x86 下 CS 与 IP详解

CS和IP是8086CPU中两个最关键的寄存器,它们指示了CPU当前要读取指令的地址。

CS为代码段寄存器。

IP为指令指针寄存器。


在8086PC机中,任意时刻,设CS中的内容为M,IP中的内容为N,8086CPU将从内存(M*16)+N单元开始,读取一条指令并执行。

也可以这样表述:8086机中,任意时刻,CPU将CS:IP指向的内容当作指令执行。

图2.10展示了8086CPU读取、执行指令的工作原理(图中只包括了和所要说明的问题密切相关的部件,图中数字都为十六进制)。

wKioL1T9Ht7AebYYAAFd0mOVqYE522.jpg

图2.10说明如下。

(1) 8086CPU当前状态:CS中的内容为2000H,IP中的内容为0000H;

(2) 内存20000H~20009H单元存放着可执行的机器码;

(3) 内存20000H~20009H单元中存放的机器码对应的汇编指令如下。

地址:20000H~20002H,内容:B8 23 01,长度:3Byte,对应汇编指令:mov ax,0123H

地址:20003H~20005H,内容:BB 03 00,长度:3Byte,对应汇编指令:mov bx,0003H

地址:20006H~20007H,内容:89 D8,长度:2Byte,对应汇编指令:mov ax,bx

地址:20008H~20009H,内容:01 D8,长度:2Byte,对应汇编指令:add ax,bx


下面的一组图(图2.11~图2.19),以图2.10描述的情况为初始状态,展示了8086CPU读取、执行一条指令的过程。注意每幅图中发生的变化(下面对8086CPU的描述,是在逻辑结构、宏观过程的层面上进行的,目的是使读者对CPU工作原理有一个清晰、直观的认识,为汇编语言的学习打下基础。其中隐蔽了CPU的物理结构以及具体的工作细节)。


wKioL1T9IOTSW5MTAAFUhO19OLU818.jpg

2.11

wKiom1T9H8mA794ZAAFjMQB-MKU020.jpg

2.12

wKioL1T9IQOSSsvIAAFZ3xZDLPE649.jpg

2.13

wKiom1T9H-jhp0KyAAFcq_N-iak318.jpg

2.14

wKioL1T9IQOy-fGvAAFFwfj4R_U526.jpg

2.15

wKioL1T9IQOwRCH-AAFO-f17j78318.jpg

2.16

wKiom1T9H-iST7G6AAFPgG0RGjI640.jpg

2.17


(读取一条指令后,IP中的值自动增加,以使CPU可以读取下一条指令。因当前读入的指令B82301

长度为3个字节,所以IP中的值加3。此时,CS:IP指向内存单元2000:0003。)


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