第三十七章：名字、标签与地址

复习

• 汇编语言以 LOAD、ADD 一类助记词代替难读的机器指令编码。
• CPU 最终仍要面对真实的存储器地址。

TL;DR

• 程序员可以用名字表示数据的位置，用标签表示一条指令的位置。
• 名字和标签只在翻译时服务于人；CPU 执行时只看到地址。
• 它们让程序插入、移动和阅读时不必逐个修改数字。

正文

　　假设地址 20 放着苹果数，地址 21 放着梨数。下面这段程序可以工作：

LOAD A, [20]
LOAD B, [21]
ADD  R, A, B
STORE [22], R

　　但三天后回来看，谁还记得 20、21 和 22 分别是什么？更麻烦的是，如果我们在程序开头多放一条指令，原先写死的跳转地址都可能偏移。数字地址是机器的需要，却不该成为人的负担。

　　汇编语言允许我们这样写：

start:
    LOAD A, [apples]
    LOAD B, [pears]
    ADD  R, A, B
    STORE [total], R

apples: .byte 3
pears:  .byte 5
total:  .byte 0

　　apples、pears、total 是数据的名字。start: 则是一个标签，它标在某条指令之前。以后若要跳回开头，就可以写 JMP start，不用猜第一条指令此刻位于地址 0、地址 4，还是别的地方。

　　名字并没有住进 CPU 的寄存器里，也没有神奇地占据一块存储器。翻译程序时，工具会先算出 apples 实际被安排在何处，再把 LOAD A, [apples] 改写为带那个地址的机器指令。程序运行后，名字已经完成使命，留下的只有地址和位。

　　这也让我们第一次看到程序的两部分：前面是会被依次执行的指令，后面是被指令读写的数据。它们都在存储器里，却承担不同角色。

　　接下来还差关键一步：是谁收集这些名字，计算每个位置，并把整份汇编程序变成机器码？

思考题

如果 JMP start 前面新增两条指令，为什么通常不需要改写这句？

小结

知识点

• 地址是机器定位内容的方式。
• 符号名称表示数据位置，标签表示指令位置。
• 翻译完成后，符号会被替换为相应地址。

参考资料

• Randall Hyde，《汇编语言：基于 x86 处理器》

思考题答案（仅供参考）

　　因为翻译工具会重新计算 start 所在的位置，并把新的地址填入跳转指令；人不必手工追踪偏移。

协议

本文采用 CC BY-NC-SA 4.0 协议发布。