汇编指令是否将 1-1 映射到机器语言?

2024-01-04

我正在同时阅读各种有关计算机体系结构的书籍,但我很困惑。有的书上说汇编指令只是机器指令的助记符,每条指令恰好对应一条机器指令。然而,塔南鲍姆的结构化计算机组织将组件放在层上above操作系统,似乎暗示汇编以某种方式使用操作系统(我还没有阅读整本书......)

哪一个是真的?汇编指令只是机器指令吗?它们也可以是由操作系统解释为机器指令的系统调用吗?它们可以是别的东西吗?


大多数情况下是的,一行汇编对应于一条 CPU 指令。但有一些注意事项。

标签定义不对应于任何指令 - 它们只是标记内存,以便您可以在其他地方引用它。标签绝对不对应于指令,即使在某些汇编器下它们占据单独的行。

数据指令如db 0x90 or .byte 0x90手动将字节组装到输出文件中。在执行将到达的区域中使用此类指令可以让您手动编码指令,或者如果您不小心这样做的话会产生错误。

汇编器通常支持指令 - 为汇编器本身提供一些指导的行。这些与 CPU 指令不对应,有时会被误认为是真正的命令。

一些汇编器支持宏 - 想想内联函数。


一些 RISC 汇编器,尤其是 MIPS,有组合指令的概念 - 一行汇编对应于少量指令。 (这些称为伪指令。)它们就像内置宏,由汇编器提供。

但根据操作数,它可能只需要汇编成 1 条机器指令。例如li $t0, 1可以组装到ori $t0, $zero, 1 but li $t0, 0x55555555两者都需要lui and ori (or addiu).

On ARM, ldr r0, =0x5555可以在来自文字池的 PC 相关负载或movw如果为支持的 ARM CPU 进行汇编movw带有 16 位立即数。你不会看到ldr r0, =0x5555在反汇编中,您会看到汇编器选择来实现它的任何机器指令。 (编者注:我不确定是否有任何 ARM 汇编器会选择 2 条指令(movw + movk)对于更广泛的常数ldr reg, =value)


您是否将过程调用视为“每行多条指令”?有CALL关于英特尔,BL在ARM上。就 CPU 文档而言,这些是单个指令。它们只是在某处存储返回地址的分支。

但是如果你正在调试和单步执行over函数调用而不是into它们调用可能包含任意多条指令的过程/函数/子例程。系统调用也是如此:类似的指令syscall or svc #0基本上是对内核的函数调用。

汇编程序肯定可以使用操作系统的服务。您认为常规程序如何做到这一点?无论高级程序能做什么,汇编也能做什么。但具体情况有所不同。

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