Posted on 2016-04-12 23:49
eryar 閱讀(1211)
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CPU Segments
eryar@163.com
1.Introduction
8086CPU在訪問內存時要由相關部件提供內存單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個段寄存器：CS，DS，SS，ES。
CS為Code Segment，代碼段寄存器，結合指令指針寄存器IP(Instruction Pointer)來確定要執行的下一條指令的內存地址；
DS為Data Segment，數據段寄存器；
SS為Stack Segment，棧段寄存器；
ES為Extra Segment，附加寄存器；
我們可以將一段內存定義為一個段，用一個段地址指示段，用偏移地址來訪問段內的單元，這完全是我們自己來安排。我們可以設定一個段存放數據，將它定義為DS；設定一個段存放代碼，將它定義為CS；設定一個段當作棧，將它定義為SS。
對于數據段，將它的地址放在DS寄存器中，用mov, add, sub等訪問內存單元時，CPU就將我們定義的數據段中的內容當作數據來訪問；
對于代碼段，將它的地址放在CS寄存器中，將段第一條指令的偏移地址放在IP中，這樣CPU就將執行我們定義的代碼段中的指令；
對于棧段，將它的段地址放在SS寄存器中，將棧頂單元的偏移地址放在SP中，這樣CPU在需要進行棧操作時，比如執行push, pop指令，就將我們定義的棧段當作棧空間來使用。
2. Data Segment
通過DS寄存器，可以設置任意內存中的數據。
mov ax,1000
mov ds,ax
mov ax,1123
mov [0],ax
由上圖可知，可以通過數據段寄存器DS來設置內存中的數據。
3. Stack Segment
現在的CPU中都有棧的設計，8086CPU也不例外。8086CPU提供相關的指令來以棧的方式訪問內存空間。這意味著，在基于8086CPU編程時，可以將一段內存當作棧來使用，并提供了入棧和出棧的指令push, pop。那么問題來了，如何任性地指定哪段內存作為棧來使用呢？8086CPU中提供了兩個寄存器SS和SP來完成這項任務。棧頂的段地址存放在段寄存器SS中，偏移地址存放在SP中。這個用法和CS:IP的用法是一樣的。
mov ax,1000
mov ss,ax
mov ds,ax
mov ax,10
mov sp,ax
push ax
將上述代碼通過A命令，輸入到Debug程序中。
通過命令T來執行上述代碼。
通過兩次push，將1000:000E處和1000:000C處的值設置成了ax中的值。字在內存中存儲時，要用兩個地址連續的內存單元來存放，字的低字節存放在低地址單元，高位字節存放在高地址單元。通過上圖可以看出入棧push時，棧頂指針SP寄存器是在減少的，每次減少了一個字，即兩個字節。出棧的過程SP的過程正好相反，是在增加的。
從上面的例子還可以看出，同一段內存空間，即可以用來當作數據段，也可以用來當作棧來使用。