星期六, 十二月 30, 2006

8086寄存器

代码段

+-------+<--- CS
| 指令 |
+-------+
| 指令 |
+-------+<--- IP
| 指令 |
+-------+
| …… |
+-------+ 数据段

+-------+<--- DS
| 数据 |
+-------+
| 数据 |
+-------+<--- SI (DI)
| 数据 |
+-------+
| …… |
+-------+ 堆栈段

+-------+<--- SS
| 栈帧 |
+-------+
| 栈帧 |
+-------+<--- BP
| 栈帧 |
+-------+
| …… |<--- SP
+-------+


汇编是最底层的计算机语言,写汇编程序就是在对内存和寄存器操作。以上描述的代码段、数据段、堆栈段都是指内存中某段区域。当程序编译时,编译器会把程序中的代码分配到不同的内存区域。这时,代码段和数据段在内存中的位置和宽度都已固定好, 而堆栈段只有起始位置,没有实际的内容,在运行时根据数据动态伸缩,因此,它是运行时系统很重要的一个部分。存放在内存中的(注意,指令在没有被CPU处理时,只是一串字符)都是数据。

内存有了数据,这时就要用到寄存器。所有的指令运算都要经过CPU中的运算器,而运算器并不知道要处理的数据在哪,因此,寄存器就扮演了数据定位的角色。寄存器也是CPU的一部分,它就专门在内存中找数据,然后告诉运算器做处理。这一过程,有个专门的术语叫“寻址”。

这里并不对所有的寄存器做介绍,只说明一些最常用的。图中用箭头表示的都是寄存器。这些都由CPU指定了特定的功能,不能作其它用途。CS和IP这两个寄存器只负责在代码段寻址,CS定位到了代码段,IP定位到具体的指令。原先说过,在内存中的都是数据,当IP有所指向的时候,数据变成了可以执行的程序,交付运算器执行。CS的地址由系统来指定。IP的控制权不在用户,而是CPU本身。DS和SI、DI负责数据段寻址,数据段是保存全局并赋值的数据的地方。SI用于读数据,DI用于写数据。DS也是由系统指定,其中的数据读取有专门的寻址方法(见gas初级教程中的寻址一节和其它的实例代码)。SS由系统维护的堆栈段首地址,初始时SP、BP和SS处于同一位置。堆栈是一动态内存区域,它的伸展方向是从高地址向低地址方向延伸。因此,高地址处叫做“栈底”,低地址处叫做“栈顶”。SP是堆栈指针,始终指向栈顶,由它来负责栈的伸缩。在函数调用时,函数中的数据都在堆栈中,BP就用来限制只能读取函数内部的数据。每个函数的调用,都用一个帧框表示,通过不同的帧框来区分不同的函数,BP就在帧框中移动。

还有AX、BX、CX、DX四个通用寄存器,它们在一般情况下可任意使用。但在一些指令中会有特别说明其中的特殊用途(请查看CPU指令手册)。

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