需要多条指令，一条接一条另一个，做任何重要的事情。然而，有时我们需要让机器在机器码程序中向前跳转（做if-then/else），而其他时候我们需要让机器在机器码程序中向后跳转（做循环）。

在D=A中，一条C类指令，comp（X = Y中的Y）必须简单地计算A，所以该指令table 字段是 0110000。 dest (X) 必须以 D 为目标，因此这是 dest table 值 010.

因此，我们有一个 C 型指令 (1)，comp 为 0110000，dest 为 010，jump 共 000。（请注意，C 类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 1。）

一起显示：

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

-或- 1110110000010000₂ = EC10₁₆ = 60,432₁₀

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

汇编黑客到二进制机器语言

Assembly Hack to Binary Machine Language

assembly

machine-code

nand2tetris