汇编语言:二、寄存器

CPU的组成:

运算器:信息处理

寄存器:信息存储

控制器:控制各种器件工作

内部总线:连接各种器件,进行数据传输。

通用寄存器

8686CPU的所有寄存器都是16位,可存放两个字节。

通用寄存器:ACBXCXDX

这四个寄存器通常用于存放一般性数据,被称为通用寄存器

例子:


AX寄存器的逻辑结构

  由于8086CPU的AC、BX、CX、DX这四个通用寄存器都可以分为两个可独立使用的8位寄存器。

  AX可分为AHAL(H表示高位,L表示低位)

  BX可分为BHBL

  CX可分为CHCL

  DX可分为DHDL

十六位寄存器分为两个八位寄存器


几条汇编指令


汇编指令举例

    写一条汇编指令时,是不区分大小写的。

问题:分析执行指令后AX、BX中的数据?


数据:AX :8226H    BX:8226H

指令:ADD AX,BX

解析:8226H+8226H=1044CH

1044CH超过了存储器的存储范围,故AX无法存储1044CH,高位丢失,AX中的数据为044CH,BX中的数据仍然为8226H

数据:AX :00C5

指令:ADD AL,93H

解析:这里AX分成两个寄存器,AL中的数据为00,AL中的数据为C5。

指令要求将93H加到AL中,由于C5+93=158H,超过寄存器存储范围,1丢失,AL中的数据为58,即AX中的数据为0058H

(虽然1丢失但CPU并不是真正的丢弃这个值,后续内容会讨论这个问题)

注意

      当AX分为AL和AH两个寄存器时,它们是独立的,如上面解析中的1不能存到AH里面。

      在进行数据传送或运算时,指令两个操作对象位数要一致,否则都是错误指令。

16位结构的CPU

8086CPU:16位

8080、8085CPU:15位 (8086的上一代)

16位结构CPU的结构特性

1、运算器一次最多处理16位数据

2、寄存器最大宽度为16位

3、寄存器和运算器之间的通路为16位

8086CPU给出物理地址的方法

8086CPU采用一种在内部用两个16位地址合成的方法来形成一个20位的物理地址。它有20位地址总线,达到1MB的寻址能力。


8086CPU相关部件的逻辑结构

当它要读写内存的时候,过程如下:

1、CPU中相关部件提供两个16位的地址——段地址偏移地址

2、段地址和偏移地址通过内部总线送入地址加法器

3、加法器将两个16位地址合成一个20位地址,并送入输入输出控制电路

4、控制电路将20位物理地址送到地址总线,然后被地址总线传送到存储器。

将两个16位地址合成一个20位地址的方法

物理地址=段地址*16+偏移地址

例:8086CPU访问地址为123C8H的内存单元

1、相关部件将段地址和偏移地址送入加法器:段地址:1230,偏移地址:00C8

2、段地址*16=12300,偏移地址:00C8

3、物理地址:段地址*16+偏移地址=12300+00C8=123C8

段地址*16实际上就是将以二进制形式存放的段地址左移4个位。

段地址的概念

在内存中,并没有分段的概念,段的划分来自于CPU,CPU用‘物理地址=基础地址(段地址*16)+偏移地址’的方式给出内存单元的物理地址。

例子:

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(基础地址/16),大小为100H(10000H-100FFH+1)。

我们也可以认为地址10000H~1007FH、10080H~100FFH的内存单元组成两个端,它们的起始地址为:10000H和10080H,段地址为1000H和1008H,大小都为80H。


分段

段寄存器

段寄存器用于存放段地址。

8086CPU有4个段寄存器:CSDSSSES

CS和IP

CS:代码段寄存器

IP:指令指针寄存器

在8086PC机中,任意时刻,CPU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。

CPU执行指令的过程(具体看《汇编语言》王爽著第26页)

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