匯編語言件學(xué)習(xí)

匯編語言件學(xué)習(xí)第1頁/共1286頁引言匯編語言是直接在硬件之上工作的編程語言，首先要了解硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，才能有效的應(yīng)用匯編語言對其編程。在本章中，對硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的問題進(jìn)行一部分的探討，以使后續(xù)的課程可在一個(gè)好的基礎(chǔ)上進(jìn)行。第2頁/共1286頁引言當(dāng)課程進(jìn)行到需要補(bǔ)充新的基礎(chǔ)知識（關(guān)于編程結(jié)構(gòu)或其他的）時(shí)候，再對相關(guān)的基礎(chǔ)知識進(jìn)行介紹和探討。本書的原則是，以后用到的知識，以后再說。第3頁/共1286頁引言匯編課程的研究重點(diǎn)放在如何利用硬件系統(tǒng)的編程結(jié)構(gòu)和指令集有效靈活的控制系統(tǒng)進(jìn)行工作。第4頁/共1286頁1.1機(jī)器語言機(jī)器語言是機(jī)器指令的集合。機(jī)器指令展開來講就是一臺(tái)機(jī)器可以正確執(zhí)行的命令。第5頁/共1286頁1.1機(jī)器語言指令：01010000(PUSHAX)電平脈沖：

第6頁/共1286頁1.1機(jī)器語言以后我們提到的計(jì)算機(jī)是指由CPU和其他受CPU直接或間接控制的芯片、器件、設(shè)備組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；比如我們最常見的PC機(jī)。

第7頁/共1286頁1.1機(jī)器語言程序員們將0、1數(shù)字編程的程序代碼打在紙帶或卡片上，1打孔，0不打孔，再將程序通過紙帶機(jī)或卡片機(jī)輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行運(yùn)算。示例

應(yīng)用8086CPU完成運(yùn)算：

S=768+12288–1280第8頁/共1286頁1.1機(jī)器語言S=768+12288-1280機(jī)器碼：101100000000000000000011000001010000000000110000001011010000000000000101

假如將程序錯(cuò)寫成以下這樣，請找處錯(cuò)誤：101100000000000000000011000001010000000000110000000101101000000000000101第9頁/共1286頁1.1機(jī)器語言在顯示器上輸出“welcometomasm”。

機(jī)器碼看到這樣的程序，你會(huì)有什么感想？如果程序里有一個(gè)“

1”被誤寫為“

0”，又如何去查找呢？第10頁/共1286頁1.2匯編語言的產(chǎn)生匯編語言的主體是匯編指令。匯編指令和機(jī)器指令的差別在于指令的表示方法上。匯編指令是機(jī)器指令便于記憶的書寫格式。匯編指令是機(jī)器指令的助記符。第11頁/共1286頁1.2匯編語言的產(chǎn)生機(jī)器指令：1000100111011000操作：寄存器BX的內(nèi)容送到AX中匯編指令：MOVAX,BX這樣的寫法與人類語言接近，便于閱讀和記憶。第12頁/共1286頁寄存器寄存器：簡單的講是CPU中可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的器件，一個(gè)CPU中有多個(gè)寄存器。AX是其中一個(gè)寄存器的代號，BX是另一個(gè)寄存器的代號。更詳細(xì)的內(nèi)容我們在以后的課程中將會(huì)講到。第13頁/共1286頁1.2匯編語言的產(chǎn)生計(jì)算機(jī)能讀懂的只有機(jī)器指令，那么如何讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序員用匯編指令編寫的程序呢？第14頁/共1286頁用匯編語言編寫程序的工作過程第15頁/共1286頁1.3匯編語言的組成匯編語言由以下3類組成：1、匯編指令（機(jī)器碼的助記符）2、偽指令（由編譯器執(zhí)行）3、其它符號（由編譯器識別）匯編語言的核心是匯編指令，它決定了匯編語言的特性。第16頁/共1286頁1.4存儲(chǔ)器CPU是計(jì)算機(jī)的核心部件．它控制整個(gè)計(jì)算機(jī)的運(yùn)作并進(jìn)行運(yùn)算，要想讓一個(gè)CPU工作，就必須向它提供指令和數(shù)據(jù)。指令和數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中存放，也就是平時(shí)所說的內(nèi)存。第17頁/共1286頁1.4存儲(chǔ)器在一臺(tái)PC機(jī)中內(nèi)存的作用僅次于CPU。離開了內(nèi)存，性能再好的CPU也無法工作。第18頁/共1286頁1.4存儲(chǔ)器磁盤不同于內(nèi)存，磁盤上的數(shù)據(jù)或程序如果不讀到內(nèi)存中，就無法被CPU使用。第19頁/共1286頁1.5指令和數(shù)據(jù)指令和數(shù)據(jù)是應(yīng)用上的概念。在內(nèi)存或磁盤上，指令和數(shù)據(jù)沒有任何區(qū)別，都是二進(jìn)制信息。第20頁/共1286頁1.5指令和數(shù)據(jù)二進(jìn)制信息：1000100111011000─>89D8H（數(shù)據(jù)）1000100111011000─>MOVAX,BX（程序）第21頁/共1286頁1.6存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)器被劃分為若干個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元從0開始順序編號；例如：

一個(gè)存儲(chǔ)器有128個(gè)存儲(chǔ)單元，

編號從0~127。

如右圖示：第22頁/共1286頁1.6存儲(chǔ)單元對于大容量的存儲(chǔ)器一般還用以下單位來計(jì)量容量（以下用B來代表Byte）：1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB磁盤的容量單位同內(nèi)存的一樣，實(shí)際上以上單位是微機(jī)中常用的計(jì)量單位。第23頁/共1286頁1.7CPU對存儲(chǔ)器的讀寫CPU要想進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫，必須和外部器件（標(biāo)準(zhǔn)的說法是芯片）進(jìn)行三類信息的交互：存儲(chǔ)單元的地址（地址信息）器件的選擇，讀或?qū)懨睿刂菩畔ⅲ┳x或?qū)懙臄?shù)據(jù)（數(shù)據(jù)信息）第24頁/共1286頁1.7CPU對存儲(chǔ)器的讀寫那么CPU是通過什么將地址、數(shù)據(jù)和控制信息傳到存儲(chǔ)芯片中的呢？電子計(jì)算機(jī)能處理、傳輸?shù)男畔⒍际请娦盘?，電信號?dāng)然要用導(dǎo)線傳送。第25頁/共1286頁1.7CPU對存儲(chǔ)器的讀寫在計(jì)算機(jī)中專門有連接CPU和其他芯片的導(dǎo)線，通常稱為總線。物理上：一根根導(dǎo)線的集合；邏輯上劃分為：地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線圖示第26頁/共1286頁1.7CPU對存儲(chǔ)器的讀寫總線在邏輯上劃分的圖示：第27頁/共1286頁1.7CPU對存儲(chǔ)器的讀寫CPU在內(nèi)存中讀或?qū)懙臄?shù)據(jù)演示：讀演示寫演示從上面我們知道CPU是如何進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的?？墒俏覀?nèi)绾蚊钣?jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫呢？第28頁/共1286頁1.7CPU對存儲(chǔ)器的讀寫第29頁/共1286頁1.7CPU對存儲(chǔ)器的讀寫第30頁/共1286頁1.7CPU對存儲(chǔ)器的讀寫對于8086CPU，下面的機(jī)器碼能夠完成從3號單元讀數(shù)據(jù)：機(jī)器碼：101000000000001100000000含義：從3號單元讀取數(shù)據(jù)送入寄存器AXCPU接收這條機(jī)器碼后將完成上面所述的讀寫工作。第31頁/共1286頁1.7CPU對存儲(chǔ)器的讀寫機(jī)器碼難于記憶，用匯編指令來表示，情況如下：機(jī)器碼：101000000000001100000000對應(yīng)的匯編指令：MOVAX,[3]含義：傳送3號單元的內(nèi)容到AX第32頁/共1286頁1.8地址總線CPU是通過地址總線來指定存儲(chǔ)單元的。地址總線上能傳送多少個(gè)不同的信息，CPU就可以對多少個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行尋址。第33頁/共1286頁1.8地址總線地址總線發(fā)送地址信息演示第34頁/共1286頁1.8地址總線第35頁/共1286頁1.8地址總線一個(gè)CPU有N根地址總線，則可以說這個(gè)CPU的地址總線的寬度為N。這樣的CPU最多可以尋找２的N次方個(gè)內(nèi)存單元。第36頁/共1286頁1.9數(shù)據(jù)總線CPU與內(nèi)存或其它器件之間的數(shù)據(jù)傳送是通過數(shù)據(jù)總線來進(jìn)行的。數(shù)據(jù)總線的寬度決定了CPU和外界的數(shù)據(jù)傳送速度。第37頁/共1286頁1.9數(shù)據(jù)總線我們來分別看一下它們向內(nèi)存中寫入數(shù)據(jù)89D8H時(shí)，是如何通過數(shù)據(jù)總線傳送數(shù)據(jù)的：8088CPU數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)傳送情況8086CPU數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)傳送情況第38頁/共1286頁1.9數(shù)據(jù)總線8位數(shù)據(jù)總線上傳送的信息第39頁/共1286頁1.9數(shù)據(jù)總線16位數(shù)據(jù)總線上傳送的信息第40頁/共1286頁1.10控制總線CPU對外部器件的控制是通過控制總線來進(jìn)行的。在這里控制總線是個(gè)總稱，控制總線是一些不同控制線的集合。有多少根控制總線，就意味著CPU提供了對外部器件的多少種控制。所以，控制總線的寬度決定了CPU對外部器件的控制能力?？刂瓶偩€上發(fā)送的控制信息第41頁/共1286頁1.10控制總線第42頁/共1286頁1.10控制總線前面所講的內(nèi)存讀或?qū)懨钍怯蓭赘刂凭€綜合發(fā)出的：其中有一根名為讀信號輸出控制線負(fù)責(zé)由CPU向外傳送讀信號，CPU向該控制線上輸出低電平表示將要讀取數(shù)據(jù)；有一根名為寫信號輸出控制線負(fù)責(zé)由CPU向外傳送寫信號。第43頁/共1286頁1.1節(jié)~1.10節(jié)小結(jié)（1）匯編指令是機(jī)器指令的助記符，同機(jī)器指令一一對應(yīng)。（2）每一種CPU都有自己的匯編指令集。第44頁/共1286頁1.1節(jié)~1.10節(jié)小結(jié)（3）CPU可以直接使用的信息在存儲(chǔ)器中存放。（4）在存儲(chǔ)器中指令和數(shù)據(jù)沒有任何區(qū)別，都是二進(jìn)制信息。第45頁/共1286頁1.1節(jié)~1.10節(jié)小結(jié)（5）存儲(chǔ)單元從零開始順序編號。（6）一個(gè)存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ)8個(gè)bit（用作單位寫成“b”），即8位二進(jìn)制數(shù)。（7）1B=8b 1KB=1024B1MB=1024KB 1GB=1024MB第46頁/共1286頁1.1節(jié)~1.10節(jié)小結(jié)（續(xù)）（8）每一個(gè)CPU芯片都有許多管腳，這些管腳和總線相連。也可以說，這些管腳引出總線。一個(gè)CPU可以引出三種總線的寬度標(biāo)志了這個(gè)CPU的不同方面的性能：地址總線的寬度決定了CPU的尋址能力；數(shù)據(jù)總線的寬度決定了CPU與其它器件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)的一次數(shù)據(jù)傳送量；控制總線寬度決定了CPU對系統(tǒng)中其它器件的控制能力。第47頁/共1286頁1.1節(jié)~1.10節(jié)小結(jié)（續(xù)）在匯編課程中，我們從功能的角度介紹了這三類總線，對實(shí)際的連接情況不做討論。特別提示第48頁/共1286頁特別提示檢測點(diǎn)1.1（Page8）沒有通過檢測點(diǎn)請不要向下學(xué)習(xí)！

第49頁/共1286頁1.11內(nèi)存地址空間（概述）什么是內(nèi)存地址空間呢？一個(gè)CPU的地址線寬度為10，那么可以尋址1024個(gè)內(nèi)存單元，這1024個(gè)可尋到的內(nèi)存單元就構(gòu)成這個(gè)CPU的內(nèi)存地址空間。下面深入討論。首先需要介紹兩部分基本知識，主板和接口卡。第50頁/共1286頁1.12主板在每一臺(tái)PC機(jī)中，都有一個(gè)主板，主板上有核心器件和一些主要器件。這些器件通過總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線）相連。第51頁/共1286頁1.13接口卡計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，所有可用程序控制其工作的設(shè)備，必須受到CPU的控制。CPU對外部設(shè)備不能直接控制，如顯示器、音箱、打印機(jī)等。直接控制這些設(shè)備進(jìn)行工作的是插在擴(kuò)展插槽上的接口卡。第52頁/共1286頁1.14各類存儲(chǔ)器芯片從讀寫屬性上看分為兩類：隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）從功能和連接上分類：隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM裝有BIOS的ROM接口卡上的RAMPC機(jī)中各類存儲(chǔ)器的邏輯連接情況第53頁/共1286頁1.14各類存儲(chǔ)器芯片裝有BIOS的ROMBIOS：BasicInput/OutputSystem，基本輸入輸出系統(tǒng)。BIOS是由主板和各類接口卡（如：顯卡、網(wǎng)卡等）廠商提供的軟件系統(tǒng)，可以通過它利用該硬件設(shè)備進(jìn)行最基本的輸入輸出。在主板和某些接口卡上插有存儲(chǔ)相應(yīng)BIOS的ROM。第54頁/共1286頁第55頁/共1286頁1.15內(nèi)存地址空間上述的那些存儲(chǔ)器在物理上是獨(dú)立的器件。但是它們在以下兩點(diǎn)上相同：1、都和CPU的總線相連。2、CPU對它們進(jìn)行讀或?qū)懙臅r(shí)候都通過控制線發(fā)出內(nèi)存讀寫命令。第56頁/共1286頁1.15內(nèi)存地址空間將各各類存儲(chǔ)器看作一個(gè)邏輯存儲(chǔ)器：所有的物理存儲(chǔ)器被看作一個(gè)由若干存儲(chǔ)單元組成的邏輯存儲(chǔ)器；每個(gè)物理存儲(chǔ)器在這個(gè)邏輯存儲(chǔ)器中占有一個(gè)地址段，即一段地址空間；CPU在這段地址空間中讀寫數(shù)據(jù)，實(shí)際上就是在相對應(yīng)的物理存儲(chǔ)器中讀寫數(shù)據(jù)。第57頁/共1286頁第58頁/共1286頁1.15內(nèi)存地址空間假設(shè)，上圖中的內(nèi)存空間地址段分配如下：地址0~7FFFH的32KB空間為主隨機(jī)存儲(chǔ)器的地址空間；地址8000H~9FFFH的8KB空間為顯存地址空間；地址A000H~FFFFH的24KB空間為各個(gè)ROM的地址空間。第59頁/共1286頁1.15內(nèi)存地址空間不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存地址空間分配情況是不同的。8086PC機(jī)內(nèi)存地址空間分配的基本情況第60頁/共1286頁8086PC機(jī)的內(nèi)存地址空間分配第61頁/共1286頁1.15內(nèi)存地址空間內(nèi)存地址空間：最終運(yùn)行程序的是CPU，我們用匯編編程的時(shí)候，必須要從CPU角度考慮問題。對CPU來講，系統(tǒng)中的所有存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元都處于一個(gè)統(tǒng)一的邏輯存儲(chǔ)器中，它的容量受CPU尋址能力的限制。這個(gè)邏輯存儲(chǔ)器即是我們所說的內(nèi)存地址空間。第62頁/共1286頁小結(jié)第63頁/共1286頁《匯編語言》課件

王爽著－清華大學(xué)出版社制作工具：MicrosoftPowerPoint2003本課件由匯編網(wǎng)（）制作提供第64頁/共1286頁第2章寄存器(CPU工作原理)2.1通用寄存器2.2字在寄存器中的存儲(chǔ)2.3幾條匯編指令2.4物理地址2.516位結(jié)構(gòu)的CPU2.68086CPU給出物理地址的方法2.7“段地址×16+偏移地址=物理地址”的本質(zhì)含義2.8

段的概念2.9

段寄存器2.10CS和IP2.12代碼段第65頁/共1286頁CPU概述一個(gè)典型的CPU由運(yùn)算器、控制器、寄存器等器件組成，這些器件靠內(nèi)部總線相連。內(nèi)部總線實(shí)現(xiàn)CPU內(nèi)部各個(gè)器件之間的聯(lián)系。外部總線實(shí)現(xiàn)CPU和主板上其它器件的聯(lián)系。第66頁/共1286頁寄存器概述8086CPU有14個(gè)寄存器它們的名稱為：AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、IP、CS、SS、DS、ES、PSW。這些寄存器以后會(huì)陸續(xù)介紹第67頁/共1286頁2.1通用寄存器8086CPU所有的寄存器都是16位的，可以存放兩個(gè)字節(jié)。AX、BX、CX、DX通常用來存放一般性數(shù)據(jù)被稱為通用寄存器。下面以AX為例，我們看一下寄存器的邏輯結(jié)構(gòu)。第68頁/共1286頁一個(gè)16位寄存器可以存儲(chǔ)一個(gè)16位的數(shù)據(jù)。（數(shù)據(jù)的存放情況）一個(gè)16位寄存器所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的最大值為多少？

答案：216-1。2.1通用寄存器第69頁/共1286頁16位數(shù)據(jù)在寄存器中的存放情況數(shù)據(jù)：18二進(jìn)制表示：10010在寄存器AX中的存儲(chǔ)：第70頁/共1286頁16位數(shù)據(jù)在寄存器中的存放情況數(shù)據(jù)：20000二進(jìn)制表示：0100111000100000在寄存器AX中的存儲(chǔ)：第71頁/共1286頁2.1通用寄存器8086上一代CPU中的寄存器都是8位的；為保證兼容性，這四個(gè)寄存器都可以分為兩個(gè)獨(dú)立的8位寄存器使用。AX可以分為AH和AL；BX可以分為BH和BL；CX可以分為CH和CL；DX可以分為DH和DL。8086CPU的8位寄存器存儲(chǔ)邏輯第72頁/共1286頁2.1通用寄存器以AX為例，8086CPU的16位寄存器分為兩個(gè)8位寄存器的情況：第73頁/共1286頁2.1通用寄存器AX的低8位（0位~7位）構(gòu)成了AL寄存器，高8位（8位~15位）構(gòu)成了AH寄存器。AH和AL寄存器是可以獨(dú)立使用的8位寄存器。8086CPU的8位寄存器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)情況一個(gè)8位寄存器所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的最大值是多少？

答案：28-1。第74頁/共1286頁2.1通用寄存器第75頁/共1286頁2.2字在寄存器中的存儲(chǔ)一個(gè)字可以存在一個(gè)16位寄存器中，這個(gè)字的高位字節(jié)和低位字節(jié)自然就存在這個(gè)寄存器的高8位寄存器和低8位寄存器中。第76頁/共1286頁關(guān)于數(shù)制的討論由于一個(gè)內(nèi)存單元可以存放8位數(shù)據(jù)，CPU中的寄存器又可存放n個(gè)8位數(shù)據(jù)。也就是說，計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)大多

是由1~N個(gè)8位數(shù)據(jù)構(gòu)成的。用十六進(jìn)制來表示數(shù)據(jù)可以直觀的看

出這個(gè)數(shù)據(jù)是由哪些8位數(shù)據(jù)構(gòu)成的。示例第77頁/共1286頁2.3幾條匯編指令匯編指令不區(qū)分大小寫第78頁/共1286頁2.3幾條匯編指令CPU執(zhí)行下表中的程序段的每條指令后，對寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行的改變。第79頁/共1286頁2.3幾條匯編指令第80頁/共1286頁2.3幾條匯編指令這里的丟失，指的是進(jìn)位制不能在8位寄存器中保存，但是CPU不是并真的不丟棄這個(gè)進(jìn)位值，這個(gè)問題會(huì)在后面的課程中討論。第81頁/共1286頁特別提示檢測點(diǎn)2.1（Page18）沒有通過檢測點(diǎn)請不要向下學(xué)習(xí)！第82頁/共1286頁2.4物理地址CPU訪問內(nèi)存單元時(shí)要給出內(nèi)存單元的地址。所有的內(nèi)存單元構(gòu)成的存儲(chǔ)空間是一個(gè)一維的線性空間。每一個(gè)內(nèi)存單元在這個(gè)空間中都有唯一的地址，這個(gè)唯一的地址稱為物理地址。第83頁/共1286頁2.516位結(jié)構(gòu)的CPU概括的講，16位結(jié)構(gòu)描述了一個(gè)CPU具有以下幾個(gè)方面特征：1、運(yùn)算器一次最多可以處理16位的數(shù)據(jù)。2、寄存器的最大寬度為16位。3、寄存器和運(yùn)算器之間的通路是16位的。第84頁/共1286頁2.68086CPU給出物理地址的方法8086有20位地址總線，可傳送20位地址，尋址能力為1M。8086內(nèi)部為16位結(jié)構(gòu)，它只能傳送16位的地址，表現(xiàn)出的尋址能力卻只有64K。第85頁/共1286頁2.68086CPU給出物理地址的方法8086CPU采用一種在內(nèi)部用兩個(gè)16位地址合成的方法來形成一個(gè)20位的物理地址。8086CPU相關(guān)部件的邏輯結(jié)構(gòu)第86頁/共1286頁在8086CPU內(nèi)部用兩個(gè)16位地址合成的方法來形成一個(gè)20位的物理地址第87頁/共1286頁地址加法器地址加法器合成物理地址的方法：物理地址=段地址×16+偏移地址例如：

8086CPU訪問地址為123C8H的內(nèi)存單元由段地址×16引發(fā)的討論第88頁/共1286頁第89頁/共1286頁觀察移位次數(shù)和各種形式數(shù)據(jù)的關(guān)系：（1）一個(gè)數(shù)據(jù)的二進(jìn)制形式左移1位，相當(dāng)于該數(shù)據(jù)乘以2；（2）一個(gè)數(shù)據(jù)的二進(jìn)制形式左移N位，相當(dāng)于該數(shù)據(jù)乘以2的N次方；（3）地址加法器如何完成段地址×16的運(yùn)算？

以二進(jìn)制形式存放的段地址左移4位。由段地址×16引發(fā)的討論第90頁/共1286頁2.7“段地址×16+偏移地址=物理地址”的本質(zhì)含義兩個(gè)比喻說明：說明“基礎(chǔ)地址+偏移地址=物理地址”的思想：第一個(gè)比喻說明“段地址×16+偏移地址=物理地址”的思想：第二個(gè)比喻

8086CPU就是這樣一個(gè)只能提供兩張3位數(shù)據(jù)紙條的CPU。第91頁/共1286頁“基礎(chǔ)地址+偏移地址=物理地址”比如說，學(xué)校、體育館同在一條筆直的單行路上（學(xué)校位于路的起點(diǎn)0米處）。讀者在學(xué)校，要去圖書館，問我那里的地址，我可以用幾種方式描述這個(gè)地址？第92頁/共1286頁“基礎(chǔ)地址+偏移地址=物理地址”（1）從學(xué)校走2826m到圖書館。這2826可以認(rèn)為是圖書館的物理地址。（2）從學(xué)校走2000m到體育館，從體育館再走826m到圖書館。第一個(gè)距離2000m是相對于起點(diǎn)的基礎(chǔ)地址；第二個(gè)距離826m是將對于基礎(chǔ)地址的偏移地址。第93頁/共1286頁“段地址×16+偏移地址=物理地址”比如我們只能通過紙條來通信，讀者問我圖書館的地址，我只能將它寫在紙上告訴讀者。顯然我必須有一張可以容納4位數(shù)據(jù)的紙條才能寫下2826這個(gè)數(shù)據(jù)：第94頁/共1286頁“段地址×16+偏移地址=物理地址”不巧的是，沒有能容納4位數(shù)據(jù)的紙條，僅有兩張可以容納3位數(shù)據(jù)的紙條。這樣我只能以這種方式告訴讀者2826這個(gè)數(shù)據(jù)：第95頁/共1286頁2.8段的概念錯(cuò)誤認(rèn)識：內(nèi)存被劃分成了一個(gè)一個(gè)的段，每一個(gè)段有一個(gè)段地址。其實(shí)：內(nèi)存并沒有分段，段的劃分來自于CPU，由于8086CPU用“（段地址×16）+偏移地址=物理地址”的方式給出內(nèi)存單元的物理地址，使得我們可以用分段的方式來管理內(nèi)存。第96頁/共1286頁2.8段的概念我們可以認(rèn)為：地址10000H~100FFH的內(nèi)存單元組成一個(gè)段，該段的起始地址（基礎(chǔ)地址）為10000H，段地址為1000H，大小為100H。第97頁/共1286頁2.8段的概念我們也可以認(rèn)為地址10000H~1007FH、10080H~100FFH的內(nèi)存單元組成兩個(gè)段，它們的起始地址（基礎(chǔ)地址）為10000H和10080H，段地址為：1000H和1008H，大小都為80H。第98頁/共1286頁2.8段的概念以后，在編程時(shí)可以根據(jù)需要，將若干地址連續(xù)的內(nèi)存單元看作一個(gè)段，用段地址×16定位段的起始地址（基礎(chǔ)地址），用偏移地址定位段中的內(nèi)存單元。兩點(diǎn)需要注意內(nèi)存單元地址小結(jié)特別提示第99頁/共1286頁兩點(diǎn)需要注意（1）段地址×16必然是16的倍數(shù)，所以一個(gè)段的起始地址也一定是16的倍數(shù)；（2）偏移地址為16位，16位地址的尋址能力為64K，所以一個(gè)段的長度最大為64K。第100頁/共1286頁內(nèi)存單元地址小結(jié)CPU訪問內(nèi)存單元時(shí)，必須向內(nèi)存提供內(nèi)存單元的物理地址。8086CPU在內(nèi)部用段地址和偏移地址移位相加的方法形成最終的物理地址。思考兩個(gè)問題第101頁/共1286頁（1）觀察下面的地址，讀者有什么發(fā)現(xiàn)？結(jié)論：CPU可以用不同的段地址和偏移地址形成同一個(gè)物理地址。內(nèi)存單元地址小結(jié)第102頁/共1286頁內(nèi)存單元地址小結(jié)（2）如果給定一個(gè)段地址，僅通過變化偏移地址來進(jìn)行尋址，最多可以定位多少內(nèi)存單元？結(jié)論：偏移地址16位，變化范圍為0~FFFFH，僅用偏移地址來尋址最多可尋64K個(gè)內(nèi)存單元。比如：給定段地址1000H，用偏移地址尋址，CPU的尋址范圍為：10000H~1FFFFH。第103頁/共1286頁內(nèi)存單元地址小結(jié)在8086PC機(jī)中，存儲(chǔ)單元的地址用兩個(gè)元素來描述。即段地址和偏移地址?！皵?shù)據(jù)在21F60H內(nèi)存單元中?！睂τ?086PC機(jī)的兩種描述：（a）數(shù)據(jù)存在內(nèi)存2000:1F60單元中；（b）數(shù)據(jù)存在內(nèi)存的2000段中的1F60H單元中?？筛鶕?jù)需要，將地址連續(xù)、起始地址為16的倍數(shù)的一組內(nèi)存單元定義為一個(gè)段。第104頁/共1286頁特別提示檢測點(diǎn)2.2（Page23）沒有通過檢測點(diǎn)請不要向下學(xué)習(xí)！第105頁/共1286頁2.9段寄存器段寄存器就是提供段地址的。8086CPU有4個(gè)段寄存器： CS、DS、SS、ES當(dāng)8086CPU要訪問內(nèi)存時(shí)，由這4個(gè)段寄存器提供內(nèi)存單元的段地址。第106頁/共1286頁2.10CS和IPCS和IP是8086CPU中最關(guān)鍵的寄存器，它們指示了CPU當(dāng)前要讀取指令的地址。CS為代碼段寄存器；IP為指令指針寄存器。第107頁/共1286頁8086PC讀取和執(zhí)行指令相關(guān)部件8086PC讀取和執(zhí)行指令演示8086PC工作過程的簡要描述第108頁/共1286頁第109頁/共1286頁8086PC工作過程的簡要描述（1）從CS:IP指向內(nèi)存單元讀取指令，讀取的指令進(jìn)入指令緩沖器；（2）IP=IP+所讀取指令的長度，從而指向下一條指令；（3）執(zhí)行指令。轉(zhuǎn)到步驟（1），重復(fù)這個(gè)過程。第110頁/共1286頁8086PC工作過程的簡要描述在8086CPU加電啟動(dòng)或復(fù)位后（即CPU剛開始工作時(shí)）CS和IP被設(shè)置為CS=FFFFH，IP=0000H，即在8086PC機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，CPU從內(nèi)存FFFF0H單元中讀取指令執(zhí)行，F(xiàn)FFF0H單元中的指令是8086PC機(jī)開機(jī)后執(zhí)行的第一條指令。第111頁/共1286頁2.10CS和IP內(nèi)存中指令和數(shù)據(jù)沒有任何區(qū)別，都是二進(jìn)制信息，CPU在工作的時(shí)候把有的信息看作指令，有的信息看作數(shù)據(jù)。CPU根據(jù)什么將內(nèi)存中的信息看作指令？CPU將CS:IP指向的內(nèi)存單元中的內(nèi)容看作指令。第112頁/共1286頁2.10CS和IP在任何時(shí)候，CPU將CS、IP中的內(nèi)容當(dāng)作指令的段地址和偏移地址，用它們合成指令的物理地址，到內(nèi)存中讀取指令碼，執(zhí)行。如果說，內(nèi)存中的一段信息曾被CPU執(zhí)行過的話，那么，它所在的內(nèi)存單元必然被CS:IP指向過。第113頁/共1286頁2.11修改CS、IP的指令在CPU中，程序員能夠用指令讀寫的部件只有寄存器，程序員可以通過改變寄存器中的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)對CPU的控制。CPU從何處執(zhí)行指令是由CS、IP中的內(nèi)容決定的，程序員可以通過改變CS、IP中的內(nèi)容來控制CPU執(zhí)行目標(biāo)指令。我們?nèi)绾胃淖僀S、IP的值呢？第114頁/共1286頁2.11修改CS、IP的指令8086CPU必須提供相應(yīng)的指令先回想我們?nèi)绾涡薷腁X中的值？mov指令不能用于設(shè)置CS、IP的值，8086CPU沒有提供這樣的功能。8086CPU為CS、IP提供了另外的指令來改變它們的值：轉(zhuǎn)移指令第115頁/共1286頁如何修改AX中的值？mov指令如：movax,123mov指令可以改變8086CPU大部分寄存器的值，被稱為傳送指令。能夠通過mov指令改變CS、IP的值嗎？第116頁/共1286頁2.11修改CS、IP的指令同時(shí)修改CS、IP的內(nèi)容： jmp段地址：偏移地址 jmp2AE3:3 jmp3:0B16

功能：用指令中給出的段地址修改CS，偏移地址修改IP。第117頁/共1286頁2.11修改CS、IP的指令僅修改IP的內(nèi)容： jmp某一合法寄存器 jmpax（類似于movIP,ax） jmpbx

功能：用寄存器中的值修改IP。第118頁/共1286頁內(nèi)存中存放的機(jī)器碼和對應(yīng)匯編指令情況：（初始：CS=2000H，IP=0000H）請寫出指令執(zhí)行序列：問題分析第119頁/共1286頁問題分析結(jié)果：（1）movax,6622（2）jmp1000:3（3）movax,0000（4）movbx,ax（5）jmpbx（6）movax,0123H（7）轉(zhuǎn)到第（3）步執(zhí)行第120頁/共1286頁2.12代碼段對于8086PC機(jī)，在編程時(shí)，可以根據(jù)需要，將一組內(nèi)存單元定義為一個(gè)段?？梢詫㈤L度為N（N≤64KB）的一組代碼，存在一組地址連續(xù)、起始地址為16的倍數(shù)的內(nèi)存單元中，這段內(nèi)存是用來存放代碼的，從而定義了一個(gè)代碼段。例如第121頁/共1286頁2.12代碼段這段長度為10字節(jié)的字節(jié)的指令，存在從123B0H~123B9H的一組內(nèi)存單元中，我們就可以認(rèn)為，123B0H~123B9H這段內(nèi)存單元是用來存放代碼的，是一個(gè)代碼段，它的段地址為123BH，長度為10字節(jié)。第122頁/共1286頁2.12代碼段如何使得代碼段中的指令被執(zhí)行呢？將一段內(nèi)存當(dāng)作代碼段，僅僅是我們在編程時(shí)的一種安排，CPU并不會(huì)由于這種安排，就自動(dòng)地將我們定義得代碼段中的指令當(dāng)作指令來執(zhí)行。CPU只認(rèn)被CS:IP指向的內(nèi)存單元中的內(nèi)容為指令。所以要將CS:IP指向所定義的代碼段中的第一條指令的首地址。CS=123BH，IP=0000H。第123頁/共1286頁2.9節(jié)~2.12節(jié)小結(jié)1、段地址在8086CPU的寄存器中存放。當(dāng)8086CPU要訪問內(nèi)存時(shí)，由段寄存器提供內(nèi)存單元的段地址。8086CPU有4個(gè)段寄存器，其中CS用來存放指令的段地址。2、CS存放指令的段地址，IP存放指令的偏移地址。8086機(jī)中，任意時(shí)刻，CPU將CS:IP指向的內(nèi)容當(dāng)作指令執(zhí)行。第124頁/共1286頁2.9節(jié)~2.12節(jié)小結(jié)（續(xù)）3、8086CPU的工作過程：（1）從CS:IP指向內(nèi)存單元讀取指令，讀取的指令進(jìn)入指令緩沖器；（2）IP指向下一條指令；（3）執(zhí)行指令。（轉(zhuǎn)到步驟（1），重復(fù)這個(gè)過程。）4、8086CPU提供轉(zhuǎn)移指令修改CS、IP的內(nèi)容。第125頁/共1286頁特別提示檢測點(diǎn)2.3（Page33）沒有通過檢測點(diǎn)請不要向下學(xué)習(xí)！第126頁/共1286頁小結(jié)第127頁/共1286頁《匯編語言》課件

王爽著－清華大學(xué)出版社第128頁/共1286頁第3章寄存器（內(nèi)存訪問）3.1內(nèi)存中字的存儲(chǔ)3.2DS和[address]3.3字的傳送3.4mov、add、sub指令3.5數(shù)據(jù)段3.6棧3.7CPU提供的棧機(jī)制3.8棧頂超界的問題3.9push、pop指令3.10棧段第129頁/共1286頁引言在第2章中，我們主要從CPU如何執(zhí)行指令的角度講解了8086CPU的邏輯結(jié)構(gòu)、形成物理地址的方法、相關(guān)的寄存器以及一些指令。這一章中，我們從訪問內(nèi)存的角度繼續(xù)學(xué)習(xí)幾個(gè)寄存器。第130頁/共1286頁在0地址處開始存放20000：0號單元是低地址單元，1號單元是高地址單元。3.1內(nèi)存中字的存儲(chǔ)第131頁/共1286頁3.1內(nèi)存中字的存儲(chǔ)問題：（1）0地址單元中存放的字節(jié)型數(shù)據(jù)是多少？（2）0地址字單元中存放的字型數(shù)據(jù)是多少？（3）2地址字單元中存放的字節(jié)型數(shù)據(jù)是多少？第132頁/共1286頁3.1內(nèi)存中字的存儲(chǔ)問題（續(xù)）：（4）2地址單元中存放的字型數(shù)據(jù)是多少？（5）1地址字單元中存放的字型數(shù)據(jù)是多少？結(jié)論第133頁/共1286頁3.1內(nèi)存中字的存儲(chǔ)結(jié)論：

任何兩個(gè)地址連續(xù)的內(nèi)存單元，N號單元和N+1號單元，可以將它們看成兩個(gè)內(nèi)存單元，也可以看成一個(gè)地址為N的字單元中的高位字節(jié)單元和低位字節(jié)單元。第134頁/共1286頁3.2DS和[address]CPU要讀取一個(gè)內(nèi)存單元的時(shí)候，必須先給出這個(gè)內(nèi)存單元的地址；在8086PC中，內(nèi)存地址由段地址和偏移地址組成。8086CPU中有一個(gè)DS寄存器，通常用來存放要訪問的數(shù)據(jù)的段地址。例如第135頁/共1286頁3.2DS和[address]例如：我們要讀取10000H單元的內(nèi)容可以用如下程序段進(jìn)行：movbx,1000Hmovds,bx

moval,[0]上面三條指令將10000H（1000:0）中的數(shù)據(jù)讀到al中。第136頁/共1286頁3.2DS和[address]moval,[0]已知的mov指令可完成的兩種傳送功能：（1）將數(shù)據(jù)直接送入寄存器；（2）將一個(gè)寄存器中的內(nèi)容送入另一個(gè)寄存器中。mov指令還可以將一個(gè)內(nèi)存單元中的內(nèi)容送入一個(gè)寄存器。第137頁/共1286頁3.2DS和[address]從哪個(gè)內(nèi)存單元送到哪個(gè)寄存器中呢？mov指令的格式：mov寄存器名，內(nèi)存單元地址“[…]”表示一個(gè)內(nèi)存單元，“[…]”中的0表示內(nèi)存單元的偏移地址。那么內(nèi)存單元的段地址是多少呢？第138頁/共1286頁3.2DS和[address]執(zhí)行指令時(shí)，8086CPU自動(dòng)取DS中的數(shù)據(jù)為內(nèi)存單元的段地址。如何用mov指令從10000H中讀取數(shù)據(jù)？10000H表示為1000:0（段地址:偏移地址）將段地址1000H放入ds用moval,[0]完成傳送（mov指令中的[]說明操作對象是一個(gè)內(nèi)存單元，[]中的0說明這個(gè)內(nèi)存單元的偏移地址是0，它的段地址默認(rèn)放在ds中）如何把1000H送入ds？第139頁/共1286頁3.2DS和[address]如何把1000H送入ds？傳送指令movax,1相似的方式movds,1000H?8086CPU不支持將數(shù)據(jù)直接送入段寄存器的操作，ds是一個(gè)段寄存器。

（硬件設(shè)計(jì)的問題）movds,1000H是非法的。數(shù)據(jù)一般的寄存器段寄存器第140頁/共1286頁3.2DS和[address]問題：

寫幾條指令，將al中的數(shù)據(jù)送入內(nèi)存單元10000H？（思考后分析）分析問題本質(zhì)：

怎樣將數(shù)據(jù)從寄存器送入內(nèi)存單元？結(jié)論：movbx,1000Hmovds,bxmov[0],al（一種合理的回答）第141頁/共1286頁3.3字的傳送因?yàn)?086CPU是16位結(jié)構(gòu)，有16根數(shù)據(jù)線，所以，可以一次性傳送16位的數(shù)據(jù)，也就是一次性傳送一個(gè)字。

第142頁/共1286頁問題3.3：內(nèi)存中的情況如右圖，寫出下面指令執(zhí)行后寄存器ax，bx，cx中的值。思考后看分析。（單步跟蹤）3.3字的傳送第143頁/共1286頁問題3.3分析第144頁/共1286頁問題3.4：內(nèi)存中的情況如右圖，寫出下面指令執(zhí)行后寄存器ax，bx，cx中的值。思考后看分析。（單步跟蹤）3.3字的傳送第145頁/共1286頁問題3.4分析第146頁/共1286頁3.4mov、add、sub指令已學(xué)mov指令的幾種形式：

mov寄存器，數(shù)據(jù)

mov寄存器，寄存器

mov寄存器，內(nèi)存單元

mov內(nèi)存單元，寄存器

mov段寄存器，寄存器根據(jù)已知指令進(jìn)行推測第147頁/共1286頁3.4mov、add、sub指令根據(jù)已知指令進(jìn)行推測：mov段寄存器，寄存器 mov寄存器，段寄存器（驗(yàn)證）mov內(nèi)存單元，寄存器 mov內(nèi)存單元，段寄存器 mov段寄存器，內(nèi)存單元第148頁/共1286頁驗(yàn)證（Debug）mov段寄存器，寄存器 mov寄存器，段寄存器第149頁/共1286頁add和sub指令同mov一樣，都有兩個(gè)操作對象。它們可以對段寄存器進(jìn)行操作嗎？

（請自行在Debug中試驗(yàn)）3.4mov、add、sub指令第150頁/共1286頁3.5數(shù)據(jù)段前面講過，對于8086PC機(jī)，我們可以根據(jù)需要將一組內(nèi)存單元定義為一個(gè)段。我們可以將一組長度為N（N≤64K）、地址連續(xù)、起始地址為16的倍數(shù)的內(nèi)存單元當(dāng)作專門存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的內(nèi)存空間，從而定義了一個(gè)數(shù)據(jù)段。比如我們用123B0H~123B9H這段空間來存放數(shù)據(jù)：段地址：123BH長度：10字節(jié)第151頁/共1286頁3.5數(shù)據(jù)段如何訪問數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)呢？將一段內(nèi)存當(dāng)作數(shù)據(jù)段，是我們在編程時(shí)的一種安排，我們可以在具體操作的時(shí)候，用ds存放數(shù)據(jù)段的段地址，再根據(jù)需要，用相關(guān)指令訪問數(shù)據(jù)段中的具體單元。示例第152頁/共1286頁3.5數(shù)據(jù)段我們將123B0H~123BAH的內(nèi)存單元定義為數(shù)據(jù)段，我們現(xiàn)在要累加這個(gè)數(shù)據(jù)段中的前3個(gè)單元中的數(shù)據(jù)，代碼如下：第153頁/共1286頁3.5數(shù)據(jù)段問題3.5寫幾條指令，累加數(shù)據(jù)段中的前3個(gè)字型數(shù)據(jù)。思考后看分析。第154頁/共1286頁問題3.5分析注意：一個(gè)字型數(shù)據(jù)占兩個(gè)單元，所以偏移地址是0、2、4。第155頁/共1286頁3.1節(jié)~3.5節(jié)小結(jié)（1）字在內(nèi)存中存儲(chǔ)時(shí)，要用兩個(gè)地址連續(xù)的內(nèi)存單元來存放，字的低位字節(jié)存放在低地址單元中，高位字節(jié)存放再高地址單元中。（2）用mov指令要訪問內(nèi)存單元，可以在mov指令中只給出單元的偏移地址，此時(shí)，段地址默認(rèn)在DS寄存器中。（3）[address]表示一個(gè)偏移地址為address的內(nèi)存單元。第156頁/共1286頁3.1節(jié)~3.5節(jié)小結(jié)（續(xù)）（4）在內(nèi)存和寄存器之間傳送字型數(shù)據(jù)時(shí)，高地址單元和高8位寄存器、低地址單元和低8位寄存器相對應(yīng)。（5）mov、add、sub是具有兩個(gè)操作對象的指令。jmp是具有一個(gè)操作對象的指令。（6）可以根據(jù)自己的推測，在Debug中實(shí)驗(yàn)指令的新格式。特別提示第157頁/共1286頁特別提示檢測點(diǎn)3.1（p52）沒有通過檢測點(diǎn)請不要向下學(xué)習(xí)！第158頁/共1286頁3.6棧我們研究棧的角度：

棧是一種具有特殊的訪問方式的存儲(chǔ)空間。它的特殊性就在于，最后進(jìn)入這個(gè)空間的數(shù)據(jù)，最先出去?？梢杂靡粋€(gè)盒子和3本書來描述

棧的操作方式第159頁/共1286頁第160頁/共1286頁第161頁/共1286頁3.6棧棧有兩個(gè)基本的操作：入棧和出棧。入棧：將一個(gè)新的元素放到棧頂；出棧：從棧頂取出一個(gè)元素。棧頂?shù)脑乜偸亲詈笕霔＃枰鰲r(shí)，又最先被從棧中取出。棧的操作規(guī)則：LIFO

（LastInFirstOut，后進(jìn)先出）第162頁/共1286頁3.7CPU提供的棧機(jī)制現(xiàn)今的CPU中都有棧的設(shè)計(jì)。8086CPU提供相關(guān)的指令來以棧的方式訪問內(nèi)存空間。這意味著，我們在基于8086CPU編程的時(shí)候，可以將一段內(nèi)存當(dāng)作棧來使用。第163頁/共1286頁3.7CPU提供的棧機(jī)制8086CPU提供入棧和出棧指令：（最基本的）PUSH（入棧）POP（出棧）pushax：將寄存器ax中的數(shù)據(jù)送入棧中；popax：從棧頂取出數(shù)據(jù)送入ax。8086CPU的入棧和出棧操作都是以字為單位進(jìn)行的。第164頁/共1286頁3.6棧下面舉例說明，我們可以將10000H~1000FH這段內(nèi)存當(dāng)作棧來使用。下面一段指令的執(zhí)行過程：movax,0123Hpushaxmovbx,2266Hpushbxmovcx,1122Hpushcxpopaxpopbxpopcx第165頁/共1286頁3.6棧指令序列的執(zhí)行過程演示注意：字型數(shù)據(jù)用兩個(gè)單元存放，高地址單元放高8位，低地址單元放低8位。是否有疑惑？

兩個(gè)疑問

第166頁/共1286頁第167頁/共1286頁兩個(gè)疑問1、CPU如何知道一段內(nèi)存空間被當(dāng)作棧使用？2、執(zhí)行push和pop的時(shí)候，如何知道哪個(gè)單元是棧頂單元？分析結(jié)論：任意時(shí)刻，SS:SP指向棧頂元素。

第168頁/共1286頁對于兩個(gè)疑問的分析回想：CPU如何指導(dǎo)當(dāng)前要執(zhí)行的指令所在的位置？寄存器CS和IP中存放著當(dāng)前指令的段地址和偏移地址。

8086CPU中，有兩個(gè)寄存器：

段寄存器SS存放棧頂?shù)亩蔚刂?/p>

寄存器SP存放棧頂?shù)钠频刂?/p>

任意時(shí)刻，SS:SP指向棧頂元素。第169頁/共1286頁push指令的執(zhí)行過程pushax（1）SP=SP–2；（2）將ax中的內(nèi)容送入SS:SP指向的內(nèi)存單元處，SS:SP此時(shí)指向新棧頂。圖示第170頁/共1286頁push指令的執(zhí)行過程第171頁/共1286頁3.6棧問題3.6：如果我們將10000H~1000FH這段空間當(dāng)作棧，初始狀態(tài)棧是空的，此時(shí)，SS=1000H，SP=？思考后看分析。第172頁/共1286頁問題3.6分析SP=0010H第173頁/共1286頁問題3.6分析（續(xù)）我們將10000H~1000FH這段空間當(dāng)作棧段，SS=1000H，?？臻g大小為16字節(jié)，棧最底部的字單元地址為1000:000E。任意時(shí)刻，SS:SP指向棧頂，當(dāng)棧中只有一個(gè)元素的時(shí)候，SS=1000H，SP=000EH。第174頁/共1286頁問題3.6分析（續(xù)）棧為空，就相當(dāng)于棧中唯一的元素出棧，出棧后，SP=SP+2，SP原來為000EH，加2后SP=10H，所以，當(dāng)棧為空的時(shí)候，SS=1000H，SP=10H。換個(gè)角度看第175頁/共1286頁問題3.6分析（續(xù)）換個(gè)角度看：

任意時(shí)刻，SS:SP指向棧頂元素，當(dāng)棧為空的時(shí)候，棧中沒有元素，也就不存在棧頂元素，所以SS:SP只能指向棧的最底部單元下面的單元，該單元的偏移地址為棧最底部的字單元的偏移地址+2，棧最底部字單元的地址為1000:000E，所以棧空時(shí)，SP=0010H。第176頁/共1286頁pop指令的執(zhí)行過程popax（1）將SS:SP指向的內(nèi)存單元處的數(shù)據(jù)送入ax中；（2）SP=SP+2，SS:SP指向當(dāng)前棧頂下面的單元，以當(dāng)前棧頂下面的單元為新的棧頂。圖示第177頁/共1286頁pop指令的執(zhí)行過程注意第178頁/共1286頁pop指令的執(zhí)行過程注意：出棧后，SS:SP指向新的棧頂1000EH，pop操作前的棧頂元素，1000CH處的2266H依然存在，但是，它已不在棧中。當(dāng)再次執(zhí)行push等入棧指令后，SS:SP移至1000CH，并在里面寫入新的數(shù)據(jù)，它將被覆蓋。第179頁/共1286頁3.8棧頂超界的問題SS和SP只記錄了棧頂?shù)牡刂?，依靠SS和SP可以保證在入棧和出棧時(shí)找到棧頂。可是，如何能夠保證在入棧、出棧時(shí)，棧頂不會(huì)超出?？臻g？第180頁/共1286頁3.8棧頂超界的問題當(dāng)棧滿的時(shí)候再使用push指令入棧，

?？盏臅r(shí)候再使用pop指令出棧，都將發(fā)生棧頂超界問題。棧頂超界是危險(xiǎn)的。第181頁/共1286頁第182頁/共1286頁第183頁/共1286頁3.8棧頂超界的問題棧頂超界是危險(xiǎn)的：

因?yàn)槲覀兗热粚⒁欢慰臻g安排為棧，那么在?？臻g之外的空間里很可能存放了具有其他用途的數(shù)據(jù)、代碼等，這些數(shù)據(jù)、代碼可能是我們自己的程序中的，也可能是別的程序中的。（畢竟一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并不是只有我們自己的程序在運(yùn)行）第184頁/共1286頁3.8棧頂超界的問題但是由于我們在入棧出棧時(shí)的不小心，而將這些數(shù)據(jù)、代碼意外地改寫，將會(huì)引發(fā)一連串的錯(cuò)誤。我們當(dāng)然希望CPU可以幫我們解決這個(gè)問題，第185頁/共1286頁3.8棧頂超界的問題比如說在CPU中有記錄棧頂上限和下限的寄存器，我們可以通過填寫這些寄存器來指定?？臻g的范圍，然后，CPU在執(zhí)行push指令的時(shí)候靠檢測棧頂上限寄存器，在執(zhí)行pop指令的時(shí)候靠檢測棧頂下限寄存器保證不會(huì)超界。實(shí)際情況：8086CPU中并沒有這樣的寄存器。第186頁/共1286頁3.8棧頂超界的問題8086CPU不保證對棧的操作不會(huì)超界。

這就是說，8086CPU只知道棧頂在何處（由SS:SP指示），而不知道讀者安排的?？臻g有多大。這點(diǎn)就好像，CPU只知道當(dāng)前要執(zhí)行的指令在何處（由CS:SP指示）而不知道讀者要執(zhí)行的指令有多少。從這兩點(diǎn)我們可以看出第187頁/共1286頁3.8棧頂超界的問題8086CPU的工作機(jī)理，只考慮當(dāng)前的情況：當(dāng)前棧頂在何處；當(dāng)前要執(zhí)行的指令是哪一條。結(jié)論第188頁/共1286頁3.8棧頂超界的問題結(jié)論：

我們在編程的時(shí)候要自己操心棧頂超界的問題，要根據(jù)可能用到的最大?？臻g，來安排棧的大小，防止入棧的數(shù)據(jù)太多而導(dǎo)致的超界；執(zhí)行出棧操作的時(shí)候也要注意，以防棧空的時(shí)候繼續(xù)出棧而導(dǎo)致的超界。第189頁/共1286頁3.9push、pop指令push和pop指令是可以在寄存器和內(nèi)存之間傳送數(shù)據(jù)的。push和pop指令的格式第190頁/共1286頁棧與內(nèi)存?？臻g當(dāng)然也是內(nèi)存空間的一部分，它只是一段可以以一種特殊的方式進(jìn)行訪問的內(nèi)存空間。第191頁/共1286頁3.9push、pop指令push和pop指令的格式（1）push寄存器：將一個(gè)寄存器中的數(shù)據(jù)入棧pop寄存器：出棧，用一個(gè)寄存器接收出棧的數(shù)據(jù)例如：pushaxpopbx第192頁/共1286頁3.9push、pop指令push和pop指令的格式（2）push段寄存器：將一個(gè)段寄存器中的數(shù)據(jù)入棧pop段寄存器：出棧，用一個(gè)段寄存器接收出棧的數(shù)據(jù)例如：pushdspopes第193頁/共1286頁3.9push、pop指令push和pop指令的格式（3）push內(nèi)存單元：將一個(gè)內(nèi)存單元處的字入棧（棧操作都是以字為單位）pop內(nèi)存單元：出棧，用一個(gè)內(nèi)存字單元接收出棧的數(shù)據(jù)例如：push[0]pop[2]

指令執(zhí)行時(shí)，CPU要知道內(nèi)存單元的地址，可以在push、pop指令中給出內(nèi)存單元的偏移地址，段地址在指令執(zhí)行時(shí)，CPU從ds中取得。第194頁/共1286頁3.9push、pop指令問題3.7

編程：將10000H~1000FH這段空間當(dāng)作棧，初始狀態(tài)是空的，將AX、BX、DS中的數(shù)據(jù)入棧。思考后看分析。第195頁/共1286頁問題3.7分析第196頁/共1286頁3.9push、pop指令問題3.8

編程：（1）將10000H~1000FH這段空間當(dāng)作棧，初始狀態(tài)是空的；（2）設(shè)置AX=001AH，BX=001BH；（3）將AX、BX中的數(shù)據(jù)入棧；（4）然后將AX、BX清零；（5）從棧中恢復(fù)AX、BX原來的內(nèi)容。思考后看分析。第197頁/共1286頁問題3.8分析結(jié)論第198頁/共1286頁問題3.8分析從上面的程序我們看到，用棧來暫存以后需要恢復(fù)的寄存器中的內(nèi)容時(shí)，出棧的順序要和入棧的順序相反，因?yàn)樽詈笕霔５募拇嫫鞯膬?nèi)容在棧頂，所以在恢復(fù)時(shí)，要最先出棧。第199頁/共1286頁3.9push、pop指令問題3.9

編程：（1）將10000H~1000FH這段空間當(dāng)作棧，初始狀態(tài)是空的；

（2）設(shè)置AX=002AH，BX=002BH；

（3）利用棧，交換AX和BX中的數(shù)據(jù)。思考后看分析。第200頁/共1286頁問題3.9分析第201頁/共1286頁3.9push、pop指令問題3.10我們?nèi)绻?0000H處寫入字型數(shù)據(jù)2266H，可以用以下的代碼完成：movax,1000Hmovds,axmov,ax,2266Hmov[0],ax補(bǔ)全下面的代碼第202頁/共1286頁3.9push、pop指令補(bǔ)全下面的代碼，完成同樣的功能：

在10000H處寫入字型數(shù)據(jù)2266H。______________________________movax,2266Hpushax要求：不能使用“mov內(nèi)存單元,寄存器”這類指令思考后看分析。第203頁/共1286頁問題3.10分析我們看需補(bǔ)全代碼的最后兩條指令，將ax中的2266H壓入棧中，也就是說，最終應(yīng)由pushax將2266H寫入10000H處。問題的關(guān)鍵就在于：如何使pushax訪問的內(nèi)存單元是10000H。Push指令是入棧指令。（注意執(zhí)行過程）完成程序第204頁/共1286頁問題3.10分析（續(xù)）完成的程序： movax,1000Hmovss,axmovsp,2movax,2266Hpushax結(jié)論第205頁/共1286頁問題3.10分析（續(xù)）結(jié)論push、pop實(shí)質(zhì)上就是一種內(nèi)存?zhèn)魉椭噶?，可以在寄存器和?nèi)存之間傳送數(shù)據(jù)，與mov指令不同的是，push和pop指令訪問的內(nèi)存單元的地址不是在指令中給出的，而是由SS:SP指出的。同時(shí)，push和pop指令還要改變SP中的內(nèi)容。第206頁/共1286頁問題3.10分析（續(xù)）我們要十分清楚的是，push和pop指令同mov指令不同，CPU執(zhí)行mov指令只需一步操作，就是傳送，而執(zhí)行push、pop指令卻需要兩步操作。執(zhí)行push時(shí)：先改變SP，后向SS:SP處傳送。執(zhí)行pop時(shí)：先讀取SS:SP處的數(shù)據(jù)，后改變SP。第207頁/共1286頁注意push、pop等棧操作指令，修改的只是SP。也就是說，棧頂?shù)淖兓秶畲鬄椋?~FFFFH。提供：SS、SP指示棧頂；改變SP后寫內(nèi)存的入棧指令；讀內(nèi)存后改變SP的出棧指令。這就是8086CPU提供的棧操作機(jī)制。第208頁/共1286頁棧的綜述（1）8086CPU提供了棧操作機(jī)制，方案如下：

在SS，SP中存放棧頂?shù)亩蔚刂泛推频刂罚?/p>

提供入棧和出棧指令，他們根據(jù)SS:SP指示的地址，按照棧的方式訪問內(nèi)存單元。（2）push指令的執(zhí)行步驟：1）SP=SP-2；2）向SS:SP指向的字單元中送入數(shù)據(jù)。（3）pop指令的執(zhí)行步驟：1）從SS:SP指向的字單元中讀取數(shù)據(jù)；2）SP=SP-2。第209頁/共1286頁棧的綜述（續(xù)）（4）任意時(shí)刻，SS:SP指向棧頂元素。（5）8086CPU只記錄棧頂，?？臻g的大小我們要自己管理。（6）用棧來暫存以后需要恢復(fù)的寄存器的內(nèi)容時(shí)，寄存器出棧的順序要和入棧的順序相反。（7）push、pop實(shí)質(zhì)上是一種內(nèi)存?zhèn)魉椭噶?，注意它們的靈活應(yīng)用。棧是一種非常重要的機(jī)制，一定要深入理解，靈活掌握。第210頁/共1286頁3.10棧段前面講過，對于8086PC機(jī)，在編程時(shí)，我們可以根據(jù)需要，將一組內(nèi)存單元定義為一個(gè)段。我們可以將長度為N（N≤64K）的一組地址連續(xù)、起始地址為16的倍數(shù)的內(nèi)存單元，當(dāng)作棧來用，從而定義了一個(gè)棧段。第211頁/共1286頁3.10棧段比如我們將10010H~1001FH這段長度為16字節(jié)的內(nèi)存空間當(dāng)作棧來用，以棧的方式進(jìn)行訪問。這段空間就可以成為棧段，段地址為1000H，大小為16字節(jié)。第212頁/共1286頁3.10棧段將一段內(nèi)存當(dāng)作棧段，僅僅是我們在編程時(shí)的一種安排，CPU并不會(huì)由于這種安排，就在執(zhí)行push、pop等棧操作指令時(shí)就自動(dòng)地將我們定義的棧段當(dāng)作?？臻g來訪問。如何使的如push、pop等棧操作指令訪問我們定義的棧段呢？

將SS:SP指向我們定義的棧段。第213頁/共1286頁3.10棧段問題3.11如果我們將10000H~1FFFFH這段空間當(dāng)作棧段，初始狀態(tài)是空的，此時(shí)，SS=1000H，SP=？思考后看分析。第214頁/共1286頁問題3.11分析我們將10000H~1FFFFH這段空間當(dāng)作棧段，SS=1000H，?？臻g大小為64KB，棧最底部的字單元地址為1000:FFFE。任意時(shí)刻，SS:SP指向棧頂，當(dāng)棧中只有一個(gè)元素的時(shí)候，SS=1000H，SP=FFFEH。第215頁/共1286頁問題3.11分析棧為空，就相當(dāng)于棧中唯一的元素出棧，出棧后，SP=SP+2。SP原來為FFFEH，加2后SP=0，所以，當(dāng)棧為空的時(shí)候，SS=1000H，SP=0。換個(gè)角度看第216頁/共1286頁問題3.11分析（續(xù)）換個(gè)角度看

任意時(shí)刻，SS:SP指向棧頂元素，當(dāng)棧為空的時(shí)候，棧中沒有元素，也就不存在棧頂元素，所以SS:SP只能指向棧的最底部單元下面的單元，該單元的偏移地址為棧最底部的字單元的偏移地址+2，棧最底部字單元的地址為1000:FFFE，所以棧空時(shí)，SP=0000H。第217頁/共1286頁問題3.12一個(gè)棧段最大可以設(shè)為多少？為什么？思考后看分析。第218頁/共1286頁問題3.12分析一個(gè)棧段最大可以設(shè)為多少？分析：這個(gè)問題顯而易見，提出來只是為了提示我們將相關(guān)的知識融會(huì)起來。首先從棧操作指令所完成的功能的角度上來看，push、pop等指令在執(zhí)行的時(shí)候只修改SP；第219頁/共1286頁問題3.12分析所以棧頂?shù)淖兓秶?~FFFFH，從?？諘r(shí)候的SP=0，一直壓棧，直到棧滿時(shí)SP=0；如果再次壓棧，棧頂將環(huán)繞，覆蓋了原來?xiàng)Ｖ械膬?nèi)容。所以一個(gè)棧段的容量最大為64KB。第220頁/共1286頁段的綜述我們可以將一段內(nèi)存定義為一個(gè)段，用一個(gè)段地址指示段，用偏移地址訪問段內(nèi)的單元。這完全是我們自己的安排。我們可以用一個(gè)段存放數(shù)據(jù)，將它定義為“數(shù)據(jù)段”；我們可以用一個(gè)段存放代碼，將它定義為“代碼段”；我們可以用一個(gè)段當(dāng)作棧，將它定義為“棧段”；第221頁/共1286頁段的綜述（續(xù)）我們可以這樣安排，但若要讓CPU按照我們的安排來訪問這些段，就要：對于數(shù)據(jù)段，將它的段地址放在DS中，用mov、add、sub等訪問內(nèi)存單元的指令時(shí)，CPU就將我們定義的數(shù)據(jù)段中的內(nèi)容當(dāng)作數(shù)據(jù)段來訪問；第222頁/共1286頁段的綜述（續(xù)）對于代碼段，將它的段地址放在CS中，將段中第一條指令的偏移地址放在IP中，這樣CPU就將執(zhí)行我們定義的代碼段中的指令；第223頁/共1286頁段的綜述（續(xù)）對于棧段，將它的段地址放在SS中，將棧頂單元的偏移地置放在SP中，這樣CPU在需要進(jìn)行棧操作的時(shí)候，比如執(zhí)行push、pop指令等，就將我們定義的棧段當(dāng)作棧空間來用。第224頁/共1286頁段的綜述（續(xù)）可見，不管我們?nèi)绾伟才?，CPU將內(nèi)存中的某段內(nèi)存當(dāng)作代碼，是因?yàn)镃S:IP指向了那里；CPU將某段內(nèi)存當(dāng)作棧，是因?yàn)镾S:IP指向了那里。第225頁/共1286頁段的綜述（續(xù)）我們一定要清楚，什么是我們的安排，以及如何讓CPU按我們的安排行事。要非常的清楚CPU的工作機(jī)理，才能在控制CPU來按照我們的安排運(yùn)行的時(shí)候做到游刃有余。第226頁/共1286頁段的綜述（續(xù)）比如我們將10000H~1001FH安排為代碼段，并在里面存儲(chǔ)如下代碼：movax,1000Hmovss,axmovsp,0020H;初始化棧頂movax,csmovds,ax;設(shè)置數(shù)據(jù)段段地址movax,[0]addax,[2]movbx,[4]addbx,[6]pushaxpushbxpopaxpopbx第227頁/共1286頁段的綜述（續(xù)）設(shè)置CS=1000H，IP=0，這段代碼將得到執(zhí)行?？梢钥吹?，在這段代碼中，我們又將10000H~1001FH安排為棧段和數(shù)據(jù)段。10000H~1001FH這段內(nèi)存，既是代碼段，又是棧段和數(shù)據(jù)段。第228頁/共1286頁段的綜述（續(xù)）一段內(nèi)存，可以既是代碼的存儲(chǔ)空間，又是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間，還可以是?？臻g，也可以什么也不是。關(guān)鍵在于CPU中寄存器的設(shè)置，即：CS、IP、SS、SP、DS的指向。第229頁/