汇编语言———数据段、程序段、栈段

1. 段的概念

转载:https://blog.csdn.net/qq_38176439/article/details/69220124

 我们注意到,“段地址”这个名称中包含着“”的概念。这种说法可能对一些学习者产生了误导,使人误以为内存被划分成一个一个的段,每一个段都有一个地址。如果我们在一开始形成了这种认知,将影响以后对汇编语言的深入理解和灵活应用。

    其实,内存并没有分段,段的划分来自于CPU。由于8086CPU用“基础地址(段地址×16)+偏移地址=物理地址”的方式给出内存单元的物理地址,使得我们可以用分段的方式来管理内存

 如下图所示,我们可以认为:地址10000H~100FFH的内存单元组成一个段,该段的起始地址(基础地址)为10000H,段地址为1000H,大小为100H;我们也可以认为地址10000H~1007F、10080H~100FHH的内存单元组成两个段,它们的起始地址(基础地址)为:10000H和10080H,段地址为:1000H和1008H,大小都为80H。


分段

 

    以后,在编程时可以根据需要,将若干个地址连续的内存单元看做一个段,用段地址×16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

    有两点需要注意:段地址×16必然是16的倍数,所以一个段的起始地址也一定是16的倍数;偏移地址为16位,16位的寻址能力为64KB,所以一个段的长度最大为64KB。

内存单元地址小结

 

    CPU访问内存单元时,必须向内存提供内存单元的物理地址8086CPU在内部用段地址和偏移地址移位相加的方法形成最终的物理地址。

    思考下面的两个问题。

    (1)观察下面的地址,你有什么发现?

    

物理地址

段地址

偏移地址

21F60H

2000H

1F60

 

2100H

0F60

 

21F0H

0060H

 

21F6H

0000H

 

1F00H

2F60H

    结论:CPU可以用不同的段地址和偏移地址形成同一个物理地址

 比如CPU要访问21F60H单元,则它给出的段地址SA和偏移地址EA满足SA×16+EA=21F60H即可。

    (2)如果给定一个段地址,仅通过变化偏移地址来进行寻址,最多可以定位多少个内存单元?

 结论:偏移地址16位,变化范围为0~FFFFH,仅用偏移地址来寻址最多可以寻64KB个内存单元。

 比如给定段地址1000H,用偏移地址寻址,CPU的寻址范围为:10000H~1FFFFH。

 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。

    “数据在21F60H内存单元中。”这句话对于8086PC机一般不这样讲,取而代之的是两种类似的说法:①数据存在内存2000:1F60单元中;②数据存在内存的20000H段中的1F60H单元中。这两种描述都表示“数据在内存21F60H单元中”。

    可以根据需要,将地址连续、起始地址为16的倍数的一组内存单元定义为一个段。

    问:什么是段地址?

    答:段地址是针对内存的分段而言的,将每一段的段首地址定义为段地址段地址的存在是由系统的分段存储决定的,通过段地址和偏移地址就能对数据进行寻访。

 

 问:什么是偏移地址?

 答:偏移地址也称为偏移量,由于8086/8088CPU内部的ALU只能进行16位的运算,而8086/8088有20条地址线,直接寻址能力1MB。因此,8086/8088所使用的20位物理地址,是由相应的段地址加上偏移地址组成的。

 

 问:为什么给定段地址1000H,用偏移地址寻址,CPU的寻址范围为:10000H~1FFFFH?

    答:把段地址1000H,乘以16,就是在1000H后面加上个0,可得到10000H。

 把10000H,加上偏移量的范围0000H~FFFFH,

 即有CPU的寻址范围:10000H~1FFFFH。

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 偏移量的范围0000H~FFFFH,就是16位二进制数的变化范围。




2. 段寄存器

1. CS和IP。

CS为代码段存器,IP为指令指针寄存器。CPU将CS:IP指向的内容当作当前的指令。

2. DS

存放要访问的数据的段地址。8086CPU自动取ds中的数据为内存单元的段地址。同时8086CPU不支持将数据直接送入段寄存器操作。
eg:将10000H的内容,送入al。

  • mov ax,1000
  • mov ds,ax
  • mov al,[0]

3. SS和SP

SS是栈的栈底,SP是栈顶元素的位置。(可能存在越界现象)
8086CPU提供了入栈和出栈的指令push和pop。
8086CPU的入栈和出站都以字为单位。所以POP总是加减2。
(详细的内容可以参看:https://blog.csdn.net/apollon_krj/article/details/70550667)



3.数据段、程序段、栈段

  • 数据段:存放数据的段。使用时候,用CS寄存器。
  • 程序段:用来存放程序的段。使用的时候,用CS和IP寄存器。
  • 栈段:是一个栈。使用时,初始设置SS和SP寄存器。

实战操作一波:把10000H~1000FH的空间当作栈;把20000H和20002H中的数据通过栈进行对换。程序的位置在30000H ~。

debug -a 30000
/*首先是在程序段中写程序*/

//建立栈
mov ax,1000
mov ss,ax
mov sp 0010//注意

//找到数据段的位置
mov ax,2000
mov ds,ax

//兑换内存中的数据
push [0]
push [2]
pop [0]
pop [2]


//执行程序段
-r cs
3000
-r ip
0

-t//多次执行

注意:实验的时候,要注意各个寄存器的变化。Debug的T命令在执行修改寄存器SS的指令的时候,下一条指令也会紧接着执行。

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