CPU Segments

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1.Introduction

8086CPU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。段地址在8086CPU的段寄存器中存放，8086CPU有4个段寄存器：CS，DS，SS，ES。

CS为Code Segment，代码段寄存器，结合指令指针寄存器IP(Instruction Pointer)来确定要执行的下一条指令的内存地址；

DS为Data Segment，数据段寄存器；

SS为Stack Segment，栈段寄存器；

ES为Extra Segment，附加寄存器；

我们可以将一段内存定义为一个段，用一个段地址指示段，用偏移地址来访问段内的单元，这完全是我们自己来安排。我们可以设定一个段存放数据，将它定义为DS；设定一个段存放代码，将它定义为CS；设定一个段当作栈，将它定义为SS。

对于数据段，将它的地址放在DS寄存器中，用mov, add, sub等访问内存单元时，CPU就将我们定义的数据段中的内容当作数据来访问；

对于代码段，将它的地址放在CS寄存器中，将段第一条指令的偏移地址放在IP中，这样CPU就将执行我们定义的代码段中的指令；

对于栈段，将它的段地址放在SS寄存器中，将栈顶单元的偏移地址放在SP中，这样CPU在需要进行栈操作时，比如执行push, pop指令，就将我们定义的栈段当作栈空间来使用。

2. Data Segment

通过DS寄存器，可以设置任意内存中的数据。

mov ax , 1000  

mov ds , ax 

mov ax , 1123  

mov [ 0 ] , ax 

 

由上图可知，可以通过数据段寄存器DS来设置内存中的数据。

3. Stack Segment

现在的CPU中都有栈的设计，8086CPU也不例外。8086CPU提供相关的指令来以栈的方式访问内存空间。这意味着，在基于8086CPU编程时，可以将一段内存当作栈来使用，并提供了入栈和出栈的指令push, pop。那么问题来了，如何任性地指定哪段内存作为栈来使用呢？8086CPU中提供了两个寄存器SS和SP来完成这项任务。栈顶的段地址存放在段寄存器SS中，偏移地址存放在SP中。这个用法和CS:IP的用法是一样的。

mov ax , 1000  

mov ss , ax 

mov ds , ax 

mov ax , 10  

mov sp , ax 

push  ax 

 

将上述代码通过A命令，输入到Debug程序中。

通过命令T来执行上述代码。

通过两次push，将1000:000E处和1000:000C处的值设置成了ax中的值。字在内存中存储时，要用两个地址连续的内存单元来存放，字的低字节存放在低地址单元，高位字节存放在高地址单元。通过上图可以看出入栈push时，栈顶指针SP寄存器是在减少的，每次减少了一个字，即两个字节。出栈的过程SP的过程正好相反，是在增加的。

从上面的例子还可以看出，同一段内存空间，即可以用来当作数据段，也可以用来当作栈来使用。