寄存器（内存访问）

寄存器（内存访问）

1 内存中字的存储

CPU中，用16位寄存器来存储一个字。高8位存放高位字节，低8位存放低位字节。
在内存中存储时，由于内存单元是字节单元（一个单元存放一个字节)，则一个字要用两个地址连续的内存单元来存放，这个字的低位字节存放在低地址单元中，高位字节存放在高地址单元中。

在0地址处开始存放20000（4E20H）：

上图内存中字的存储元可以看作一个起始地址为0的字单元（存放一个字的内存单元，由0、1两个字节单元组成)。对于这个字单元来说，0号单元是低地址单元，1号单元是高地址单元，则字型数据4E20H的低位字节存放在0号单元中，高位字节存放在1号单元中。

我们提出字单元的概念：字单元，即存放一个字型数据（16位）的内存单元，由两个地址连续的内存单元组成。高地址内存单元中存放字型数据的高位字节，低地址内存单元中存放字型数据的低位字节。

我们将起始地址为 N的字单元简称为N地址字单元。比如一个字单元由2、3两个内存单元组成，则这个字单元的起始地址为2，我们可以说这是2地址字单元。

2 DS和[address]

CPU要读取一个内存单元的时候，必须先给出这个内存单元的地址；

在8086PC中，内存地址由段地址和偏移地址组成。

8086CPU中有一个DS寄存器，通常用来存放要访问的数据的段地址。

已知的mov指令可完成的两种传送功能：

（1）将数据直接送入寄存器；

（2）将一个寄存器中的内容送入另一个寄存器中。

除此之外，mov 指令 还可以将一个内存单元中的内容送入一个寄存器。

用 mov 指令要访问内存单元，可以在mov指令中只给出单元的偏移地址，此时，段地址默认在DS寄存器中。[address]表示一个偏移地址为address的内存单元。

例如：我们要读取10000H单元的内容可以用如下程序段进行：

mov bx,1000H
mov ds,bx
mov al,[0]
1
2
3

上面三条指令将10000H（1000:0）中的数据读到al中。

3 字的传送

因为8086CPU是16位结构，有16根数据线，所以，可以一次性传送16位的数据，也就是一次性传送一个字。

上述指令执行结果如下：

4 mov、add、sub指令

mov指令的几种形式：

mov 寄存器，数据

mov 寄存器，寄存器

mov 寄存器，内存单元

mov 内存单元，寄存器

mov 段寄存器，寄存器

add和sub指令同mov一样，都有两个操作对象。

5 数据段

我们可以将一组长度为N（N≤64K）、地址连续、起始地址为16的倍数的内存单元当作专门存储数据的内存空间，从而定义了一个数据段。

比如我们用123B0H~123B9H这段空间来存放数据：

段地址：123BH

长度：10字节

我们现在要累加这个数据段中的前3个单元中的数据，代码如下：

6 栈

栈是一种具有特殊的访问方式的存储空间。它的特殊性就在于，最后进入这个空间的数据，最先出去。

栈有两个基本的操作：入栈和出栈。

• 入栈：将一个新的元素放到栈顶；
• 出栈：从栈顶取出一个元素。

栈顶的元素总是最后入栈，需要出栈时，又最先被从栈中取出。

栈的操作规则：LIFO （Last In First Out，后进先出）

7 CPU提供的栈机制

我们在基于8086CPU编程的时候，可以将一段内存当作栈来使用。

8086CPU提供入栈和出栈指令：

• PUSH（入栈）
• POP （出栈）

push ax：将寄存器ax中的数据送入栈中；

pop ax ：从栈顶取出数据送入ax。

8086CPU的入栈和出栈操作都是以字为单位进行的。

8086CPU中，有两个寄存器：

• 段寄存器SS：存放栈顶的段地址
• 寄存器SP：存放栈顶的偏移地址

任意时刻，SS:SP指向栈顶元素。

下图为一段指令的执行过程：

pop指令的实际执行过程：

注意：

出栈后，SS:SP指向新的栈顶 1000EH，pop操作前的栈顶元素，1000CH 处的2266H 依然存在 ，但是，它已不在栈中。

当再次执行push等入栈指令后，SS:SP移至1000CH，并在里面写入新的数据，它将被覆盖。

8 栈顶超界的问题

当栈满的时候再使用push指令入栈或栈空的时候再使用pop指令出栈都将发生栈顶超界问题。

栈顶超界是危险的。因为我们既然将一段空间安排为栈 ，那么在栈空间之外的空间里很可能存放了具有其他用途的数据、代码等，这些数据、代码可能是我们自己的程序中的，也可能是别的程序中的。（毕竟一个计算机系统并不是只有我们自己的程序在运行）

8086CPU不保证对栈的操作不会超界。这就是说， 8086CPU 只知道栈顶在何处（由SS:SP指示），而不知道我们安排的栈空间有多大。

因此我们在编程的时候要自己操心栈顶超界的问题 ，要根据可能用到的最大栈空间，来安排栈的大小，防止入栈的数据太多而导致的超界；

执行出栈操作的时候也要注意，以防栈空的时候继续出栈而导致的超界。

9 push、pop指令

push和pop指令是可以在寄存器和内存之间传送数据的。

push和pop指令的格式（1）：

• push 寄存器：将一个寄存器中的数据入栈
• pop寄存器：出栈，用一个寄存器接收出栈的数据

例如：

push ax 
pop bx
1
2

push和pop指令的格式（2）：

• push 段寄存器：将一个段寄存器中的数据入栈
• pop段寄存器：出栈，用一个段寄存器接收出栈的数据

例如：

push ds
pop es
1
2

push和pop指令的格式（3）

• push内存单元：将一个内存单元处的字入栈（栈操作都是以字为单位）
• pop 内存单元：出栈，用一个内存字单元接收出栈的数据

例如：

push [0]
pop [2]
1
2

10 栈段

我们可以将长度为 N（N ≤64K ）的一组地址连续、起始地址为16的倍数的内存单元，当作栈来用，从而定义了一个栈段。

比如我们将10010H~1001FH 这段长度为 16 字节的内存空间当作栈来用，以栈的方式进行访问。这段空间就可以成为栈段，段地址为1000H，大小为16字节。

访问时，我们需要将SS:SP指向我们定义的栈段。

栈顶的变化范围是0~FFFFH，从栈空时候的SP=0，一直压栈，直到栈满时SP=0；如果再次压栈，栈顶将环绕，覆盖了原来栈中的内容。

所以一个栈段的容量最大为64KB。

我们可以将一段内存定义为一个段，用一个段地址指示段，用偏移地址访问段内的单元。这完全是我们自己的安排。

我们可以用一个段存放数据，将它定义为“数据段”；

我们可以用一个段存放代码，将它定义为“代码段”；

我们可以用一个段当作栈，将它定义为“栈段”；