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10000H1007FH、10080H100FFH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


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123B0H123B9H这段内存空间来存放数据,我们就可以认为123B0H123B9H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

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.


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10010H1001FH这段内存空间当做栈来使用,我们就可以认为10010H1001FH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


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