実行される順番

プログラムはSSDやHDDなどのストレージに保存されていますが、それを一度メモリーに読み込みます。読み込み終えるとCPUはメモリーから逐次読み込みながら実行していきます

CPUの中にはプログラムを実行するためのカウンターだったり、データを保存するレジスター、計算を行う計算機などが備わっています。

めちゃくちゃ省略していますが、大雑把に言ってこんな感じになっています。

メモリーからプログラムコードを読み込み、ALUで計算などを行います。命令によって計算結果がメモリーに書き出されたりレジスターに入ったりします。

いきなりアセンブリを書くのは難しいですが、それに近い表現ができるCASL言語で試してみましょう。

TEST    START
        LD      GR0, DATA0
        LD      GR1, DATA1
        ADDA    GR0, GR1
        ST      GR0, OUT
        RET
DATA0   DC      #1
DATA1   DC      #2
OUT     DS      1
        END

LD GR0, DATA0 とあります。これはLD命令と呼ばれるものでメモリーの値をレジスターに書き出す命令です。この例ではDATA0とラベルの付いたメモリーの値（#1）をGR0のレジスターに書き出しています。

LD GR1, DATA1 も同様にDATA1のメモリーの値（#2）をGR1に書き出しています。これでGR0には1が、GR1には2が書き出されたことになります。

次に ADDA があり、これは加算の命令となります。ADDA GR0, GR1 は、GR0 と GR1 の値を加算して GR0 に書き戻す命令です。これで GR0 は 3 になります。

最後に ST 命令ですが、これはレジスターの値をメモリーに書き戻す命令となります。これで OUT とラベルがついたメモリーに3が書き戻されます。

TEST    START
        LD      GR0, DATA0 ; ←DATA0メモリーをGR0レジスターに読み込む（1）
        LD      GR1, DATA1 ; ←DATA1メモリーをGR1レジスターに読み込む（2）
        ADDA    GR0, GR1   ; ←GR0とGR1を加算してGR0に書き戻す（1+2=3）
        ST      GR0, OUT   ; ←GR0レジスターをOUTメモリーに書き戻す
        RET
DATA0   DC      #1         ; ←DATA0メモリー（値は1）
DATA1   DC      #2         ; ←DATA1メモリー（値は2）
OUT     DS      1          ; ←OUTメモリー（個数は1個）
        END

ほとんどのCPUで使用されているx86/x64命令やARM命令なんかも同じような仕組みで動いており、「命令+データ」のセットとなっています。

例えば上の 1+2 を x86/x64 命令で書くとこうなります

MOV rax, 1
MOV rbx, 2
ADD rax, rbx

次にARM命令で書くとこうなります

MOV r0, #1
MOV r1, #2
ADD r0, r0, r1

ARMのADD命令の場合 ADD <格納先> <値0> <値1> となるためちょっと異なりますが、基本的にすべて同じような感じかと思います。ちなみに GPU の命令もこのような感じです。

C言語などで記述したプログラムコードは、コンパイルすることでこのようなアセンブリ言語（x86/x64やARMなど）に変換され実行されていきます。もちろんOSも同じ仕組みで動いています。