汇编语言(王爽)-寄存器(内存访问)

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内存中字的存储

CPU中，用16位寄存器来存储一个字，高8位存放高位字节，低8位存放低位字节

内存中，一个内存单元存放一个字节，一个字则需要两个地址连续的内存单元来存放。字的低位字节存放在低地址单元中，高位字节存放在高地址单元中

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0和1两个内存单元中存放数据4E20H

2和3两个内存单元中存放数据0012H

字单元

存放一个字型数据(16位)的内存单元，由两个地址连续的内存单元组成。高地址内存单元中存放字型数据的高位字节，低地址内存单元中存放字型数据的低位字节

如上图

  1. 0地址单元中的字节型数据是20H

  2. 0地址字单元中存放的字型数据是4E20H

  3. 1地址字单元中存放的字型数据位124EH

由此可知，任何两个地址连续的内存单元，N号单元和N+1号单元，可以将它们看成两个内存单元，也可以看成一个地址为N的字单元中的低位字节单元和高位字节单元

DS和[address]

CPU要读写一个内存单元时，需首先给出这个内存单元的地址。

在8086PC中，内存地址由段地址和偏移地址组成

8086CPU中，DS寄存器用于存放要访问的数据的段地址

  1. 例：读取10000H内存单元的内容至al中

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

    格式：mov 寄存器名，内存单元地址

    [...]表示一个内存单元，[...]中的0表示内存单元的偏移地址

    在读取内存的指令执行时，8086CPU将自动取DS中的数据为内存单元的段地址，结合[...]中的偏移地址形成内存物理地址，即可将内存单元中的数据读取出来存到al中

    8086CPU不支持将数据直接送入段寄存器的操作，只可用一个寄存器进行中转，即先将段地址送入通用寄存器，再由通用寄存器送入段寄存器

  2. 例：将al中的数据送入内存单元10000H中

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

    格式：mov 内存单元地址，寄存器名

字的传送

8086CPU是16位结构，有16根数据线，可一次性传送16位的数据，即一个字

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MOV,ADD,SUB指令

MOV指令

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mov 寄存器,数据			mov ax,8
mov 寄存器,寄存器		mov ax,bx
mov 寄存器,内存单元		mov ax,[0]
mov 内存单元,寄存器		mov [0],ax
mov 段寄存器,寄存器		mov ds,ax
mov 寄存器,段寄存器		mov ax,ds
mov 内存单元,段寄存器		mov [0],cs
mov 段寄存器,内存单元		mov ds,[0]
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mov 段寄存器,内存单元

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ADD指令

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add 寄存器,数据		add ax,8
add 寄存器,寄存器	add ax,bx
add 寄存器,内存单元	add ax,[0]
add 内存单元,寄存器	add [0],ax

SUB指令

减法指令

sub ax,9含义：用ax中的值减去9后保存到ax中

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sub 寄存器,数据		sub ax,9
sub 寄存器,寄存器	sub ax,bx
sub 寄存器,内存单元	sub ax,[0]
sub 内存单元,寄存器	sub [0],ax

数据段

可以将一组长度为N(N<=64KB)，地址连续，起始地址为16的倍数的内存单元当作专门存储数据的内存空间，从而定义了一个数据段

定义数据段

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操作数据段

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mov ax,123BH
mov ds,ax
mov al,[0]
mov al,[1]
mov al,[2]

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栈

具有特殊访问方式的存储空间

基本操作：入栈，出栈

操作规则：LIFO(后进先出)

CPU提供的栈机制

8086CPU提供相关的指令来以栈的方式访问内存空间，即可以将一段内存当作栈来使用

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push		;入栈
pop			;出栈

push ax		;将ax中的数据送入栈中
pop ax		;从栈顶取出数据送入ax

8086CPU的入栈与出栈操作以字为单位进行

CPU如何知道栈顶的位置

8086CPU中，有两个寄存器，段寄存器SS和寄存器SP

SS存放栈顶的段地址

SP存放栈顶的偏移地址

任意时刻，SS:SP指向栈顶元素

push指令和pop指令执行时，CPU从SS和SP中得到栈顶地址

不可直接向段寄存器SS送入数据，需使用通用寄存器中转

PUSH ax指令

  1. SP=SP-2,SS:SP指向当前栈顶上方内存单元，此单元为新的栈顶

  2. 将ax中的内容送入SS:SP指向的内存单元处，SS:SP此时指向新的栈顶

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8086CPU中，入栈时，栈顶从高地址向低地址方向增长

POP ax指令

  1. 将SS:SP指向的内存单元处的数据送入ax中

  2. 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

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当栈顶数据执行了出栈操作，此数据并未在栈中删除，但其已经不存在于栈中了，因栈顶的地址是由SS:SP确定的，当其他数据执行入栈操作时，可覆盖已出栈的数据

栈空

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任意时刻，SS:SP指向栈顶元素，当栈为空时，栈中没有元素，也就不存在栈顶元素，所以SS:SP只能指向栈的最底部单元下面的单元，该单元的偏移地址为栈最底部的字单元的偏移地址+2

栈顶超界问题

栈满超界

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栈空超界

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8086CPU无法提供任何机制判断对栈的操作是否超界。8086CPU只考虑当前的情况：当前的栈顶在何处、当前要执行的指令是哪一条。

所以只能靠程序员编程时注意出栈，入栈的栈的超界问题。

push、pop指令

push和pop指令可以在寄存器和内存之间传送数据

格式：

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push 寄存器	;寄存器数据入栈
pop 寄存器	;出栈至寄存器

push 段寄存器	;段寄存器数据入栈
pop 段寄存器	;出栈至段寄存器

push 内存单元	;内存字单元数据入栈(栈操作以字为单位)
pop 内存单元	;出栈至内存字单元

push指令与pop指令实质上是一种内存传送指令

栈段

将长度为N(N<=64KB)的一组地址连续，起始地址为16的倍数的内存单元，当作栈空间来使用，从而定义了一个栈段

将一段内存当作栈段，是程序员行为，CPU不会识别栈段，想要栈操作指令可以访问自定义的栈段，需将SS:SP指向自定义栈段

用机器指令和汇编指令编程

Debug的使用

D命令

d 段地址:偏移地址语句查看指定内存单元的内容

d 段寄存器:偏移地址，以段寄存器中的数据为段地址SA，列出从SA:偏移地址开始的内存区间中的数据

例:

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    -r ds
    :1000
    -d ds:0

    查看从1000:0开始的内存区间中的内容

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    -r ds
    :1000
    -d ds:10 18

    查看1000:10-1000:18中的内容

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    -d cs:0

    查看当前代码段中的指令代码

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    -d ss:0

    查看当前栈段中的内容

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在E、A、U命令中使用段寄存器

同D命令相同，使用段寄存器表示内存单元的段地址

例：

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    -r ds
    :1000
    -e ds:0 11 22 33 44 55  66

    在从1000:0开始的内存区间中写入数据

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    -u cs:0

    以汇编指令的形式，显示当前代码段中的代码

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    -r ds
    :1000
    -a ds:0

    以汇编指令的形式，向1000:0开始的内存单元中写入指令

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下一条指令执行了吗？

在debug中，用A命令写一段程序

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mov ax,2000
mov ss,ax
mov sp,10		;将2000:0000-2000:000F为栈空间，初始化栈顶
mov ax,3123
push ax
mov ax,3366
push ax			;向栈中压入两个数据

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当使用T命令进行单步运行时，mov sp,10未执行，但是寄存器sp的值已经修改，说明mov sp,10在mov ss,ax之后紧接着执行了

结论：Debug的T命令在执行修改寄存器SS的指令时，下一条指令也紧接着执行了，这属于中断机制

---------------The End---------------
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