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




这篇关于汇编语言01——寄存器(CPU的工作原理)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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

相关文章

Java中流式并行操作parallelStream的原理和使用方法

《Java中流式并行操作parallelStream的原理和使用方法》本文详细介绍了Java中的并行流(parallelStream)的原理、正确使用方法以及在实际业务中的应用案例,并指出在使用并行流... 目录Java中流式并行操作parallelStream0. 问题的产生1. 什么是parallelS

Java中Redisson 的原理深度解析

《Java中Redisson的原理深度解析》Redisson是一个高性能的Redis客户端,它通过将Redis数据结构映射为Java对象和分布式对象,实现了在Java应用中方便地使用Redis,本文... 目录前言一、核心设计理念二、核心架构与通信层1. 基于 Netty 的异步非阻塞通信2. 编解码器三、

Java HashMap的底层实现原理深度解析

《JavaHashMap的底层实现原理深度解析》HashMap基于数组+链表+红黑树结构,通过哈希算法和扩容机制优化性能,负载因子与树化阈值平衡效率,是Java开发必备的高效数据结构,本文给大家介绍... 目录一、概述:HashMap的宏观结构二、核心数据结构解析1. 数组(桶数组)2. 链表节点(Node

Redis中Hash从使用过程到原理说明

《Redis中Hash从使用过程到原理说明》RedisHash结构用于存储字段-值对,适合对象数据,支持HSET、HGET等命令,采用ziplist或hashtable编码,通过渐进式rehash优化... 目录一、开篇:Hash就像超市的货架二、Hash的基本使用1. 常用命令示例2. Java操作示例三

Redis中Set结构使用过程与原理说明

《Redis中Set结构使用过程与原理说明》本文解析了RedisSet数据结构,涵盖其基本操作(如添加、查找)、集合运算(交并差)、底层实现(intset与hashtable自动切换机制)、典型应用场... 目录开篇:从购物车到Redis Set一、Redis Set的基本操作1.1 编程常用命令1.2 集

Redis中的有序集合zset从使用到原理分析

《Redis中的有序集合zset从使用到原理分析》Redis有序集合(zset)是字符串与分值的有序映射,通过跳跃表和哈希表结合实现高效有序性管理,适用于排行榜、延迟队列等场景,其时间复杂度低,内存占... 目录开篇:排行榜背后的秘密一、zset的基本使用1.1 常用命令1.2 Java客户端示例二、zse

Redis中的AOF原理及分析

《Redis中的AOF原理及分析》Redis的AOF通过记录所有写操作命令实现持久化,支持always/everysec/no三种同步策略,重写机制优化文件体积,与RDB结合可平衡数据安全与恢复效率... 目录开篇:从日记本到AOF一、AOF的基本执行流程1. 命令执行与记录2. AOF重写机制二、AOF的

java程序远程debug原理与配置全过程

《java程序远程debug原理与配置全过程》文章介绍了Java远程调试的JPDA体系,包含JVMTI监控JVM、JDWP传输调试命令、JDI提供调试接口,通过-Xdebug、-Xrunjdwp参数配... 目录背景组成模块间联系IBM对三个模块的详细介绍编程使用总结背景日常工作中,每个程序员都会遇到bu

Python中isinstance()函数原理解释及详细用法示例

《Python中isinstance()函数原理解释及详细用法示例》isinstance()是Python内置的一个非常有用的函数,用于检查一个对象是否属于指定的类型或类型元组中的某一个类型,它是Py... 目录python中isinstance()函数原理解释及详细用法指南一、isinstance()函数

C#利用Free Spire.XLS for .NET复制Excel工作表

《C#利用FreeSpire.XLSfor.NET复制Excel工作表》在日常的.NET开发中,我们经常需要操作Excel文件,本文将详细介绍C#如何使用FreeSpire.XLSfor.NET... 目录1. 环境准备2. 核心功能3. android示例代码3.1 在同一工作簿内复制工作表3.2 在不同