第三十八章：汇编器
复习
- 汇编语言为指令和地址提供了人能读的写法。
- 标签和数据名称需要在翻译时换成真实地址。
TL;DR
- 汇编器把汇编语言翻译成机器码。
- 它通常先记录每个标签的位置，再生成指令编码。
- 汇编器严格执行既定规则，不会猜测程序员的意思。
正文
我们已经能用 JMP start、LOAD A, [apples] 写程序，却还没有告诉计算机 start 和 apples 在哪里。完成这件事的工具叫作汇编器（assembler）。
它可以分两遍阅读一份源文件。第一遍不急着生成指令，只从头数到尾：每条指令占多少空间？每个标签出现在哪里？例如：
| 符号 | 算出的地址 |
|---|---|
start | 0 |
apples | 12 |
pears | 13 |
total | 14 |
第二遍，汇编器根据指令表把 LOAD 换成操作码，把 A 换成寄存器编号，再把 apples 换成 12。于是原来写给人的一行，变成 CPU 能执行的一串位。这个“两遍”的想法很朴素：先弄清所有名字指向哪里，再使用这些信息。
有的汇编器会做更多工作，例如提供宏、把文件拆成模块，或报告更友好的错误。无论功能多复杂，它的核心职责没有变：遵守某台机器的指令格式，把文本精确地编码为机器指令和数据。
汇编器也解释了一个常见现象：汇编程序里写错一个寄存器名或漏掉一个标签，错误会在翻译时出现；如果翻译顺利通过，也不表示算法一定正确。工具只能确认“这句话合不合语法、能不能编码”，不能替我们确认“这是不是想要的结果”。
现在我们已经有一条完整的路径：人写汇编语言，汇编器生成机器码，CPU 执行机器码。可即使有了汇编器，描述“把一组数求和”仍要管理寄存器、跳转和地址。人还想在更高的一层表达想法。
思考题
为什么汇编器往往要先知道所有标签的位置，才能处理跳转指令？
小结
知识点
- 汇编器是汇编语言到机器码的翻译工具。
- 第一遍可建立符号与地址的对应，第二遍可完成编码。
- 翻译正确不等于程序逻辑正确。
参考资料
- Douglas Jones，《The Iowa Assembly Language Tutorial》
思考题答案（仅供参考）
跳转指令的操作数必须是一个真实地址，而标签可能在文件后面才出现。先记录全部位置，就能在生成机器码时正确填入地址。
协议
本文采用 CC BY-NC-SA 4.0 协议发布。