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CPU Segments

Posted on 2016-04-12 23:49 eryar 阅读(930) 评论(0)  编辑 收藏 引用

CPU Segments

eryar@163.com

1.Introduction

8086CPU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。段地址在8086CPU的段寄存器中存放,8086CPU有4个段寄存器:CS,DS,SS,ES。

CS为Code Segment,代码段寄存器,结合指令指针寄存器IP(Instruction Pointer)来确定要执行的下一条指令的内存地址;

DS为Data Segment,数据段寄存器;

SS为Stack Segment,栈段寄存器;

ES为Extra Segment,附加寄存器;

我们可以将一段内存定义为一个段,用一个段地址指示段,用偏移地址来访问段内的单元,这完全是我们自己来安排。我们可以设定一个段存放数据,将它定义为DS;设定一个段存放代码,将它定义为CS;设定一个段当作栈,将它定义为SS。

对于数据段,将它的地址放在DS寄存器中,用mov, add, sub等访问内存单元时,CPU就将我们定义的数据段中的内容当作数据来访问;

对于代码段,将它的地址放在CS寄存器中,将段第一条指令的偏移地址放在IP中,这样CPU就将执行我们定义的代码段中的指令;

对于栈段,将它的段地址放在SS寄存器中,将栈顶单元的偏移地址放在SP中,这样CPU在需要进行栈操作时,比如执行push, pop指令,就将我们定义的栈段当作栈空间来使用。

2. Data Segment

通过DS寄存器,可以设置任意内存中的数据。

mov ax,1000 

mov ds
,ax 

mov ax
,1123 

mov [
0],ax 

 

wps_clip_image-16116

wps_clip_image-30111

由上图可知,可以通过数据段寄存器DS来设置内存中的数据。

3. Stack Segment

现在的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编程时,可以将一段内存当作栈来使用,并提供了入栈和出栈的指令push, pop。那么问题来了,如何任性地指定哪段内存作为栈来使用呢?8086CPU中提供了两个寄存器SS和SP来完成这项任务。栈顶的段地址存放在段寄存器SS中,偏移地址存放在SP中。这个用法和CS:IP的用法是一样的。

mov ax,1000 

mov ss
,ax 

mov ds
,ax 

mov ax
,10 

mov sp
,ax 

push ax 

 

wps_clip_image-29098

将上述代码通过A命令,输入到Debug程序中。

wps_clip_image-7124

通过命令T来执行上述代码。

wps_clip_image-1832

通过两次push,将1000:000E处和1000:000C处的值设置成了ax中的值。字在内存中存储时,要用两个地址连续的内存单元来存放,字的低字节存放在低地址单元,高位字节存放在高地址单元。通过上图可以看出入栈push时,栈顶指针SP寄存器是在减少的,每次减少了一个字,即两个字节。出栈的过程SP的过程正好相反,是在增加的。

从上面的例子还可以看出,同一段内存空间,即可以用来当作数据段,也可以用来当作栈来使用。


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