汇编基础(二)

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

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;
• 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

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

  
  
  
  

指令的执行过程

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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

  
  

• 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

jmp指令 -- 练习

答案

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

mov bx,1000H
mov ds,bx
mov al,[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

mov bx,1000H
mov ds,bx
mov [0],al

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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

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

mov ax,1000H
mov ds,ax
mov ax,11316
mov [0],ax
mov bx,[0]
sub bx,[2]
mov [2],bx

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

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栈

栈：是一种具有特殊的访问方式的存储空间（后进先出， Last In Out Firt，LIFO）

8086会将CS作为代码段的段地址，将CS:IP指向的指令作为下一条需要取出执行的指令
8086会将DS作为数据段的段地址，mov ax,[address]就是取出DS:address的内存数据放到ax寄存器中
8086会将SS作为栈段的段地址，任意时刻，SS:SP指向栈顶元素
8086提供了PUSH（入栈）和POP（出栈）指令来操作栈段的数据
比如push ax是将ax的数据入栈，pop ax是将栈顶的数据送入ax

push ax

push ax 的执行由以下两个步骤完成
SP = SP - 2,SS:SP 指向当前栈顶前面的单元,以当前栈顶前面的单元为新的栈顶;
将ax中的内容送入 SS:SP 指向的内存单元处,SS:SP此时指向新栈顶

pop ax

pop ax的执行过程和push ax刚好相反,由以下两步完成
将SS:SP指向的内存单元处的数据送入ax中;
SP=SP+2,SS:SP 指向当前栈顶下面的单元,以当前栈顶下面的单元为新的栈顶

思考

如果将10000H 到 1000FH 这段空间当做栈,初始状态栈是空的,此时,SS=1000H,SP=?思考后看分析

栈空,SS:SP执行栈控件最高地址单元的下一个单元

栈顶超界

push

注意:在8086中，push、pop操作的数据都是2个字节的

练习

编程:
(1)将10000H到1000FH 这段空间当做栈,初始状态栈是空的;
(2)设置AX=001AH,BX=001BH;
(3)利用栈,交换AX和BX中的数据.

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mov ax,1000H
mov ss,ax
mov sp,0010H

mov ax,001AH
mov bx,001BH

push ax
push bx
pop ax
pop bx

栈段

• 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，当做栈空间来使用，称为栈段。比如用10010H_{1001FH这段内存空间当做栈来使用，我们就可以认为10010H}1001FH是一个栈段，它的段地址为1001H，长度为16字节
• 如何使用push、pop等栈操作指令访问我们定义的栈段？
  • 用SS存放栈段的段地址，用SP存放栈顶的偏移地址

段总结

练习