第 6 章
與微處理器溝通
期中範圍的最後一段。兩件事：怎麼做輸入輸出，和組譯器怎麼把你的程式碼翻成機器碼。
- TRAP 與服務常式
- 裝置暫存器
- 組合語言與組譯流程
- 符號表
概念 01
TRAP：跟作業系統借工具
白話講
你想在螢幕印一個字。你要自己去操作螢幕的硬體嗎？太麻煩、也太危險。
TRAP 就是「按服務鈴」：你說「我要 x21 號服務（印一個字）」，作業系統就幫你做完，再把控制權還你。
像在餐廳你不用進廚房，按鈴跟服務生講就好。
TRAP x20 GETC 讀一個鍵（不顯示）
TRAP x21 OUT 印一個字（放在 R0）
TRAP x22 PUTS 印一整串字
TRAP x23 IN 讀一個鍵（會顯示）
TRAP x25 HALT 停機
在說什麼trap vector（x20 ~ x25）是服務編號。CPU 去記憶體開頭的 trap vector table 查這個編號對應的程式在哪，跳過去做完再回來。
TRAP 會把返回位址存在 R7。所以呼叫 TRAP 之前，如果 R7 裡有你要的東西，要先存起來，不然會被蓋掉。副程式巢狀呼叫時這個問題更嚴重。
概念 02
裝置暫存器：鍵盤和螢幕長什麼樣
白話講
對 CPU 來說，鍵盤和螢幕就是記憶體裡的幾個特殊格子（記憶體映射 I/O）。
每個裝置有兩個格子：一個放「狀態」（準備好了沒）、一個放「資料」。
KBSR xFE00 鍵盤狀態（最高位 = 1 表示有人按鍵了）
KBDR xFE02 鍵盤資料（按了什麼字）
DSR xFE04 螢幕狀態（最高位 = 1 表示螢幕可以接收了）
DDR xFE06 螢幕資料（要印的字）
在說什麼標準流程叫 polling（輪詢）：不斷去讀狀態暫存器，等到 ready bit 變 1，才去讀／寫資料暫存器。
一定要先檢查狀態再動資料。螢幕還沒準備好你就塞字，字會不見。這個「先等 ready」的迴圈是 I/O 程式的固定開頭。
概念 03
組譯流程：你的字怎麼變成 0 和 1
白話講
你寫 ADD R1, R2, R3，CPU 看不懂。組譯器把它翻成 16 個 0 和 1。
但有個雞生蛋的問題：你寫 BR LOOP 時，組譯器還不知道 LOOP 在第幾行（它還沒讀到）。
解法：讀兩遍。
第一遍 (Pass 1) 只做一件事：建立符號表（每個 label 在第幾個位址）
第二遍 (Pass 2) 照符號表，把每一行翻成機器碼
在說什麼為什麼要兩遍？因為有「向前引用」（用到還沒定義的 label）。第一遍先把所有 label 的位址記下來，第二遍就都查得到了。這是必考問答題。
虛擬指令（pseudo-op，不是真指令）
.ORIG x3000 程式從哪裡開始 .END 結束
.FILL 值 放一個值 .BLKW n 空出 n 格 .STRINGZ "…" 放字串
在說什麼這些是給組譯器看的指示，不會變成 CPU 執行的指令。.ORIG 和 .END 每個程式都要有。
考卷上會這樣寫
Explain why the assembler requires two passes. What is stored in the symbol table?
兩遍是為了處理向前引用（forward reference）。符號表存的是每個 label 對應的記憶體位址。Lecture10、11 講的就是這個。