汇编破解二进制机器语言答案

【问题标题】：Assembly Hack to Binary Machine Language汇编破解二进制机器语言
【发布时间】：2021-10-02 15:56:50
【问题描述】：

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资料或者我可以在哪里学习如何手动翻译它。

计算 R0 = 2 + 3

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

【问题讨论】：

标签： assembly machine-code machine-language nand2tetris

【解决方案1】：

只有少数几种汇编语言行格式，下面是其中的一些：

A型指令
C 类指令
标签
注释和空行

正如您可能想象的那样，标签和 cmets (3&4) 不会生成任何机器代码指令，并且虽然 cmets 被忽略，但标签会通知 A 型指令关于偏移量 - 但是，您的示例两者都没有，所以不用担心他们。

A 类和 C 类指令均为 16 位宽。

A类指令很简单，占用16位机器码，其中16位的第一位（最高位，MSB，最高位）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)

A 型的最高位为 0。对于这条指令的其余部分 (@2)，低 15 位编码值“2”。

C 类指令也是 16 位宽，并以 MSB 值 1 开头，这将它们与 A 类指令区分开来（因为那些指令以 0 开头）。 C 类指令具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代表存储计算的位置，是一个3位字段

jump代表什么条件可以改变机器代码程序的控制流，是一个3位字段

C 类型指令通常写为X = Y，其中X 就是= 左侧的任何内容，Y 类似地是@ 右侧的任何内容987654335@。 X 对应于dest，Y 对应于comp。

请参阅this 获取 C 类型指令和这些字段的图片，在此处转载：

C 类指令的编码如下：

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

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

例如，如果 C 类型指令旨在使用普通流控制，则使用 000 的 jump 字段编码。

（正常的控制流是指令一个接一个地按顺序执行，因为它们出现在内存中按顺序递增的内存地址。这是很常见的，因为它经常需要一条接一条地执行多条指令但是，有时我们需要让机器在机器代码程序中向前跳转（执行 if-then/else），而其他时候我们需要让机器在机器代码程序中向后跳转（执行循环)。

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

因此，我们有一条 C 类型指令 (1)，其中 comp 为 0110000，目标为 010，jump 为 000。（请注意，C 类型的指令有两个被忽略的位，如下所示 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

【讨论】：

我在 C 类型指令中使用0 而不是1 作为第一位出现错误。我已经修复了这个错误。