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第3章寄存器(内存访问)

# 第3章寄存器(内存访问)

# 3.1 内存中的字存储

CPU 中用16位寄存器存储一个字，高8位存放高位字节，低8位存放低位字节。内存单元是字节单元，一个单元存放一个字节，一个字需要使用两个连续的内存单元进行存放，这个字的低位字节存放在低地址单元，高位字节存放在高地址单元

问题：

0地址单元存放的字节型数据是多少？20
0地址单元存放的字型数据是多少？4E20
2地址单元存放的字节型数据是多少？12
2地址单元存放的字型数是多少？0012
1地址单元存放的字型数据是多少？124E

# 3.2 DS 和 [address]

CPU 要读写一个内存单元的时候，必须给出这个内存单元的地址。内存单元的地址由段地址和偏移地址组成。DS 寄存器通常需要存放访问数据的段地址

mov bx,1000H
mov ds,bx
mov al,[0]

[0]:表示内存单元的偏移地址
指令执行的时候，CPU 自动取 ds 中的数据作为内存单元的段地址
mov al,[0]：表示数据从1000:0 单元到 al 的传送

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mov ds,1000H 是非法的。

只能通过一个寄存器来进行中转，如 bx。

mov bx,1000H

mov ds,bx

# 3.3 字的传送

CPU 是16位结构，有16根数据线，可以一次性传送16位数据，就是一个字

# 3.4 mov、add、sub 指令

mov 指令可以有以下几种形式：

mov 寄存器，数据比如：mov ax，8
mov 寄存器，寄存器比如：mov ax，bx
mov 寄存器，内存单元比如：mov ax，[0]
mov 内存单元，寄存器比如：mov [0]，ax
mov 段寄存器，寄存器比如：mov ds，ax

add 和 sub 指令有以下几种形式：

add 寄存器，数据比如: add ax,8
add 寄存器，寄存器比如:add ax,bx
add 寄存器，内存单元比如:add ax,[0]
add 内存单元，寄存器比如:add [0],ax
sub 寄存器，数据比如:sub ax,9
sub 寄存器，寄存器比如:sub ax,bx
sub 寄存器，内存单元比如:sub ax,[0]
sub 内存单元，寄存器比如:sub [0],ax

# 3.5 数据段

总结

字在内存中存储，使用两个地址连续的内存单元存放，低位字节存放在低地址单元，高位字节存放在高地址单元

使用 mov 指令访问内存单元，可以在 mov 指令中只给出单元的偏移地址，此时段地址默认在DS寄存器中

[address]表示一个偏移地址位 address 的内存单元

在内存和寄存器之间传动数据的时候，高地址单元和高8位寄存器，低地址单元和低8位寄存器相对应

mov、add、sub 是具有两个操作对象的指令。jmp 是具有一个操纵对象的指令

# 3.6 栈

入栈：就是将一个新的元素放到栈顶
出栈：就是从栈顶取出一个新的元素
栈顶的元素总是最后入栈。
栈的这种操作规则被称为：LIFO(Last In First Out)后进先出

# 3.7 CPU 提供栈机制

基本命令就是 PUSH 和 POP，push ax 表示将寄存器 ax 中的数据送入栈中，pop ax 表示从栈顶中取出数据送入到 ax，CPU 入栈和出栈操作都是已字为单位进行的

段寄存器 SS 和 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

下图描述了 8086CPU 对 push 指令的执行过程：

将 10000H ~ 1000FH 如果初始状态栈是空的，SS = 1000H，SP = ？

将 10000H~1000FH 这段空间当作栈段，SS = 1000H，空间大小为16节，最底部的字单元地址为 1000 : 000E。任意时刻，SS : SP指向顶，当栈中只有一个元素的时候，SS = 1000H，SP = 000EH。

栈为空，就相当于栈中唯一的元素出栈，出栈后，SP = SP + 2，SP原来为 000EH，加2后 SP = 10H，所以栈为空的时候，SS = 1000H，SP = 10H。

图3.12描述了 8086CPU 对 pop 指令的执行过程：

pop ax 的执行过程和 push ax 刚好相反，由下面两步完成：

将 SS : SP 执行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。

注意：出栈后，SS : SP 指向新的栈顶 1000EH，pop 操作钱的栈顶元素，1000CH 处的2266H 依然存在，但是它已不在栈中。当再次执行 push 等入栈指令后，SS : SP 移至 1000CH，新数据将覆盖旧数据。

# 3.8 栈顶超界问题

CPU 不会保证我们对栈的操作不会超界。CPU 只知道栈顶 (SS : SP) 在何处,不知道安排的栈的空间由多大。所以编程的时候操心栈顶超界的问题。

# 3.9 栈的总结

初始化栈的代码

mov ax,1000H
mov ss,ax
mov sp,0010H	;

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在 ss,sp 中存放栈顶的段地址和偏移地址：提供入栈和出栈的指令，他们根据 SS : SP 指示的地址，按照栈的方式访问内存单元

push 指令的执行步骤：①sp = sp-2 ②向 ss : sp 指向的字单元中送入数据

pop 指令的执行步骤：①从 ss ：sp 指向的字单元中读取数据 ②sp = sp+2

任意时刻，ss : sp 指向栈顶元素

CPU 只记录栈顶，栈空间的大小由我们自己管理

用栈来暂存以后需要恢复的寄存器的内容时，寄存器出栈的顺序要和入栈的相反

push，pop 实质是一种内存传送指令，注意他们灵活使用

总结：栈是一种非常重要的机制，一定要深入理解，灵活掌握

# 3.10 段的综述

我们可以将一段内存定义为一个段，用一个段地址指示段，用偏移地址访问段内的单元

我们用一个段存放数据，可以定义为 ==数据段==

我们用一个段存放代码，可以定义为 ==代码段==

我们用一个段当作栈，可以定义为 ==栈段==

==数据段:== 将段地址存放在 DS 中

==代码段：== 将它们的段地址存放在 cs 中，将段中的第一条指令的偏移地址存放在 IP 中，这样 CPU 就将执行我们定义的代码段中的指令

==栈段：== 段地址存放在 ss 中，将栈顶单元的偏移地址存放在sp中

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