2.1 通用寄存器

8086CPU 的所有寄存器都是16位的,可以存放两个字节。AX、BX、CX、DX这4个寄存器通常用来存放一般性的数据,被称为通用寄存器。

8086CPU的上一代CPU 中的寄存器都是8位的,为了保证兼容,使原来基于上代CPU编写的程序稍加修改就可以运行在8086之上,8086CPU的AX、BX、CX、DX这4个寄存器都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。

2.3 汇编指令

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2.4 物理地址

我们知道,CPU访问内存单元时,要给出内存单元**(一个内存单元的大小是一字节)**的地址。所有的内存单元构成的存储空间是一个一维的线性空间,每一个内存单元在这个空间中都有唯一的地址,我们将这个唯一的地址称为物理地址。

CPU通过地址总线送入存储器的,必须是一个内存单元的物理地址。在CPU向地址总线上发出物理地址之前,必须要在内部先形成这个物理地址。不同的CPU可以有不同的形成物理地址的方式。我们现在讨论8086CPU是如何在内部形成内存单元的物理地址的。

2.5 16位结构的CPU

概括地讲,16位结构(16位机、字长为16位等常见说法,与16位结构的含义相同)描述了一个CPU具有下面几方面的结构特性。

运算器一次最多可以处理16位的数据;

寄存器的最大宽度为16位;

寄存器和运算器之间的通路为16位。

8086是16位结构的CPU,这也就是说,在8086内部,能够一次性处理、传输、暂时存储的信息的最大长度是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。

2.6 8086CPU给出物理地址的方法

8086CPU有20位地址总线,可以传送20位地址,达到1MB寻址能力。8086CPU 又是16位结构,在内部一次性处理、传输、暂时存储的地址为16位。从8086CPU的内部结构来看,如果将地址从内部简单地发出,那么它只能送出 16位的地址,表现出的寻址能力只有64KB(2^16^ / 1024 )。

8086CPU采用一种在内部用两个16位地址合成的方法来形成一个20位的物理地址。

8086CPU相关部件的逻辑结构如图2.6所示。

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如图2.6所示,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位地址合成为一个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位物理地址送上地址总线;

(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(左移四位)+偏移地址 的方法用段地址和偏移地址合成物理地址。例如,8086CPU要访问地址为123C8H的内存单元,此时,地址加法器的工作过程如图2.7所示(图中数据皆为十六进制表示)。

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2.8 段的概念

段的划分来自于CPU,由于8086CPU用 基础地址(段地址×16)+偏移地址=物理地址 的方式给出内存单元的物理地址,使得我们可以用分段的方式来管理内存。如图2.9所示,我们可以认为:地址10000H~100FFH的内存单元组成一个段,该段的起始地址(基础地址)为10000H,段地址为1000H,大小为 100H;我们也可以认为地址10000H~1007FH10080H~100FFH的内存单元组成两个段,它们的起始地址(基础地址)为:10000H和10080H,段地址为:1000H和1008H,大小都为80H。

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以后,在编程时可以根据需要,将若干地址连续的内存单元看作一个段,用段地址×16定位段的起始地址(基础地址),用偏移地址定位段中的内存单元。有两点需要注意:段地址x16必然是16的倍数,所以一个段的起始地址也一定是16的倍数;偏移地址为16位,16位地址的寻址能力为64KB,所以一个段的长度最大为64KB

“数据在21F60H内存单元中。”这句话对于8086PC机一般不这样讲,取而代之的是两种类似的说法:

①数据存在内存2000:1F60单元中;

②数据存在内存的2000H 段中的1F60H单元中。

这两种描述都表示“数据在内存21F6OH单元中”。

2.10 CS和IP

段地址在8086CPU的段寄存器中存放。8086CPU有4个段寄存器:CS、DS、SS、ES。当8086CPU要访问内存时由这4个段寄存器提供内存单元的段地址。

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为指令指针寄存器,从名称上我们可以看出它们和指令的关系。

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==。图2.10展示了8086CPU读取、执行指令的工作原理

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图2.10 说明如下。

(1) 8086CPU当前状态:CS中的内容为2000H,IP中的内容为0000H;

(2)内存20000H~20009H单元存放着可执行的机器码;

(3)内存20000H~20009H单元中存放的机器码对应的汇编指令如下。

地址:20000H~-20002H,内容:B823 01,长度:3Byte,对应汇编指令:mov ax,0123H

地址:20003H~20005H,内容:BB 03 00,长度: 3Byte,对应汇编指令:mov bx,0003H

地址:20006H~20007H,内容:89 D8,长度: 2Byte,对应汇编指令:mov ax,bx

地址:20008H~20009H,内容:01 D8,长度: 2Byte,对应汇编指令:add ax,bx

8086CPU 的工作过程可以简要描述如下:

(1)从CS:IP指向的内存单元读取指令,读取的指令进入指令缓冲器;

(2)IP=IP+所读取指令的长度,从而指向下一条指令;

(3)执行指令。转到步骤(1),重复这个过程。

在8086CPU加电启动或复位后(即CPU刚开始工作时)CS和IP被设置为CS=FFFFH,IP=0000H,即在8086PC机刚启动时,CPU从内存 FFFFOH单元中读取指令执行,FFFF0H单元中的指令是8086PC机开机后执行的第一条指令。

2.11 修改CS、IP的指令

能够改变CS、IP 的内容的指令被统称为转移指令( 例如jmp指令)

若想同时修改CS、IP的内容,可用形如jmp段地址:偏移地址的指令完成,如

jmp 2AE3:3,执行后:CS=2AE3HIP=0003H,CPU将从2AE33H处读取指令。

jmp 3:0B16,执行后:CS=0003HIP=0B16H,CPU将从00B46H处读取指令。

jmp 段地址:偏移地址指令的功能为:用指令中给出的段地址修改CS,偏移地址修改IP。

若想仅修改IP的内容,可用形如jmp 某一合法寄存器的指令完成,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: bx=0B16H,CS=2000H,IP=0B16H

“jmp 某一合法寄存器”指令的功能为:用寄存器中的值修改IP。jmp ax,在含义上好似: mov IP,ax

安装dos

1:准备工具

  1.1 DOSBox

  1.2 debug.exe

2:安装过程

DOSBox安装过程:可以在官方网站下载:https://www.dosbox.com/

debug.exe安装:

1.https://blog.csdn.net/lanchunhui/article/details/78151569

2.把DEBUG.EXE放在D盘下

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3.挂载debug

在安装目录C:\Program Files (x86)\DOSBox-0.74,下,找到DOSBox 0.74 Options.bat,双击进入配置

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拉到最下面,加入如下语句(MOUNT是挂载,C是参数,D:\Debug是debug.exe存放的文件夹路径):

1
2
3
MOUNT C D:\Debug
C:
debug
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4.测试

启动DOSBox.exe,在光标处输入dds:0,结果如下所示即安装配置成功:

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Debug

Debug 是DOS、Windows都提供的实模式(8086方式)程序的调试工具。使用它,可以查看CPU各种寄存器中的内容、内存的情况和在机器码级跟踪程序的运行。

Debug功能

用Debug 的R命令查看、改变CPU寄存器的内容;

用Debug的D命令查看内存中的内容; 也可以指定D命令的查看范围,此时采用d 段地址:起始偏移地址 结尾偏移地址的格式。比如要看1000:0~1000:9中的内容,可以用d 1000:0 9实现

用Debug的E命令改写内存中的内容;

用Debug的U命令将内存中的机器指令翻译成汇编指令;

用Debug的T命令执行一条机器指令;

用Debug的A命令以汇编指令的格式在内存中写入一条机器指令。