汇编器

复习

　　现在，把“用名字写程序”这件事交给机器： 汇编器 （assembler）读进汇编，吐出机器码。

　　听起来简单，可它一上手就遇到一个麻烦。

　　看这段程序：

      LOAD  A, [x]
      ADD   R, A, B
      JZ    done
      ...
done: HALT

　　读到 JZ done 这一行时，汇编器还不知道 done 在哪里——它在后面才出现。

　　如果它一边读一边翻译，遇到 done 就只能干瞪眼。这种“先用后定义”，叫 前向引用 。名字带来方便，也带来了这个不大不小的麻烦。

　　好在办法很朴素： 先整体看一遍，再动手翻译。

　　第一遍从头到尾扫过去，只做两件事：

　　这张表，叫 符号表 （symbol table）。以上一章那份数据程序为例，假使每条指令、每个数据都占一个存储单元，第一遍会得到：

　　这一遍不产出机器码，只把“谁在哪里”摸清楚。

　　第二遍再扫一遍。这回，汇编器一边读，一边把每一行翻译成机器码；一旦遇到名字，就查符号表，把地址填进去：

　　第一遍登记，第二遍回填——标签先引用、后定义的问题，就这样被化解了。两遍扫描，也是许多翻译程序共用的套路。

　　把汇编器的工作抽象一下，无非是：

　　这不就是一个“小型翻译器”吗？后面讲高级语言时，我们会遇到更大的翻译器—— 编译器 。它会用上同样的一些思路，只不过要翻译的东西复杂得多。

　　程序已经能用名字写、能被自动翻译了。但说来说去，我们还在一条一条地指挥机器。能不能换一种方式，让程序员只描述“想做什么”，而把“怎么做”留给机器？下一章，我们跨出这一步。

思考题

　　如果把程序里所有标签改成别的名字，符号表会变，但最终生成的机器码应该变吗？再想想：如果不先扫一遍就翻译，汇编器会在哪里卡住？

　　机器码不该变。名字只是地址的别名，换个名字，地址不变，翻译结果自然也不变。如果只扫一遍就翻译，汇编器在遇到“后面才定义”的标签时会无从下手：标签的地址还没算出来，引用它的指令就没法填地址。这正是需要第一遍先登记符号的原因。

设计师 | 南国微雪