虛擬機
組合語言分類
d = a + b - c
| HackCPU | 單參數 | 雙參數 | 三參數 | 堆疊機 |
|---|---|---|---|---|
| @a | LD a | LD R1, a | LD R1, a | PUSH a |
| D=M | ADD b | ADD R1, b | LD R2, b | PUSH b |
| @b | SUB c | SUB R1, c | ADD R3, R1, R2 | ADD |
| D=D+M | ST d | ST R1, d | LD R4, c | PUSH c |
| @c | SUB R5, R3, R4 | SUB | ||
| D=D-M | ST R5, d | POP d | ||
| @d | ||||
| M=D |
暫存器機
堆疊機
- 堆疊機概念的講解
- 對照暫存器機
- push, add, pop 基本堆疊運算
- 如何實作 call, function 與 return
- 參數處理
- 返回位址
函數呼叫
C 語言
z = mult(x, y)
...
int mult(int a, int b) { ... }
組合語言
使用暫存器傳遞參數 使用堆疊傳遞參數 1 使用堆疊傳遞參數 2
LD R1, x PUSH R1, x PUSH R1, x
LD R2, y PUSH R2, y PUSH R2, y
CALL mult CALL mult CALL mult
mult:
// calculate R1 = R1*R2 POP R1, b MOV FP, SP
POP R2, a // access a by FP-2
// .... // access b by FP-1
RET
Hack CPU 實作函數呼叫
使用暫存器傳遞參數
// LD R1, x
@x
D=M
@R1
M=D
// LD R2, y
@y
D=M
@R2
M=D
// CALL mult
@multNext
D=A
@SP
M=D
M=M+1
@mult
0; JMP
(multNext)
...
(mult)
// calculate R1 = R1*R2
// RET
@multNext
0; JMP
Hack 虛擬機的函數呼叫
- https://github.com/cccbook/sp/blob/master/code/nand2tetris/08/FunctionCalls/FibonacciElement/Main.vm
// This file is part of www.nand2tetris.org
// and the book "The Elements of Computing Systems"
// by Nisan and Schocken, MIT Press.
// File name: projects/08/FunctionCalls/FibonacciElement/Main.vm
// Computes the n'th element of the Fibonacci series, recursively.
// n is given in argument[0]. Called by the Sys.init function
// (part of the Sys.vm file), which also pushes the argument[0]
// parameter before this code starts running.
function Main.fibonacci 0
push argument 0
push constant 2
lt // check if n < 2
if-goto IF_TRUE
goto IF_FALSE
label IF_TRUE // if n<2, return n
push argument 0
return
label IF_FALSE // if n>=2, return fib(n-2)+fib(n-1)
push argument 0
push constant 2
sub
call Main.fibonacci 1 // compute fib(n-2)
push argument 0
push constant 1
sub
call Main.fibonacci 1 // compute fib(n-1)
add // return fib(n-1) + fib(n-2)
return