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汇编语言_03

汇编语言_03

作者: 番薯大佬 | 来源:发表于2017-07-17 09:38 被阅读38次

8086
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


寻址方式.png
物理地址.png
物理地址02.png

结论:CPU可以用不同的段地址和偏移地址形成一个物理地址。比如CPU要访问21F60H单元,则它给出的段地址SA和偏移地址EA满足 SA x 16 + EA = 21F60H 即可。

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
      内存分段管理.png
  • 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

给定一个段地址,仅通过变化偏移地址来进行寻址,最多可定位多少个内存单元?

结论:偏移地址16位,变化范围为0FFFFH,仅用偏移地址来寻址最多可寻64KB个内存单元。比如给定段地址1000H,用偏移地址寻址,CPU的寻址范围为:10000H1FFFFH。
在8086PC机中,存储单元的地址用两个元素来描述,即段地址和偏移地址。

“数据在21F60H内存单元中。”这句话对于8086PC机一般不这样讲,取而代之的是两种类型的说法:(1)数据存在内存2000:1F60中;(2)数据存在内存的2000H段中的1F60H单元中。这两种描述都 表示“数据在内存21F60H”单元中。

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


    指令原理.png
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指令的执行过程


指令执行01.png
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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

例如:内存中的二进制信息 1000100111011000,计算机可以把它看作大小为 89D8H 的数据来处理,也可以将其看作指令 mov ax,bx 来执行。
数据:1000100111011000 -> 89D8H
程序:1000100111011000 -> mov ax,bx

  • 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

若想同时修改CS、IP的内容,可用形如“jmp段地址:偏移地址”的指令完成,如:
jmp 2AE3:3,执行后:CS = 2AE3H,IP = 0003H,CPU将从 2AE33H 处读取指令。
jmp 3:0B16,执行后:CS = 0003H,IP = 0B16H,CPU将从 00B46H 处读取指令。

"jmp 段地址:偏移地址"指令的功能为:用指令中给出的段地址修改CS,偏移地址修改IP。

若想仅修改IP的内容,可用形如"jmp某一合法寄存器"的指令完成,如:

jmp ax,,指令执行前:ax = 1000H,CS = 2000H,IP = 0003H
指令执行后:ax = 1000H,CS = 2000H,IP = 1000H

jmp bx,指令执行前:bx = 0B16H,CS = 2000H,IP = 0003H
指令执行后:bx = 0B16H,CS = 2000H,IP = 0B16H

"jmp 某一合法寄存器"指令的功能为:用寄存器中的值修改IP。
jmp ax,在含义上好似:mov IP,ax。

jmp指令--练习


jmp指令练习01.png
jmp指令练习02.png
jmp指令练习03.png

代码段
前面讲过,对于8086PC机,在编程时,可以根据需要,将一级内存单元定义为一个段。我们可以将长度为N(N <= 64 KB)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,我们可以这样认为,这段内存是用来存放代码的,从而定义了一个代码段。比如:

mov ax,0000    (B8 00 00)
add bx,0123H   (05 23 01)
mov bx,ax      (8B D8)
jmp bx         (FF E3)

这段长度为 10 个字节的指令,存放在 123B0H~123B9H 的一组内存单元中,我们就可以认为 123B0H~123B9H 这段内存是用来存放代码的,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?将一段内存当作代码段,仅仅是我们在编程时的一种安排,CPU并不会由于这种安排,就自动地将我们定义的代码段中的指令当作指令来执行。CPU只认被 CS:IP 指向的内存单元中的内容为指令。所以,要让CPU执行我们放在代码段中的指令,必须要将 CS:IP指向所定义的代码段中的第一条指令的首地址。对于上面的例子,我们将一段代码存放在 123B0H~123B9H 内存单元中,将其定义为代码段,如果要让这段代码得到执行,可设 CS = 123BH、IP = 0000H。

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