段寄存器就是提供段地址的。
8086CPU有4个段寄存器:CS、DS、ES、SS
CS:代码段
DS:数据段
SS:堆栈段
ES:附加段
要从内存中读取指令或者数据,就要制定存储指令或者数据的内存单元的地址,
8086的地址总线的宽度为20位,而8086内部寄存器的宽度都是16位的,所以采用 段地址 * 16 + 偏移地址 的方法来生成20位的地址。
所以当8086CPU要访问内存时,由这四个寄存器提供内存单元的段地址。
CS和IP是8086CPU中最关键的寄存器,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。
CS提供代码段的段地址,IP提供偏移地址,CS:IP指向了CPU当前要读取指令的内存单元的地址。
8086读取和执行指令描述:
1、由CS产生段地址2000H,IP产生偏移地址0000H,然后经由地址加法器生成一个20位的地址:20000H。
2、地址20000H经由输入输出控制电路,被送入到20位的地址总线上。
3、地址为20000H的内存单元被选中,然后数据B82301经由数据总线(分三次传输)被送入到输入输出控制电路上。
4、B82301被送入到指令缓冲器中,IP寄存器的内容被自动加3。
5、执行控制器执行指令缓冲器中的内容。
6、重复步骤1~5。
细节:内存中的存储的二进制数据,无论它是code还是data,都是经由数据总线传输的,控制总线传输读写信号,地址总线传输由段地址和偏移地址构成的内存地址。
8086CPU加电启动或复位后(即CPU刚开始工作时)CS和IP被设置为CS=FFFFH,IP=0000H。
即在8086PC机刚启动时,CPU从内存FFFF0H单元中读取指令执行。
FFFF0H单元中的指令是8086PC机开机后执行那个的第一条指令。
在任何时候,CPU将CS、IP中的内容当做指令的段地址和偏移地址,用它们合成指令的物理地址,到内存中读取指令码,执行。
如果说,内存中的以短信息曾被CPU执行过的话,那么,它所在的内存单元必然被CS:IP指向过。
在CPU中,程序员能够用指令读写的部件只有寄存器,程序员可以通过改变寄存器中的内容实现对CPU的控制。
CPU从何处执行指令是由CS、IP中的内容决定的,程序员可以通过改变CS、IP中的内容来控制CPU执行目标指令。
我们如何改变CS、IP的值呢?
MOV指令,如MOV AX,123
MOV指令可以改变8086CPU大部分寄存器的值,被称为传送指令。
能够通过MOV指令改变CS、IP的值吗?
答案是:MOV指令不能用于设置CS、IP的值,8086CPU为CS、IP提供了另外的指令改变它们的值:转移指令JMP
同时修改CS、IP的内容:
JMP 段地址:偏移地址
例如:
JMP 2AE3:3
JMP 3:0B16
功能:用指令中给出的段地址修改CS,偏移地址修改IP。
仅修改IP的内容:
JMP 某一合法寄存器(合法寄存器例如通用寄存器)
例如:
JMP AX (类似于MOV IP, AX)
JMP BX
功能:用寄存器中的值修改IP。
问题分析:CPU运行的流程
1、CS = 2000H,IP = 0000H,选中的内存单元为20000H
2、执行20000H内存单元的指令 MOV AX, 6622H
3、CS = 2000H,IP = 0003H,选中的内存单元为20003H
4、执行20003H内存单元的指令 JMP 1000:3
5、CS = 1000H,IP = 0003H,选中的内存单元为10003H
6、执行10003H内存单元的指令 MOV AX, 0123H
7、CS = 1000H,IP = 0006H,选中的内存单元为10006H
8、执行100006H内存单元的指令 MOV BX, AX
9、CS = 1000H,IP = 0008H,选中的内存单元为10008H
10、执行10008H内存单元的指令 JMP BX
11、CS = 1000H,IP = 0000H,选中的内存单元为10000H
12、执行10000H内存单元的指令 MOV AX, 0123H
13、重复步骤5~12
对于8086PC机,在编程时,可以根据需要,将一组内存单元定义为一个段。
可以将长度为N(N<=64KB)的一组代码,存在一组地址连续,起始地址为16的倍数的内存单元中,这段内存是用来存放代码的,从而定义了一个代码段。
这段长度为10字节的字节的指令,存在从123B0H~123B9H的一组内存单元中,我们就可以认为,123B0H~123B9H这段内存单元是用来存放代码的,是一个代码段,它的段地址为123BH,长度为10个字节。
如何使得代码段中的指令被执行呢?
将一段内存当做代码段,仅仅是我们在编程时的一种安排,CPU并不会由于这种安排,就自动将我们定义的代码段中的指令当做指令来执行。
CPU只认被CS:IP指向的内存单元中的内容为指令。
所以要将CS:IP指向所定义的代码段中的第一条指令的首地址。
段地址在8086CPU的寄存器中存放,当8086CPU要访问内存时,由段寄存器提供内存单元的段地址,8086CPU有4个段寄存器,其中CS用来存放指令的段地址。