汇编语言-寄存器(CPU的工作原理)

冷不防 2022-04-11 06:47 352阅读 0赞

1.寄存器

CPU主要由：运算器、控制器、寄存器、等构件组成，这些器件在CPU的内部是靠总线相连的。在CPU中：运算器进行信息处理；寄存器进行信息存储；控制器控制各种器件进行工作；内部总线连接各种器件，在它们之间进行数据的传送。

汇编程序员主要对CPU中的寄存器进行读写操作，程序员通过改变各种寄存器中的内容来实现对CPU的控制。不同的CPU寄存器的个数、结构是不相同的。8086CPU有14个寄存器，每个寄存器有一个名称如：AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、IP、CS、SS、DS、ES、PSW。8086CPU的所有寄存器都是16位的，其中AX、BX、CX、DX被称为通用寄存器。这四个寄存器可分为两个可独立使用的8位寄存器来用：

*  AX可分为AH和AL；
 *  BX可分为BH和BL；
 *  CX可分为CH和CL
 *  DX可分为DH和DL。

以AX为例，8086CPU的16位寄存器分为两个8位寄存器的情况如下图：

![1357630597_6172.png][]

AX的低8位（0位-7位）构成了AL寄存器，高8位（8位-15位）构成了AH寄存器。AH和AL寄存器是可以独立使用的8位寄存器。

8086CPU可以一次性处理两种尺寸的数据：  
  字节：记为byte，一个字节由8个比特组成，可以存在8位寄存器中。  
  字：记为word，一个字由两个字节组成，这两个字节分别称为这个字的高位字节和低位字节。

2.几条汇编指令

![1357631296_4247.png][]

3.8086是16位结构的CPU具有下面几方面的结构特性：  
      运算器一次可以处理16位的数据；  
      寄存器的最大宽度位16位；  
      寄存器和运算器之间的最大通路位16位。  
这也就是说，在8086内部，能够一次性处理、传输、暂时存储的信息最大长度是16位的。内存单元的地址在送上地址总线之前，必须在CPU中处理、传输、暂时存放，对于16位CPU，能一次性处理、传输、暂时存储16位的地址。

4.8086CPU给出物理地址的方法  
8086CPU采用一种在内部使用两个16位地址合成的方法来形成一个20位的物理地址。相关部件的逻辑结构图如下：  
![1357632176_7368.png][]

当8086CPU要读写内存时：  
（1）CPU中的相关部件提供两个16位的地址，一个称为段地址，另一个称为偏移地址；  
（2）段地址和偏移地址通过内部总线送入一个称为地址加法器的部件；  
（3）地址加法器将两个16位地址合成一个20位的物理地址；  
（4）地址加法器通过内部总线将20位物理地址送入输入输出控制电路；  
（5）输入输出控制电路将20位物理地址送入地址总线；  
（6）20位物理地址被地址总线传送到存储器。  
地址加法器采用物理地址=段地址\*16+偏移地址的方法用段地址和偏移地址合成物理地址。“段地址\*16+偏移地址=物理地址”的本质含义是：CPU在访问内存时，用一个基础地址（段地址\*16）和一个相对于基础地址的偏移地址相加，给出内存单元的物理地址。

5.CS和IP

CS和IP是8086CPU中两个最关键的寄存器，它们指示了CPU当前要读取指令的地址。CS为代码段寄存器，IP位为指针寄存器。在8086PC机中，任意时刻，设CS中的内容为M，IP中的内容为N，8086CPU将从内存M\*16+N单元开始，读取一条指令并执行。也可以这样表述：8086机中，任意时刻，CPU将CS:IP指向的内容当作指令执行。

6.修改CS、IP中内容的指令

若想同时修改CS、IP的内容，可用指令“jmp 段地址: 偏移地址”完成，如：jmp 2AE3:3，执行后：CS=2AE3H， IP=0003H, CPU将从2AE33H处读取指令。  
         jmp 段地址：偏移地址  指令的功能为：用指令给出的段地址修改CS，偏移地址修改IP。  
        若想仅修改IP的内容，可用指令“jmp 某一合法寄存器”完成，如：  
        jmp ax, 指令执行前：ax=1000H, CS=2000H,IP=0003H  
        指令执行后：ax=1000H, CS=2000H,IP=1000H  
   
        jmp bx, 指令执行前：bx=0B16H, CS=2000H,IP=0003H  
       指令执行后：ax=0B16H, CS=2000H,IP=0B16H  
       指令“jmp 某一合法寄存器”的功能为：用寄存器中的值修改IP。  
       jmp ax,在含以上类似于mov IP,ax这样的指令。

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