汇编小册(四) 指令映射到机器代码

本文最后更新于10 个月前，文中所描述的信息可能已发生改变。

让我们将一条指令映射到机器代码吧。

还记得我们之前提到的寄存器吗？也就是仓库例子中，放在地上的小隔间。我们稍后会更多地讨论它们，现在我们只需要记住它是可以临时存储东西的地方。

# 将 4 与寄存器 12 中保存的数字相加
add r12, 4;

首先，CPU 去获取指令。在机器代码中，可能最后展示的结果是一串二进制数，如下。

00000001 00001100 00000100

上面这串二进制数字，用十进制表示，如下。

1 12 4

当解码器读取其第一个值时，它会寻找要映射到对应的指令。

现在，假设数字 1 映射到指令 add 。

解码器知道 add 指令的第一个参数是：保存的目的地（哪个寄存器）

第二个参数是：要添加的数

解码器看到下一段数据为 12 ，所以它知道它的保存目的地是寄存器 12（ r12 ）。然后它获取 r12 中保存的数字，假设寄存器12（ r12 ）中现在保存了 5。

接下来，解码器获取要添加的数字，即 4 。

最后开始执行。CPU 将存储在寄存器12（ r12 ）中的数字发送到 ALU，ALU 将这两个数字 4、5 的总和发送回 CPU。CPU 从 ALU 中获取此总和并将其保存到寄存器 12 （ r12 ）。完成！

[scode type="green"]现在的 CPU 指令周期不再是一个循环，而是实现了一种称为流水线的东西，即每个指令流，在下一个指令流开始之前结束。

假设有一个传统的制造工厂，其中有一个仓库存放着原材料，工人从仓库中取出原材料，进行各个制造步骤，最终制成产品。在这个工厂中，每个产品的制造需要经历多个阶段，工人们按顺序完成每个阶段的工作。

现在的工人，就是在一个流水线工程，在流水线工厂中，产品制造被拆分为多个阶段，并在不同位置的工人同时进行不同阶段的工作。每个工人只需要专注于自己的工作，然后将产品传递给下一个工人。

用 CPU 术语中来说，现代 CPU 可以同时获取、解码和执行不同的指令。提高了 CPU 的指令处理效率，从而使 CPU 的运行速度更快。[/scode]