8086的寻址方式
CPU访问内存单元时,要给出内存单元的地址,所有的内存单元都有唯一的地址,叫做物理地址
8086有20位地址总线,可以传送20位的地址,1M的寻址能力
但它又是16位结构的CPU,它内部能够一次性处理、传输、暂时存储的地址为16位。如果将地址从内部简单地发出,那么它只能送出16位的地址,表现出来的寻址能力只有64KB
8086采用一种在内部用2个16位地址合成的方法来生成1个20位的物理地址
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内存分段管理
8086是用“基础地址(段地址×16) + 偏移地址 = 物理地址”的方式给出物理地址
为了开发方便,我们可以采取分段的方法来管理内存,比如:
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地址10000H~100FFH的内存单元组成一个段,该段的起始地址(基础地址)为10000H,段地址为1000H,大小为100H
地址10000H~1007FH、10080H~100FFH的内存单元组成2个段,它们的起始地址(基础地址)为:10000H和10080H,段地址为1000H和1008H,大小都为80H
在编程时可以根据需要,将若干连续地址的内存单元看做一个段,用段地址×16定为段的起始地址(基础地址),用偏移地址定位段中的内存单元
段地址×16必然是16的倍数,所以一个段的起始地址(基础地址)也一定是16的倍数
偏移地址为16位,16位地址的寻址能力为64KB,所以一个段的长度最大为64KB
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段寄存器
8086在访问内存时要由相关部件提供内存单元的段地址和偏移地址,送入地址加法器合成物理地址
是什么部件提供段地址?段地址在8086的段寄存器中存放
8086有4个段寄存器:CS、DS、SS、ES,当CPU需要访问内存时由这4个段寄存器提供内存单元的段地址
CS (Code Segment):代码段寄存器
DS (Data Segment):数据段寄存器
SS (Stack Segment):堆栈段寄存器
ES (Extra Segment):附加段寄存器
CS和IP
CS为代码段寄存器,IP为指令指针寄存器,它们指示了CPU当前要读取指令的地址
任意时刻,8086CPU都会将CS:IP指向的指令作为下一条需要取出执行的指令
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指令的执行过程
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总结
指令和数据
在内存或者磁盘上,指令和数据没有任何区别,都是二进制信息
CPU在工作的时候把有的信息看做指令,有的信息看做数据,为同样的信息赋予了不同的意义
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CPU根据什么将内存中的信息看做指令?
CPU将CS:IP指向的内存单元的内容看做指令
如果内存中的某段内容曾被CPU执行过,那么它所在的内存单元必然被CS:IP指向过
jmp指令
CPU从何处执行指令是由CS、IP中的内容决定的,我们可以通过改变CS、IP的内容来控制CPU执行目标指令
8086提供了一个mov指令(传送指令),可以用来修改大部分寄存器的值,比如
mov ax,10、mov bx,20、mov cx,30、mov dx,40
但是,mov指令不能用于设置CS、IP的值,8086没有提供这样的功能
8086提供了另外的指令来修改CS、IP的值,这些指令统称为转移指令,最简单的是jmp指令
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jmp指令 -- 练习
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代码段
DS和[address]
CPU要读写一个内存单元时,必须要先给出这个内存单元的地址,在8086中,内存地址由段地址和偏移地址组成
8086中有一个DS段寄存器,通常用来存放要访问数据的段地址
movbx,1000Hmovds,bxmoval,[0]
上面3条指令的作用将10000H(1000:0)中的内存数据赋值到al寄存器中
mov al,[address]的意思将DS:address中的内存数据赋值到al寄存器中
由于al是8位寄存器,所以是将一个字节的数据赋值给al寄存器
8086不支持将数据直接送入段寄存器中,mov ds,1000H是错误的
写几条指令,将al中的数据送入内存单元1000H中
movbx,1000Hmovds,bxmov[0],al
字型数据的传递(2个字节)
写出下面指令执行后寄存器ax,bx,cx中的值
内存
movax,1000Hmovds,axmovax,[0]movbx,[2]movcx,[1]addbx,[1]addcx,[2]
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大小端
大端模式,是指数据的高字节保存在内存的低地址中,而数据的低字节保存在内存的高地址中(高低\低高)(Big Endian)
小端模式,是指数据的高字节保存在内存的高地址中,而数据的低字节保存在内存的低地址中(高高\低低) (Little Endian)
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注意:ARM既可以工作在大端模式,也可以工作在小端模式
练习
写出下面指令执行后寄存器ax,bx,cx中的值
内存
movax,1000Hmovds,axmovax,11316mov[0],axmovbx,[0]subbx,[2]mov[2],bx
结果
mov指令
注意:“mov 内存单元, 内存单元”是不允许的,比如mov[0], [1]
add和sub指令
数据段
对于8086来说,在编程时,可以根据需要,将一组内存单元定义为一个段
我们可以将一组长度为N(N<=64KB)、地址连续、起始地址为16倍数的内存单元当做专门存储数据的内存空间,称为数据段。比如用123B0H~123B9H这段内存空间来存放数据,我们就可以认为123B0H~123B9H是一个数据段,它的段地址为123BH,长度为10字节
如何访问数据段中的数据?
用DS存放数据段的段地址,再根据需要,用相关指令访问数据段中的具体单元
练习
各寄存器的初始值:CS=2000H,IP=0,DS=1000H,AX=0,BX=0;
1.写出CPU执行的指令序列(用汇编指令写出)
2.写出CPU执行完指令后,CS,IP和相关寄存器中的数值
3.再次体会:数据和程序有区别吗?如何确定内存中的信息哪些是数据,哪些又是程序?