第三章 寄存器（内存访问）

Posted 2021-01-20 jywe

学号：20171308150 姓名：江漪雯 班级：17计科4班

一、 内存中字的存储

1. 8086CPU中，用16位寄存器来存储一个字。高8位存放高位字节，低8位存放低位字节。
2. 在内存中存储时，由于内存单元是字节单元（一个单元存放一个字节），则一个字要用两个地址连续的内存单元来存放，这个字的低位字节存放在低地址单元中，高位字节存放在高地址单元中。
3.字单元：存放一个字型数据（16位）的内存单元，由两个地址连续的内存单元组成。高地址内存单元中存放字型数据的高位字节，低地址内存单元中存放字型数据的低位字节。
4.在以后的过程中，将起始地址为N的字单元简称为N地址字单元。

值得注意的是：字节型数据占1个单元，字型数据占2个连续的内存单元。我们通常使用字型数据单元（字单元）。

二、DS和 [address]
1. 8086CPU中的DS寄存器，通常用来存放要访问数据的地址。例如我们读取10000H单元的内容，代码如下：
mov bx，1000H
mov ds，bx
mov al，[0]
2. mov指令功能：
1)  将数据直接送入寄存器
2)  将某个寄存器中的内容送入另一个寄存器中
3)  将一个内存单元中的内容送入一个寄存器中
格式：
mov 寄存器名 内存单元地址（偏移地址，段地址在DS中）,[]说明操作对象的源地址是一个内存单元，8086CPU会自动取ds中的数据位内存单元的段地址。
3. 由于8086CPU硬件设计的缘故，它不支持用mov指令将地址数据直接写到段地址寄存器中，只能先写到某个通用寄存器中，然后再写到段地址寄存器中。

三、字的传送
将寄存器中的值写入到内存单元中：
mov bx，1000H
mov ds，bx
mov ax，[0] ;1000:0处的字型数据送入ax
mov [0],cx  ;cx中的16位数据送到1000:0处
四、mov、add、sub指令
1.         mov 指令的几种形式：
1)        mov 寄存器，  数据       如：mov ax，8
2)        mov 寄存器，  寄存器     如：mov ax，bx
3)        mov 寄存器，  内存单元   如：mov ax，[0]
4)        mov 内存单元，寄存器     如：mov [0]，ax
5)        mov 段寄存器，寄存器     如：mov ds，ax
6)        mov 寄存器，段寄存器        如：mov ax，ds
7)        mov 内存单元，段寄存器     如：mov [0]，cs
8)        mov 段寄存器，内存单元     如：mov cs，[0]
2.         add和sub指令同mov一样，都有两个操作对象：
1)        add 寄存器，数据                       如：add ax，8
2)        add 寄存器，寄存器             如：add ax，bx
3)        add 寄存器，内存单元                如：add ax，[0]
4)        add 内存单元，寄存器                如：add [0]，ax
5)        sub 寄存器，数据          如：sub ax，9
6)        sub 寄存器，寄存器             如：sub ax，bx
7)        sub 寄存器，内存单元          如：sub ax，[0]
8)        sub 内存单元，寄存器      如：sub [0]，ax
五、数据段
1.     对于8086CPU机，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的倍数的内存单元当做专门存储数据的内存空间，从而定义了一个数据段。
2.    将一段内存当做数据段，是我们在编程时的一种安排，可以在具体操作的时候，用ds存放数据段的段地址，在根据需要，用相关指令访问数据段中的具体单元。
六、栈
1.  栈是一种具有特殊的访问方式的存储空间，先进后出，后入先出。联想：在一个盒子内放书。
2.  栈有两个基本的操作：入栈PUSH和出栈POP。
七、CPU提供的栈机制
1. 现今的CPU中都有栈的设计，8086CPU也不例外。8086CPU提供相关的指令来以栈的方式访问内存空间。这意味着，在基于8086CPU编程的时候，可以将一段内存当做栈来使用。
2. 8086CPU提供入栈和出栈指令，最基本的两个是PUSH（入栈）和POP(出栈)。如：
push ax，将寄存器ax中的数据入栈，pop ax表示从栈顶取出数据到ax。对栈的操作都是以字为单位进行的。
3. 栈顶为低地址，也即是说栈增长方向是从高到低。在栈操作指令完成后，栈顶是指向有数据的（栈为空时例外）。
4. 8086CPU中，有两个寄存器，段寄存器SS和寄存器SP，栈顶的段地址存放在SS中，偏移地址存放在SP中，任意时刻，SS：SP指向栈顶元素。
5. push指令和pop指令执行时，CPU从SS和SP中得到栈顶的地址。
6. push ax的执行过程：
1) 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
2) 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。
7. pop ax的执行过程：
1) 将SS:SP指向的内存单元处的数据送入ax中。
2) 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。
八、栈顶超界的问题
1. 栈顶超界既可以发生在入栈时，也可以发生在出栈时。
2. 栈顶超界是危险的，栈空间外的空间可能存放了有其他用途的数据、代码。如果在出栈入栈时不小心将这些数据、代码意外地改写，将会引发一连串的错误。
3. 8086CPU不保证我们对栈的操作不会超界。也就是说，8086CPU只知道栈顶在何处（由SS：SP指示），而不知道我们安排的栈空间有多大。类似的，CPU只知道当前要执行的指令在何处（由CS:IP指示），而不知道要执行的指令有多少。从这两点看出，8086CPU的工作机理,它只考虑当前的情况：当前的栈顶在何处、当前要执行的指令是哪一条。
4. 我们在编程的时候要自己操心栈顶超界的问题，要根据可能用到的最大栈空间，来安排栈的大小，防止入栈的数据太多而导致的超界；执行出栈操作的时候也要注意，以防栈空的时候继续出栈而导致的超界。
九、 push、pop指令
1. push和pop指令是可以在寄存器和内存单元之间传送数据的。
2. push和pop指令的格式可以是如下形式：
1) push 寄存器                pop 寄存器
2) push 段寄存器            pop 段寄存器
3) push 内存单元            pop内存单元

3.push，pop指令实质上就是一种内存传送指令，可以在寄存器和内存之间传送数据，与mov指令不同的是，push和pop指令访问的内存单元的地址不是在指令中给出的，而是由SS:SP指出的。同时，push和pop指令还要改变SP中的内容。

4. push和pop指令不同于mov指令，CPU执行mov指令只需一步操作，就是传送，而执行push、pop指令却需要两步操作。