CPU怎么认识代码的?
# 语言这个东西?
首先说明下,我们正常使用的python、C++、C语言等等,我们自己能读得懂的语言,包括汇编语言,CPU都是不认识的,CPU 只认识一种语言,那就是 机器语言
,也就是我们很多人,或者很多老师,或者很多老鸟,很多大佬都提到的 机器码。
#机器码是什么?
机器码是CPU可以认识的,可以按照这个机器码去执行相对应指令的代码,我们可以认识它就是一些 十六进制 字符。
比如下面这些,就是机器码
:200000007592007591007590FFC294C295C29612001ED294D295D29612001E0200097DC8E5
:0B0020007EC87FF8DFFEDEFADDF6226E
:00000001FF
# CPU上电执行程序过程
RAM 和 ROM 是永远躲不开的话题,我们编译成的机器码最后会烧录到一个ROM的位置,这个位置保存的东西掉电可保存,这个是基本操作。
然后开机的第一件事,就是把ROM里面的程式,程式是很多台湾的工程师这样说明的,我们叫程序,不管叫什么,都是一堆二进制代码,把这些代码拷贝到RAM里面,然后CPU就从RAM的指定位置去开始执行程序。
#什么是汇编代码?
汇编代码和机器码是有对应关系的,所以我们很多时候分析一个C语言代码的流程,特别是那种未定义行为的时候,我们都反编译成汇编来看,汇编代码就代表了CPU的执行顺序,CPU就是按照汇编代码来执行对应的指令的。
如下是51单片机的一段汇编代码
;流水灯程序P1M0 DATA 092H
P1M1 DATA 091H
ORG 00H
MOV P1M0,#00000000B
MOV P1M1,#00000000B
MOV P1,#11111111BSTART:CLR P1.4 ; 置0,CLR P1.5 ; 置0,CLR P1.6 ; 置0,LCALL DELAY ; 延时0.2sSETB P1.4 ; 置1,点亮LEDSETB P1.5 ; 置1,点亮LEDSETB P1.6 ; 置1,点亮LEDLCALL DELAY ; 延时0.2sLJMP START ; 进行重新循环
DELAY:MOV R5,#200 ; 执行MOV指令为1个机器周期
D1:MOV R6, #200 ; 执行的时间为:1*20 个机器周期
D2:MOV R7, #248 ; 该条指令执行了: 1*20*20DJNZ R7,$ ; 该条指令执行了: 2*20*20*248DJNZ R6, D2 ; 该条指令执行了: 2*20*20 个机器周期DJNZ R5, D1 ; 该条指令执行了: 2*20RET ; 该条指令执行了: 2END
#机器代码和汇编代码的对应关系
每个CPU都有指令集,这个对应关系也就是指令集的对应关系,例如51单片机的指令集是这样的。
如果我们使用wave来编写汇编代码的话,可以看到汇编代码和机器码的对应关系
我们随便解析一个指令
CLR P1.4 ; 置0,CLR P1.5 ; 置0,CLR P1.6 ; 置0,
这三条指令是把 对应的GPIO口拉低的,这三条指令对应的机器码是
0009H C294 CLR P1.4
000BH C295 CLR P1.5
000DH C296 CLR P1.6
我们看看指令集里面的C2是干嘛的
CLR bit 直接位清 C2
那后面对应的 94
是什么意思呢?看看这个图片就明白了,P1口的基地址是90H,P1.4就是偏移 4位,那就是94H了
#后续
这篇文章就先讲这么多,还有hex和bin文件的关系,还是有很多东西可以深挖的,后面在讲讲。
我们知道了CPU的机器指令集,可以修改hex让CPU按照我们的想法去工作,听起来还是很酷的。
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