汇编语言_03

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

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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10000H_{1007FH、10080H}100FFH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
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• 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0_{FFFFH，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：10000H}1FFFFH。
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

  
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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

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

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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。