（以下内容以8086CPU、intel系列为根据处理）

寄存器基础知识

8086CPU、intel系列：

16位微处理器；20位地址总线；14个16位寄存器：

通用寄存器：AX（Accumulator Register)、BX（Base Register)、CX（Count Register）、DX（Data Register)

基址和变址寄存器：SI、DI、BP、SP

段寄存器：CS、SS、DS、ES

指令指针和标志寄存器：IP、FLAGS

 

• 理解16位结构（16位机）：CPU中的运算器一次最多处理16位数据

　　引入概念：字长（CPU在单位时间内一次处理的二进制位数，反映CPU内部运算速度）

• 理解20位地址总线：CPU通过地址总线能访问2²⁰个内存单元

　　引入概念：位宽（CPU通过外部数据总线与内存之间一次能传输的数据位）

 

ISA（指令集体系结构）：指令、指令的字节集编码——软件和硬件之间接口

• 不同处理器系列有不同的ISA，同一系列里也有不同类型的处理器，但它们在ISA级别上都保持兼容

 

不同类型CPU差异：

处理的字长、速度不同；工作模式不同；指令集的丰富程度不同

 

*十六进制数据加后缀H，二进制数据加后缀B

*一条汇编指令或寄存器名称不区分大小写

 

1.通用寄存器

一个CPU有多个寄存器，用来存放16位一般性数据。

以AX为例：

 

                                                                                                                                                                             

          AH （存放高8位字节）                 AL（存放低8位字节）

 

(为了与早期兼容，AX可拆分成两个独立的寄存器AH、AL来使用）

AX中存放无符号数据范围：0 —— 2¹⁶-1

AH、AL中存放无符号数据范围：0 —— 2⁸-1

 

2.汇编指令（mov、add、sub、jmp)

mov：传送指令    mov a,b：将b放入a中

常用：

mov 寄存器，数据

mov 寄存器，寄存器

 

add：求和指令    add a,b：a与b相加

常用：

add 寄存器，数据

add 寄存器，寄存器

 

sub：减法指令    sub a,b：a减去b

常用：

 

sub 寄存器，数据

sub 寄存器，寄存器

 

jmp：转移指令    修改CS、IP寄存器（不可以用mov实现）

常用：

jmp 段寄存器：偏移地址    （修改CS：IP）

jmp 寄存器    （用寄存器内容修改IP）

 

注意：1.mov、add操作中，两个操作对象位数应一致

      2.对应的位数进行操作，超出的位数需舍弃（特别注意AH、AL寄存器）

3.物理地址的表示方法

问题起源：16位的CPU寄存器无法表示20位的地址总线所包括的所有内存单元

解决：用两个16位地址合成一个20位的物理地址

引入概念：段（根据需要，将地址连续、起始位置为16倍数的一组内存单元--不超过2¹⁶B，即64KB）

 

e.g      20404H = 2000H * 16 + 0404H

      物理地址 =  段地址 * 16 + 偏移地址

• 该过程由CPU内部的地址加法器实现

• 通常用 段地址：偏移地址 来表示内存单元的物理地址，该表示方法又称逻辑地址
• 段地址又称基础地址
• 段地址 * 16 构成段的物理起始地址

• 一个内存单元可以有很多个逻辑地址，但只有一个物理地址
• 地址通常由十六进制表示，H可省略不写

4.CS、IP

问题：计算机如何识别哪些信息是指令，哪些信息是数据？

解决：用特殊寄存器进行标志，存放在特殊寄存器内的就是指令，其他为数据

引入概念：

8086最关键的寄存器：

CS（代码段寄存器：存放段地址）、

IP（指令指针寄存器：存放偏移地址）

作用：CPU将CS：IP对应的物理地址中的信息当作指令执行

 

5.8086CPU的工作过程

 

 

1.从CS：IP指向的内存单元读取指令，并将指令放入指令缓冲器

2.IP =  IP + 所取指令的长度，从而指向下一条指令

3.执行指令，跳回1，重复此过程

 

最初的CS、IP：

CPU刚开始工作时，CS=FFFFH，IP=0000H

即CPU刚启动时，从物理地址为FFFF0H的单元读取开机后执行的第一条指令

 

提问：计算机遇到什么指令停止循环，结束取指令呢？