浅谈汇编（1）——intel处理器、CS、DS

时间：2024-03-21 12:49:22

准备

汇编语言和硬件是息息相关的，我们先了解一下处理器

1.8086和80X86是什么？
 答：8086是Intel公司推出的最早的实际应用到微型个人计算机上的CPU型号；80X86是在8086基础上的增强型，包括80286、80386、80486，其后就改称奔腾了；8086和80286是16位的CPU，80386和80486是32位的CPU；80486还多了数学辅助处理器，增强了复杂的数学运算能力。
 Intel8086是一个由Intel于1978年所设计的16位微处理器芯片，是x86架构的鼻祖。不久，Intel 8088就推出了，拥有一个外部的8位数据总线，允许便宜的芯片用途。它是以8080和8085的设计为基础，拥有类似的寄存器组，但是数据总线扩充为16位。总线界面单元(Bus Interface Unit)透过6字节预存(prefecth) 的队列(queue)位指令给执行单元(Execution Unit)，所以取指令和执行是同步的，8086 CPU有20条地址线，可直接寻址1MB的存储空间，每一个存储单元可以存放一个字节（8位）二进制信息。
 现在用的CPU也是X86架构，已经从16位CPU发展到了64位CPU。现在的CPU型号很多，无法一一例举，有intel的奔腾、赛扬、酷睿I系列（I3 I5 I7），还有AMD的APU、打桩机、推土机、速龙、闪龙等等。

2.8051和80X86有什么区别？
 答：8051是单片机，是Intel发明的MCS-51系列的一种微控制器；而80X86是微处理器。

MCS-51系列是一种集成的电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的*处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

　　在HMOS技术大发展的背景下，Intel公司在MCS-48系列的基础上，于1980年推出了8位MCS-51系列单片机。它与以前的机型相比，功能增强了许多，就其指令和运行速度而言，超过了INTEL8085的CPU和Z80的CPU，成为工业控制系统中较为理想的机种。较早的MCS-51典型时钟为12MHz，而目前与MCS-51单片机兼容的一些单片机的时钟频率达到40MHz甚至更高，现在已有400MHz的单片机问世。
　　　此外，AT89C51是ATMEL公司在INTEL公司的51系列基础上，采用CMOS工艺制作，并增加FLASH的产品，相当于产品升级。AT89C51可以看作是51系列的一个重要的里程碑，它大大促进了51的普及和推广。
　

下面是几篇介绍Intel发展历程的文章：
https://blog.csdn.net/xusiwei1236/article/details/42784539
http://www.360doc.com/content/15/0411/07/21966267_462329844.shtml

汇编基础摘要

8086/8088微处理器由总线接口单元和执行单元组成。
执行单元 EU（ Execution Unit ）：包括数据寄存器、标志寄存器、指针寄存器等
总线接口单元 BIU（ Bus Interface Unit）：包括IP和段寄存器等
它们协同完成执行内存中存放的指令序列。
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代码段

内存中指令和数据没有任何区别，都是二进制信息，CPU在工作的时候把有的信息看作指令，有的信息看作数据，CPU根据什么将内存中的信息看作指令？
答：CPU将CS:IP指向的内存单元中的内容看作指令。
注：CS代码段地址寄存器 IP指令指针寄存器 Instruction Pointer

对于8086PC机，在编程时，可以根据需要，将一组内存单元定义为一个段。
可以将长度为 N（ N≤64KB ）的一组代码，存在一组地址连续、起始地址为 16的倍数的内存单元中，这段内存是用来存放代码的，从而定义了一个代码段。

 如何使得代码段中的指令被执行呢？
 将一段内存当作代码段，仅仅是我们在编程时的一种安排，CPU 并不会由于这种安排，就自动地将我们定义得代码段中的指令当作指令来执行。CPU 只认被 CS:IP 指向的内存单元中的内容为指令。所以要将CS:IP指向所定义的代码段中的第一条指令的首地址。
CS = 123BH（偏移地址），IP = 0000H（段地址）。

 在CPU中，程序员能够用指令读写的部件只有寄存器，程序员可以通过改变寄存器中的内容实现对CPU的控制。CPU从何处执行指令是由CS、IP中的内容决定的，程序员可以通过改变CS、IP中的内容来控制CPU执行目标指令。我们如何改变CS、IP的值呢？
 mov指令不能用于设置CS、IP的值，8086CPU没有提供这样的功能。mov指令可以改变8086CPU大部分寄存器的值，被称为传送指令。8086CPU为CS、IP提供了另外的指令来改变它们的值：转移指令

  1. 同时修改CS、IP的内容：
    jmp 段地址：偏移地址s
    jmp 2AE3:3
    jmp 3:0B16

  2. 仅修改IP的内容：
    jmp 某一合法寄存器
    jmp ax （类似于 mov IP,ax）
    jmp bx

数据段

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。

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]
上面三条指令将10000H（1000:0）中的数据读到al中。
注：mov指令中的[ ]说明操作对象是一个内存单元，[ ]中的0说明这个内存单元的偏移地址是0，它的段地址默认放在ds中，执行指令时，8086CPU自动取DS中的数据为内存单元的段地址。

如何把1000H送入ds？
传送指令 mov ax,1；相似的方式 mov ds,1000H?
8086CPU不支持将数据直接送入段寄存器的操作，ds是一个段寄存器。
（硬件设计的问题）
mov ds,1000H 是非法的。
数据–>一般的寄存器–>段寄存器

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；mov bx,1000H
（2）将一个寄存器中的内容送入另一个寄存器中。mov ds,bx
mov 指令 还可以将一个内存单元中的内容送入一个寄存器。mov al,[0]

问题1：
写几条指令，将al中的数据送入内存单元10000H？
分析问题本质：怎样将数据从寄存器送入内存单元？
结论：
mov bx,1000H
mov ds,bx
mov [0],al （一种合理的回答）

问题2：内存中的情况如下图，写出下面指令执行后寄存器ax，bx，cx中的值。
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补充：

概括的讲，16位结构描述了一个CPU具有以下几个方面特征：
1、运算器一次最多可以处理16位的数据。
2、寄存器的最大宽度为16位。
3、寄存器和运算器之间的通路是16位的。
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。
字在内存中存储时，要用两个地址连续的内存单元来存放，字的低位字节存放在低地址单元中，高位字节存放再高地址单元中。（8086是小端存储）

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