第二章 寄存器

• 一.通用寄存器

• 通用寄存器一般用來存放通常性的數據。

• 二.字在寄存器中的存儲

  出於對兼容性的考慮，8086CPU能夠一次性處理兩種尺寸的數據：

• 1.字節：記爲byte，一個字節由8個比特（即二進制位）組成，能夠存在8位寄存器中。
• 2.字：記爲word，一個字由兩個字節組成，這兩個字節分別稱爲這個字的高位字節和低位字節。

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  三.物理地址

  CPU經過地址總線送入存儲器的必須是一個內存單元的物理地址。 在CPU向地址總線上發出物理地址以前，必須在內部先造成這個物理地址。 不一樣的CPU能夠有不一樣的造成物理地址的方式。

  16位結構的CPU

  • 16位結構的CPU具備下面幾方面的結構特性：

  • 運算器一次最多能夠處理16位的數據
  • 寄存器最大寬度爲16位
  • 寄存器和運算器之間的通路爲16位

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  內存單元的地址在送上地址總線以前，必須在CPU中處理、傳輸、暫時存放，對於16位CPU，能一次性處理、傳輸、暫時存儲16位的地址。

   8086CPU給出物理地址的方法

  8086CPU有20位地址線，能夠傳送20位地址，達到1MB的尋址能力。
  8086CPU又是16位結構，在內部一次性處理、傳輸、暫時存儲的地址爲16位。
  從8086CPU的內部結構來看，若是將地址從內部簡單地發出，那麼它只能送出16位的地址，表現出的尋址能力只有64KB。
  事實上，8086CPU採用一種在內部用兩個16位地址合成的方法來造成一個20位的物理地址。

• 8086CPU相關部件的邏輯結構如圖所示：  當8086CPU要讀寫內存時：
  (1).CPU中的相關部件提供兩個16位地址，一個稱爲段地址，一個稱爲偏移地址
  (2).段地址和偏移地址經過內部總線送入一個稱爲地址加法器的部件
  (3).地址加法器將兩個16位地址合併成喲個20位物理地址
  (4).地址加法器經過內部總線將20位物理地址送入輸入輸出控制電路
  (5).輸入輸出控制電路將20位物理地址送上地址總線
  (6).20位物理地址被地址總線傳送到存儲器
  地址加法器採用物理地址=段地址X16+偏移地址的方法用段地址和偏移地址合成物理地址

  四.段的概念

  "段地址"中的「段」的概念，其實來自於CPU。內存並無分段，段的劃分來自於CPU。

  五.段段寄存器

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

  六.CS和IP

  當8086CPUCPU要訪問內存時由這4個段寄存器提供內存單元的段地址。

• CS和IP是8086CPU中兩個最關鍵的寄存器，他們指示了CPU當前要讀取指令的地址。

  • CS爲代碼段寄存器
  • IP爲指令指針寄存器

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  在8086PC中，任意時刻，設CS中的內容爲M，IP中的內容爲N，8086CPU將從內存M×16+N單元開始，讀取一條指令並執行。
  也能夠描述爲：8086機中，任意時刻，CPU將CS:IP指向的內容看成指令執行。

• 如圖顯示了8086CPU讀取、執行指令的工做原理：
  
  

  • 8086CPU當前狀態：CS中的內容爲2000H，IP中的內容爲1000H
  • 內存20000H~20009H單元中存放着可執行的機器碼

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  七.修改CS、IP的指令

  在CPU中，程序員可以用指令讀寫的部件只有寄存器，程序員能夠經過改變寄存器的內容實現對CPU的控制。 CPU從何處執行指令是由CS、IP中的內容決定的，程序員能夠經過改變CS、IP中的內容來控制CPU執行目標指令。
  8086CPU大部分寄存器的值，均可以經過mov指令來改變。mov指令被稱爲傳送指令。
  mov指令不能用於設置CS、IP的值，緣由是：8086沒有提供這樣的功能。
  可以改變CS、IP的內容的指令被統稱爲轉移指令。

  八.代碼段

  對於8086PC機，在編程時，能夠根據須要，將一組內存單元定義爲一段。能夠將長度爲N（N<=64KB5）的一組代碼，存在一組地址連續、起始地址爲16的倍數的內存單元中。存在這段內存單元中的代碼能夠成爲一個代碼段。

  將一段內存看成代碼段，僅僅是咱們在編程時的一種安排，CPU並不會因爲這種安排，就自動的將咱們定義的代碼段中的指令看成指令來執行。
  CPU只認被CS:IP指向的內存單元中的內容爲指令。
  要讓CPU執行咱們放在代碼段中的指令，必需要將CS:iP指向所定義的代碼段中的第一條指令的首地址。

• 九.總結
• 段地址在8086CPU的段寄存器中存放。當8086CPU要訪問內存時，由段寄存器提供內存單元的段地址。8086CPU有4個段寄存器，其中CS用來存放指令的段地址。
• CS存放指令的段地址，IP存放指令的偏移地址。
• 8086機中，任意時刻，CPU將CS：IP指向的內容看成指令執行
• 8086CPU的工做過程：
  （1）從CS：IP指向內存單元讀取指令，讀取的指令進入指令緩衝器
  （2）IP指向下一條指令
  （3）執行指令
  （4）轉到步驟（1），重複這個過程
• 8086CPU提供轉移指令修改CS、IP的內容。