汇编语言段寄存器CS和IP

CS和IP

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(图中只包括了和所要说明的问题密切相关的部件,图中数字都为十六进制)。

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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:B82301,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
下面的一组图(图2.1 I一图2.19),以图2.10描述的情况为初始状态,展示了8086CPU读取、执行一条指令的过程。注意每幅图中发生的变化(下面对8086CPU的描述,是在逻辑结构、宏观过程的层面上进行的,目的是使读者对CPU工作原理有一个清晰、直观的认识,为汇编语言的学习打下基础。其中隐蔽了CPU的物理结构以及具体的工作细节)。

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下面的一组图(图2.20一图2.26),以图2.19的情况为初始状态,展示了8086CPU继续读取、执行3条指令的过程。注意IP的变化(下面的描述中,隐蔽了读取每条指令的细节)。

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通过上面的过程展示,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FFFF0H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。
现在,我们更清楚了CS和IP的重要性,它们的内容提供了CPU要执行指令的地址。
我们在第1章中讲过,在内存中,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。现在,如果提出一个问题:CPU根据什么将内存中的信息看作指令?如何回答?我们可以说,CPU将CS:IP指向的内存单元中的内容看作指令,因为,在任何时候,CPU将CS. IP中的内容当作指令的段地址和偏移地址,用它们合成指令的物理地址,到内存中读取指令码,执行。如果说,内存中的一段信息曾被CPU执行过的话,那么,它所在的内存单元必然被CS:IP指向过。


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