在汇编中,大部分指令都是和CPU与内存相关的
内存
- 内存空间的大小受CPU地址总线宽度的限制。8086的内存地址范围为0x00000~0xFFFFF
- 0x00000 ~ 0x9FFFF:主存储器。可读可写
- 0xA0000 ~ 0xBFFFF:显存地址空间。可读可写
- 0xCFFFF ~ 0x FFFFF:存储各种硬件系统信息。只读
CPU
总线
- 地址总线
- 数据总线
- 控制总线
地址总线
它决定了CPU的寻址能力
-
8086的地址总线宽度是20,寻址能力是1M
一根总线可以传的 2^1 个值(0,1).所以20根地址总线可以传递 2^20 个值。内存中一个内存单元保存一个字节,所以8086的寻址能力是1M
数据总线
它决定CPU的传输能力
-
8086的数据总线宽度是16,每次可以传输2个字节
数据总线传递的是数据,16根同时放电,一次可以传输16个bit位,为2个Byte
控制总线
- CPU对其它控件的控制,通过其传输
寄存器
不同的CPU,寄存器的个数、结构是不同的(8086是16位结构的CPU)
-
8086有14个寄存器
- 都是16位的寄存器
-
可以存放2个字节
通用寄存器
数据寄存器
- 通常,CPU会先将内存中的数据存储到通用寄存器,然后再对通用寄存器中的数据进行运算
- AX、BX、CX、DX:可以存放两个字节 *H、 *L ( * = A/B/C/D )。
寻址方式
物理地址 = 基地址 + 偏移地址
* 8086的地址总线是20根,可以寻址的范围为0x00000 ~ 0xFFFFF。CPU是16位,计算出来的地址范围是0x0000 ~ 0xFFFF。为了满足地址总线的寻址范围,采用基地址+偏移地址的方法,通过CPU中的地址加法器计算出物理地址,再由地址总线传给内存,寻找物理地址。
* 基地址必须是16的倍数
* 偏移地址的寻址范围为64kb(0x0000 ~ 0xFFFF)
* 8086内存最大可以分成16段。2^20 / 2 ^ 16 = 2^4
段寄存器
8086有四个段寄存器: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
分析CS和IP的工作流程
- 程序启动时CS指向2000H,IP指向0000H
地址加法器计算CPU需要在内存中寻找的地址单元 20000H
地址加法器计算的20位地址结果传入输入输出控制电路
输入输出控制电路通过地址总线将地址传入内存
在内存中找到20000H地址单元,读取指令
指令通过数据总线传回输入输出控制电路
将指令放入指令缓冲器
修改IP中0000H的值
-
执行控制器
注意: 指令一旦放入指令缓冲器,立即修改IP的值,然后才会执行指令 补充: * 在内存中读数据时,读多少个字节由汇编指令决定 * 指令通过数据总线传回时,一次传多少字节由数据总线决定 * 8086CPU启动时CS和IP分别被设置为CS=0xFFFFH,IP=0000H
指令和数据
内存或磁盘上,指令和数据没有任何区别
同样的信息既可以被CPU认为指令,又可以被认为数据
-
通过CS:IP指向的时候被认为指令,通过DS指向时被认为数据
注意: 如果内存中的内容曾被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从何处执行指令由CS,IP中的内容决定,所以可以通过修改CS,IP中的来控制CPU执行的目标指令
- 8086提供mov指定,它可以修改大部分寄存器的值,但是不能修改CS,IP中的值。
- 8086提供额外的指令来修改CS,IP,最简单的是jmp指令
jmp用法:
- jmp CS:IP 该指令执行后CPU直接从修改后的CS:IP执行指令
- jmp 数据寄存器,该指令将数据寄存器中的值,赋值给IP。适合CS不变的情况下使用
DS和[address]
DS,通常存放要访问数据的段地址
DS不能直接由mov ds,10000H赋值,需要数据寄存器间接
-
【address】表示内存单元地址
向ds中存入地址 mov bx,1000H mov ds,bx mov al,[0]
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)
-
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)
注意: ARM既可以工作在大端模式,也可以工作在小端模式
栈
- 栈:是一种具有特殊访问方式的存储空间
- 8086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PUSH和POP指令操作栈段的数据
PUSH
-
push ax 将ax中的数据入栈
入栈过程: 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
-
pop ax 将栈中数据存放到ax中
出栈过程: 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 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=10H
栈顶超界
当栈满的时候再使用push指令入栈,或栈空的时候再使用pop指令出栈,都将发生栈顶超界问题
栈顶超界是非常危险的,因为栈空间之外可能存放其他有用的数据、代码等。栈顶超界会覆盖这个数据、代码
注意:
在8086中,push、pop操作的数据都是2个字节的
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 10010H~1001FH 这段内存空间当做栈来使用,我们就可以认为 10010H~1001FH 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