汇编语言01——寄存器(CPU的工作原理)

2024-09-01 04:08

本文主要是介绍汇编语言01——寄存器(CPU的工作原理),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

寄存器概述

CPU的组成:运算器,控制器,寄存器

8086CPU有14个寄存器(8个通用寄存器),分别为:

AX,BX,CX,DX,SI,DI,SP,BP,IP,CS,SS,DS,ES,PSW

8086CPU所有寄存器都是16位的,可以存放两个字节(一个字)

AX,BX,CX,DX是通用寄存器,存放一般性数据

8086上一代CPU的寄存器是8位的;为保证兼容性,这四个寄存器都可以分为两个独立的8位寄存器使用,

AX可以分为AH(高8位)和AL(低8位),BX,CX,DX同理

几条汇编指令

汇编指令不区分大小写

mov    mov ax,18    将18送入AX

add     add  ah,78    将AH中的数值加78

add     add  ax,bx    将bx的值加上ax的值,放入ax(ax = ax + bx)

练习:

使用mov和add,最多使用四条指令,编程计算2的4次方

mov  ax,2         AX=2 

add  ax,ax        AX=4 

add  ax,ax        AX=8 

add  ax,ax        AX=16  

物理地址

CPU访问内存单元时要给处内存单元的地址。所有内存单元构成的存储空间是一个一维的线性空间

将这个唯一的地址称为物理地址

16位结构的CPU的特征

1,运算器一次最多处理16位数据

2,寄存器最大宽度为16

3,寄存器和运算器之间的通路是16位的

8086CPU给出物理地址的方法

8086有20位地址总线,可传送20位的地址,寻址能力为1M(2的20次幂)

但8086内部为16位结构,只能传送16位的地址,表现出的寻址能力只有64K(2的16次幂)

所以8086CPU采用一种在内部用两个16位地址合成的方法来形成一个20位的物理地址

地址加法器合成物理地址的方法:

物理地址 = 段地址*16 + 偏移地址

段地址 * 16也可以说成数据左移4位(二进制位)

段的概念

在编程时可以根据需要,将若干地址连续的内存单元看做一个段,

用段地址*16来定位段的起始地址(基础地址),用偏移地址定位段中的内存单元

偏移地址为16位,16位地址的寻址能力为64K,所以一个段的长度最大为64K

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

段寄存器

段寄存器就是提供段地址的

8086CPU有4个段寄存器

CS,DS,SS,ES

当8086CPU要访问内存时,由这4个寄存器提供内存单元的段地址

CS和IP寄存器

CS和IP是8086CPU中最关键的寄存器

他们指示了CPU当前要读取指令的地址

CS为代码段寄存器

IP为指令指针寄存器

8086PC工作流程

1,从CS,IP指向的内存单元读取指令,读取的指令进入指令缓冲器

2,IP = IP + 所读取指令长度,从而指向下一条指令

3,执行指令,跳转到步骤1

8086PC的启动

在8086CPU加电启动或复位后(开启或重启),CS和IP被设置为CS = FFFFH,IP = 0000H

即在8086PC启动时,CPU从内存FFFF0H单元中读取指令执行

修改CS,IP的指令

mov指令不能用于设置CS,IP的值

要使用转移指令

同时修改CS,IP的内容:

jmp 段地址:偏移地址

例如:jmp 2AE3:3

仅修改IP的内容:

jmp某一合法寄存器

jmp ax (类似mov IP,ax)

代码段

可以根据需要,将一组内存单元定义为一个段

可以将长度为N(N<=64KB)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,这段内存是用来存放代码的,从而定义了一个代码段

实验

Debug程序:

win+r

cmd

输入debug,回车

进入Debug工具(64位win7不自带debug,需要使用DOSbox)

R命令查看、改变CPU寄存器的内容

-r查看

-r ax 回车

输入1111(默认输入的就是16进制数)

则将AX置为1111

D命令查看内存中的内容;

-d 138C:0100

从这个地址开始显示内存数据

也可以直接使用-d命令

E命令改写内存中的内容;

U命令将内存中的机器指令翻译成汇编指令;

-u 138C:0100

从这个地址开始翻译成汇编指令

T命令执行一条机器指令;

执行CS,IP指向的指令

A命令以汇编指令的格式在内存中写入一条机器指令。

-a

138C:0100 mov ax,4e20

两次回车之后可以退出a命令




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http://www.chinasem.cn/article/1125893

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