匯編基礎(chǔ)教程段的定義應(yīng)用詳解
段
將一段內(nèi)存定義為一個(gè)段，用一個(gè)段地址指示段，用偏移地址訪問段內(nèi)的單元
種類
代碼段
定義
對(duì)于8086PC機(jī)，在編程時(shí)，可以根據(jù)需要，將一組內(nèi)存單元定義為一個(gè)段。
可以將長度為 N（ N≤64KB ）的一組代碼，存在一組地址連續(xù)、起始地址為 16的倍數(shù)的內(nèi)存單元中，這段內(nèi)存是用來存放代碼的，從而定義了一個(gè)代碼段。
例如
這段長度為 10 字節(jié)的字節(jié)的指令，存在從123B0H~123B9H的一組內(nèi)存單元中，我們就可以認(rèn)為，123B0H~123B9H這段內(nèi)存單元是用來存放代碼的 ，是一個(gè)代碼段 ，它的段地址為123BH，長度為10字節(jié)。
如何使得代碼段中的指令被執(zhí)行
- CPU 只認(rèn)被 CS:IP 指向的內(nèi)存單元中的內(nèi)容為指令。
- 所以要將CS:IP指向所定義的代碼段中的第一條指令的首地址。
- CS = 123BH，IP = 0000H。
數(shù)據(jù)段
定義
我們可以將一組長度為N（N≤64K）、地址連續(xù)、起始地址為16的倍數(shù)的內(nèi)存單元當(dāng)作專門存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的內(nèi)存空間，從而定義了一個(gè)數(shù)據(jù)段。
比如我們用123B0H~123B9H這段空間來存放數(shù)據(jù)：
- 段地址：123BH
- 長度：10字節(jié)
將一段內(nèi)存當(dāng)作數(shù)據(jù)段，是我們?cè)诰幊虝r(shí)的一種安排，我們可以在具體操作的時(shí)候 ，用 ds 存放數(shù)據(jù)段的段地址，再根據(jù)需要，用相關(guān)指令訪問數(shù)據(jù)段中的具體單元。
DS和[address]
我們要讀取10000H單元的內(nèi)容
CPU要讀取一個(gè)內(nèi)存單元的時(shí)候，必須先給出這個(gè)內(nèi)存單元的地址
- 在8086PC中，內(nèi)存地址由段地址和偏移地址組成。
- 8086CPU中有一個(gè) DS寄存器，通常用來存放要訪問的數(shù)據(jù)的段地址。
將10000H（1000:0）中的數(shù)據(jù)讀到al中。
mov bx,1000H
mov ds,bx
mov al,[0]
mov 指令可以將一個(gè)內(nèi)存單元中的內(nèi)容送入一個(gè)寄存器。
mov指令的格式：
- mov 寄存器名，內(nèi)存單元地址
- “[…]”表示一個(gè)內(nèi)存單元， “[…]”中的0表示內(nèi)存單元的偏移地址。
如何用mov指令從10000H中讀取數(shù)據(jù)？
- 10000H表示為1000:0（段地址:偏移地址）
- 將段地址1000H放入ds
- 用mov al,[0]完成傳送（mov指令中的[]說明操作對(duì)象是一個(gè)內(nèi)存單元，[]中的0說明這個(gè)內(nèi)存單元的偏移地址是0，它的段地址默認(rèn)放在ds中）
如何把1000H送入ds？
- 8086CPU不支持將數(shù)據(jù)直接送入段寄存器的操作，ds是一個(gè)段寄存器。（硬件設(shè)計(jì)的問題）
- mov ds,1000H 是非法的。
- 數(shù)據(jù)>>一般的寄存器>>段寄存器
例如
我們將123B0H~123BAH的內(nèi)存單元定義為數(shù)據(jù)段，我們現(xiàn)在要累加這個(gè)數(shù)據(jù)段中的前3個(gè)單元中的數(shù)據(jù)，
代碼如下：
棧段
棧
?？臻g當(dāng)然也是內(nèi)存空間一部分，它只是一段可以以一種特殊方式進(jìn)行訪問的內(nèi)存空間。
操作方式
棧有兩個(gè)基本的操作
入棧：將一個(gè)新的元素放到棧頂
出棧：從棧頂取出一個(gè)元素
棧頂?shù)脑乜偸亲詈笕霔?，需要出棧時(shí)，又最先被從棧中取出
棧的操作規(guī)則：LIFO（Last In First Out，后進(jìn)先出）
8086CPU的入棧和出棧操作都是以字為單位進(jìn)行的。
注意：字型數(shù)據(jù)用兩個(gè)單元存放，高地址單元放高 8 位，低地址單元放低8 位。
8086CPU提供入棧和出棧指令
SS:SP
8086CPU中，有兩個(gè)寄存器：
- 段寄存器SS 存放棧頂?shù)亩蔚刂?/li>
- 寄存器SP 存放棧頂?shù)钠频刂?/li>
任意時(shí)刻，SS:SP指向棧頂元素。
SS和SP只記錄了棧頂?shù)牡刂罚揽縎S和SP可以保證在入棧和出棧時(shí)找到棧頂。
棧頂超界的問題
種類
- 當(dāng)棧滿的時(shí)候再使用push指令入棧，
- ?？盏臅r(shí)候再使用pop指令出棧，
8086CPU不保證對(duì)棧的操作不會(huì)超界。
8086CPU 只知道棧頂在何處（由SS:SP指示），而不知道讀者安排的棧空間有多大。
8086CPU的工作機(jī)理，只考慮當(dāng)前的情況：
- 當(dāng)前棧頂在何處；
- 當(dāng)前要執(zhí)行的指令是哪一條。
解決辦法
- 要根據(jù)可能用到的最大?？臻g，來安排棧的大小，防止入棧的數(shù)據(jù)太多而導(dǎo)致的超界
- 執(zhí)行出棧操作的時(shí)候也要注意，以防?？盏臅r(shí)候繼續(xù)出棧而導(dǎo)致的超界。
push、pop指令
定義
push和pop指令是可以在寄存器和內(nèi)存之間傳送數(shù)據(jù)的。
PUSH（入棧）
push ax：將寄存器ax中的數(shù)據(jù)送入棧中；
執(zhí)行過程 push ax
（1）SP=SP–2；
（2）將ax中的內(nèi)容送入SS:SP指向的內(nèi)存單元處，SS:SP此時(shí)指向新棧頂。
圖示
入棧時(shí)，棧頂從高地址向低地址方向增長
POP（出棧）
pop ax ：從棧頂取出數(shù)據(jù)送入ax。執(zhí)行過程 （1）將SS:SP指向的內(nèi)存單元處的數(shù)據(jù)送入ax中；（2）SP = SP+2，SS:SP指向當(dāng)前棧頂下面的單元，以當(dāng)前棧頂下面的單元為新的棧頂。
圖示
注意：
出棧后，SS:SP指向新的棧頂 1000EH，pop操作前的棧頂元素，1000CH 處的2266H 依然存在 ，但是，它已不在棧中。
當(dāng)再次執(zhí)行push等入棧指令后，SS:SP移至1000CH，并在里面寫入新的數(shù)據(jù)，它將被覆蓋。
格式
（1）
push 寄存器：將一個(gè)寄存器中的數(shù)據(jù)入棧
pop 寄存器：出棧，用一個(gè)寄存器接收出棧的數(shù)據(jù)
例如：push axpop bx
（2）
push 段寄存器：將一個(gè)段寄存器中的數(shù)據(jù)入棧 pop
段寄存器：出棧，用一個(gè)段寄存器接收出棧的數(shù)據(jù)
例如：push dspop es
（3）
push 內(nèi)存單元：將一個(gè)內(nèi)存單元處的字入棧（棧操作都是以字為單位）
pop 內(nèi)存單元：出棧，用一個(gè)內(nèi)存字單元接收出棧的數(shù)據(jù)
例如：push [0] pop [2]
指令執(zhí)行時(shí) ，CPU 要知道內(nèi)存單元的地址，可以在 push、pop 指令中給出內(nèi)存單元的偏移地址，段地址在指令執(zhí)行時(shí)，CPU從ds中取得。
注意
與mov指令不同的是，push和pop指令訪問的內(nèi)存單元的地址不是在指令中給出的，而是由SS:SP指出的。
CPU執(zhí)行mov指令只需一步操作，就是傳送，而執(zhí)行push、pop指令卻需要兩步操作
執(zhí)行push時(shí)：先改變SP，后向SS:SP處傳送。
執(zhí)行pop時(shí)： 先讀取SS:SP處的數(shù)據(jù)，后改變SP。
push、pop 等棧操作指令，修改的只是SP。也就是說，棧頂?shù)淖兓秶畲鬄椋?~FFFFH。
提供：SS、SP指示棧頂；改變SP后寫內(nèi)存的入棧指令；讀內(nèi)存后改變SP的出棧指令。
棧段定義
- 可以根據(jù)需要 ，將一組內(nèi)存單元定義為一個(gè)段
- 比如我們將10010H~1001FH 這段長度為 16 字節(jié)的內(nèi)存空間當(dāng)作棧來用，以棧的方式進(jìn)行訪問。
- 我們可以將長度為 N（N ≤64K ）的一組地址連續(xù)、起始地址為16的倍數(shù)的內(nèi)存單元，當(dāng)作棧來用，從而定義了一個(gè)棧段
- 這段空間就可以成為棧段，段地址為1000H，大小為16字節(jié)
- 如何使的如push、pop 等棧操作指令訪問我們定義的棧段
- 將SS:SP指向我們定義的棧段。
思考
我們將10000H~1FFFFH這段空間當(dāng)作棧段 ，SS=1000H ，棧空間大小為64KB ，棧最底部的字單元地址為1000:FFFE。
任意時(shí)刻，SS:SP指向棧頂，當(dāng)棧中只有一個(gè)元素的時(shí)候，SS=1000H，SP=FFFEH。
棧為空，就相當(dāng)于棧中唯一的元素出棧，出棧后，SP=SP+2。
SP原來為FFFEH，加2后SP=0，所以，當(dāng)棧為空的時(shí)候，SS=1000H，SP=0。
任意時(shí)刻，SS:SP指向棧頂元素，當(dāng)棧為空的時(shí)候 ，棧中沒有元素 ，也就不存在棧頂元素，所以SS:SP只能指向棧的最底部單元下面的單元 ，該單元的偏移地址為棧最底部的字單元的偏移地址+2 ，棧最底部字單元的地址為1000:FFFE，所以?？諘r(shí)，SP=0000H。
訪問
對(duì)于數(shù)據(jù)段，將它的段地址放在 DS中，用mov、add、sub等訪問內(nèi)存單元的指令時(shí)，CPU就將我們定義的數(shù)據(jù)段中的內(nèi)容當(dāng)作數(shù)據(jù)段來訪問；
對(duì)于代碼段，將它的段地址放在 CS中，將段中第一條指令的偏移地址放在IP中，這樣CPU就將執(zhí)行我們定義的代碼段中的指令；
對(duì)于棧段，將它的段地址放在SS中，將棧頂單元的偏移地置放在 SP 中，這樣CPU在需要進(jìn)行棧操作的時(shí)候，比如執(zhí)行 push、pop 指令等，就將我們定義的棧段當(dāng)作?？臻g來用。
可見，不管我們?nèi)绾伟才?，CPU 將內(nèi)存中的某段內(nèi)存當(dāng)作代碼 ，是因?yàn)镃S:IP指向了那里；CPU將某段內(nèi)存當(dāng)作棧 ，是因?yàn)?SS:IP 指向了那里
比如我們將10000H~1001FH安排為代碼段，并在里面存儲(chǔ)如下代碼：
設(shè)置CS=1000H，IP=0，這段代碼將得到執(zhí)行。
可以看到，在這段代碼中，我們又將10000H~1001FH 安排為棧段和數(shù)據(jù)段。
10000H~1001FH這段內(nèi)存，既是代碼段，又是棧段和數(shù)據(jù)段。
一段內(nèi)存，可以既是代碼的存儲(chǔ)空間，又是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間，還可以是棧空間，也可以什么也不是。
關(guān)鍵在于CPU中寄存器的設(shè)置，即：CS、IP、SS、SP、DS的指向。
段前綴
在訪問內(nèi)存單元的指令中，用于顯式地指明內(nèi)存單元的段地址的“ds:”、“cs:”、“ss:”或“es:”
應(yīng)用
場(chǎng)景1
問題：將內(nèi)存ffff:0~ffff:b段元中的數(shù)據(jù)拷貝到 0:200~0:20b單元中。
分析
（1） 0:200~0:20b單元等同于0020:0~0020:b單元，它們描述的是同一段內(nèi)存空間
（2）拷貝的過程應(yīng)用循環(huán)實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)要描述如下：
- 初始化：X=0 循
- 環(huán)12次
將ffff:X單元中的數(shù)據(jù)送入0020:X（需要用一個(gè)寄存器中轉(zhuǎn)）
X=X+1
（3）在循環(huán)中，源單元ffff:X和目標(biāo)單元的0020:X的偏移地址X是變量。我們用bx來存放
（4）我們用將0:200~0:20b用0020:0~0020:b描述，就是為了使目標(biāo)單元的偏移地址和源始單元的偏移地址從同一數(shù)值0開始。
問題
因源單元ffff:X和目標(biāo)單元0020:X 相距大于64KB，在不同的64KB段里，程序中，每次循環(huán)要設(shè)置兩次ds。
這樣做是正確的，但是效率不高。
解決
我們可以使用兩個(gè)段寄存器分別存放源單元ffff:X和目標(biāo)單元0020:X的段地址，這樣就可以省略循環(huán)中需要重復(fù)做12次的設(shè)置ds的程序段。
改進(jìn)的程序中，使用 es 存放目標(biāo)空間0020:0~0020:b的段地址，用ds存放源空間ffff:0~ffff:b的段地址。
在訪問內(nèi)存單元的指令“mov es:[bx],al”中 ，顯式地用段前綴 “es:” 給出單元的段地址，這樣就不必在循環(huán)中重復(fù)設(shè)置ds
場(chǎng)景2
Debug和匯編編譯器Masm對(duì)指令的不同處理
Debug中
- mov ax,[0]
- 表示將ds:0處的數(shù)據(jù)送入al中。
在匯編源程序中，指令“mov ax,[0]”被編譯器當(dāng)作指令“mov ax,0”處理。
解決：利用段前綴顯性的指出段地址
以上就是匯編基礎(chǔ)教程段的定義應(yīng)用詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于匯編基礎(chǔ)教程段的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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