4.1 指令格式

指令字长 = 操作码长度 + 地址码长度。按地址码字段个数，指令可分为：

4.2 寻址方式

有效地址 EA：操作数的真实地址（按字节或字编址）。形式地址 A 是指令中给出的地址字段。

各寻址方式对比

4.2.1 数据对齐与大/小端存储 [22新增]

大端模式（Big Endian）：高位字节存放在低地址，低位字节存放在高地址。符合人类阅读习惯（从左到右），网络字节序通常采用大端。

小端模式（Little Endian）：低位字节存放在低地址，高位字节存放在高地址。x86、ARM（默认）等主流 CPU 使用小端模式。

4.2.2 编译器、汇编器与链接器

• 编译器（Compiler）：将高级语言（C/C++/Java）翻译为汇编代码。负责词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成。
• 汇编器（Assembler）：将汇编代码翻译为机器码，生成目标文件（.o 或 .obj）。目标文件中指令地址是相对地址，尚未最终确定。
• 链接器（Linker）：将多个目标文件和库文件合并为一个可执行文件。完成符号解析（将外部符号引用与定义关联）和重定位（修正地址为最终地址）。链接分为静态链接和动态链接。

4.2.3 高级语言与机器级代码对应

高级语言程序最终被翻译为机器指令序列执行，下面以 C 语言为例说明常见结构的对应关系。

选择结构（if-else）→ 条件分支

C 语言中的 if-else 语句编译为比较指令（CMP） + 条件跳转指令（Bcond）：

算法: if-else 的机器指令映射
输入: 变量 a, b, max 均为寄存器
输出: max = max(a, b)

C 代码:                对应机器指令:
if (a > b)             CMP  Ra, Rb       // 比较 a 和 b
  max = a;             BLE  ELSE         // 若 a≤b 跳转到 ELSE
else                   MOV  Rmax, Ra     // max = a (then 分支)
  max = b;             JMP  ENDIF        // 跳过 else 分支
                       ELSE:  MOV  Rmax, Rb  // max = b
                       ENDIF: ...            // 后续代码

循环结构（for/while）→ 循环分支

算法: for 循环的机器指令映射
输入: 初始 sum=0, 循环变量 i
输出: 计算 sum = 0+1+2+...+N-1

C 代码:                对应机器指令:
sum = 0;               MOV  Rsum, #0     // sum = 0
i = 0;                 MOV  Ri, #0       // i = 0
for (i=0; i<N; i++)    LOOP:  CMP  Ri, #N   // 比较 i 和 N
  sum += i;            BGE  EXIT         // 若 i≥N 退出循环
                       ADD  Rsum, Rsum, Ri  // sum += i
                       ADD  Ri, Ri, #1   // i++
                       JMP  LOOP         // 跳回循环头
                       EXIT: ...             // 循环结束

函数调用 → 栈帧与 call/ret

函数调用的关键步骤：

• 参数传递：前几个参数通过寄存器传递（超出部分压栈）。
• call 指令：将返回地址（下一条指令地址）压栈，然后跳转到被调用函数的入口地址。
• 栈帧建立：被调用函数压入旧帧指针、分配局部变量空间。
• ret 指令：弹出返回地址并跳转回去，恢复调用者的执行流。

4.3 CISC 与 RISC