基本原理
2.1 8086/8088
IBM PC中央处理单元(Central Processing Unit)是微处理器Inter 8088,8088是8086是小的版本.对于编写程序而言,两者几乎完全相同.两者之间的差别是在于:它们对外的沟通.8086和外界沟通时是经由16位的输入输出通道,内存存取也是每次以16位为单位,8088和8086极为相似,但是它和外界沟通时就必须经由16位的通道.
2.1.1 寄存器
8086/8088的结构简单,其中包含了一组一般用途的16位寄存器.AX,BX,CX,DX,BP,SI,DI.其中AX,BX,CX,DX还可以分成8位的寄存 器,譬如:AX可分为AH,AL;BX可分为BH,BL;CX可分为CH,CL;DX可分为DH,DL.寄存器BP,SI,DI的用途也没有特别的限制,但是却不能分成两个字节.另外寄存器SP主要是用来当做堆栈指针.除此之外,还有四个非常重要的段寄存器(Segment Register):CS,DS,SS,ES.指令指针(Instru -ction pointer)IP是用来控制目前CPU执行到哪一个指令.
8086设计时考虑到要和8位的CPU8080兼容.8位的计算机是使用两个字节(亦即16位)来定址,因此其定址空间可以达64K字节.16位的CPU在地址设定上选择了完全不同的方法.CPU以段(Segment)为单位,每一段范围内包括64K字节,而内存中则可以包含许多段.所以,操作系统可以在一个段内执行.而使用者的程序则可以在另一个段内执行.在一个段内,程序包可以把计算机视为只有64K字节内存空间.因此原先8位计算机上执行的程序就可以很容易地移植到16位计算机上.除此之外,内存段也可以彼此重叠,因而两个不同的程序就可以共用某一块内存.段值是以寄存器来设定的,而实际的地址值则是把段值(16位)往左移4位,然后再加上16位的位移(Offset),因此构成20位的地址值.所以8086可以直接做20位的地址,也就是可能存取到一兆字节的内存.在这一兆字节的内存中,IBM PC保留了最前面的320K字节给系统的ROM BIOS和显示内存,因此使用者最多也就能使用640K字节.
2.1.2 寻址方式
寻址方式(Addressing mode)是一台计算机上许多复杂操作的关键所在.8086提供了以下几种寻址方法:立即寻址,内存间接寻址, 寄存器间接寻址等.
立即寻址,直接使用数字.
内存间接寻址,数值存放在数据段中的某个位置.
mov bx,foo
foo dw 5
寄存器间接寻址.有两种寄存器可以使用在这种寻址方式下:基址寄存器(Base Register)和索引寄存器(Index Register).基址寄存 器分别是BX和BP,索引寄存器则是SI和DI.在这种寻址方式下,寄存器存放了数据段中的地址值.
mov ax,0F000h
mov es,ax
mov si,0FFFEh
mov dl,byte ptr es:[si]
上面的程序使用间接寻址方式,由寄存器SI读出位于F000:FFFE位置的数据.寄存器间接存取时,最多只能使用玛个基址寄存器各 一个索引寄存器.
以上的寻址方式可以做不同的结合,因此组合后的结果很多.
2.1.3 标志
8086有9个一位的标志(Flag),它们可以用指示CPU的各种状态.以下是9个标志的简介:
CF(Carry Flag):CF为1时就表示算术运算的结果超出正确的长度.
PF(Parity Flag):PF为1就表示使用偶校验,PF为0就表示使用奇校验.
AF(Auxiliary Carry Flag):和CF相同,只是它使用在低4位的结果.AF通常都使用在20位的地址计算上.
ZF(Zero Flag):ZF为1就表示运算结果是0,否则ZF就为0.
SF(Sign Flag):SF为1就表示运算结果的最高位是1,否则SF就为0.
TF(Trap Flag):TF为1,CPU就单步地执行,在这种模式下每完成一个指令就发生一个特殊的中断.
IF(Interrupt Enable Flag):IF为1,允许CPU接收外界的中断,否则IF就为0.
DF(Direction Flag):这个标志使用在循环指令,譬如:MOVS,MOVSB,MOVSW,CMPS,CMPSB和CMPSW.如果DF为1,循环运行时就使地 址值往前增加.如果DF为0,则使地址往后减少.
OF(Over Flag):OF为1,表示一个考虑正负号的运算超出了正确的字节的长度.
2.1.4 循环
所有的循环指令都是以CX作为计数器.一个循环会反复地执行直到CX等于某一特定值为止.以下的程序就是利用反复地相加,完成 两个数的相乘.
mov ax,0
mov cx,4
next: add ax,6
loop next
在上面的程序中,LOOP指令执行时会把CX减1,并且检查CX的内容;如果CX等于0,就转移到下一条指令,否则就跳到NEXT标示的地方 执行.
也可以用下面的程序完成相同的功能:
mov ax,0
mov cx,4
next:
add ax,6
dec cx
cmp cx,0
jne next
2.1.5 内存的数据结构
8088是以字节为存取数据的基本单位.计算机的存储结构是8位的字节,但是CPU本身处理数据则是以16位为单位.在内存中,都遵 循一个原则,即:高高低低的存储方式.高字节对应高地址,低字节对应低地址.
下面是一个简单程序,在AX中放入一个字节的内容并显示:
cseg segment
org 100h
assume cs:cseg,ds:cseg
start:
mov bx,cs
mov ds,bx
mov ah,'H'
mov al,'L'
mov test,ax
mov al,[si] ;First byte of test
call dchar
mov al,[si+1] ;Second byte of test
call dchar
ret
;Display the character contained in AL
dchar proc
push ax
push bx
mov bh,1
mov ah,0eh
int 10h
pop bx
pop ax
ret
dchar endp
test dw ?
cseg ends
end start
