段寄存器

一、介绍 汇编语言是一种面向机器的低级程序设计语言 汇编语言以助记符形式表示每一条计算机指令 助记符是便于人们记忆、并能描述指令功能和指令操作数的符号 助记符一般就是表明指令功能的英语单词或其缩写 MOV AX , 30H ADD AX , 50H MOV [2100H] , BX HLT 汇编语言的主要特点： 汇编语言程序与处理器指令系统密切相关 程序员可直接、有效的控制硬件系统 形成的可执行文件运行速度快、占用主存容量少 汇编语言程序中可以出现不同进制的数，但一定要有标识字母加以区别 数据的组织形式：位(bit)、字节(Byte)、字(Word)、双字(Dword) 无论是数据还是指令在计算机中都是以二进制形式存放的 无符号整数——所有有效位都当作数值处理，当然这样的数全部都是正数，故不保留符号位，常用于表示地址，或运算中表示计数值等 ASCII编码——在内存中使用一个字节(8位二进制数)存放一个字符(它的ASCII码)，最高位没用(写0).在通信过程中最高位有时用于奇偶校验 数码0~9：30H~39H 大写字母A~Z：41H~5AH 小写字母a~z：61H~7AH 空格：20H 带符号数的表示方法——采用补码表示法(补码存储、补码运算) 与、或、异或、非运算 二、计算机硬件相关知识 1、硬件 中央处理单元CPU 控制器、运算器、寄存器 存储器 主存储器：RAM和ROM

《自己动手写操作系统》读书笔记——初识保护模式 http://www.cnblogs.com/pang123hui/archive/2010/11/27/2309930.html 书本第三章第一节是《认识保护模式》，初步讲解了保护模式下全局描述符表GDT、段描述符、段选择子、从实模式进入保护模式等内容。去年看这个的时候，如果不是有以前学习保护模式时做的笔记，还真不好懂呢，因为作者提供的材料不够系统，对仅学习过8086汇编语言的人来说，是不太好理解的。下面的内容大体以我以前做的笔记为纲，较为简略，只说明要点。（本来还可以参考下以前学习保护模式时收集的资料的，很可惜，移动硬盘坏了，资料都没有了，早就该注意信息安全了的。） 描述符与描述符表 8086是16位处理器，有16位的寄存器和数据总线，20位的地址总线，寻址能力为1MB。地址由段基址和段偏移两部分组成，段基址和偏移地址都是16 位的，物理地址的计算方式为：物理地址=段基址×16+段偏移。从80386开始，Intel处理器进入了32位时代，地址总线为32位，寻址能力为 4GB。此时，通用寄存器变成从16位变成了32位，但段寄存器仍然是16位的，原来的基地址加偏移值的物理地址计算方法已经不适用了，需要新的计算方法。 386以上CPU运行于保护模式时，虽然段寄存器仍然是16位的，但是其意义已经发生了变化：不再是表示段基地址了

通用寄存器的主要用途 寄存器的分类 寄存器 主 要 用 途 通 用 寄 存 器 数据 寄存器 AX 乘、除运算，字的输入输出，中间结果的缓存 AL 字节的乘、除运算，字节的输入输出，十进制算术运算 AH 字节的乘、除运算，存放中断的功能号 BX 存储器指针 CX 串操作、循环控制的计数器 CL 移位操作的计数器 DX 字的乘、除运算，间接的输入输出 变址 寄存器 SI 存储器指针、串指令中的源操作数指针 DI 存储器指针、串指令中的目的操作数指针 变址 寄存器 BP 存储器指针、存取堆栈的指针 SP 堆栈的栈顶指针 指令指针 IP/EIP 标志位寄存器 Flag/EFlag 32位 CPU的 段寄存器 16位CPU的 段寄存器 ES 附加段寄存器 CS 代码段寄存器 SS 堆栈段寄存器 DS 数据段寄存器 新增加的 段寄存器 FS 附加段寄存器 GS 附加段寄存器 来源： https://www.cnblogs.com/javawebsoa/archive/2013/05/14/3078478.html

概述 在这里以x86的处理器为例 机器在启动的时候会执行 第一条指令 。这条指令会去执行 bios ，将控制权交给bios。 bios完成硬件的质检，然后将bootloader从硬盘读到内存中，执行 bootloader ，并将控制权交给bootloader bootloader负责使能保护模式、建立段机制以及加载操作系统，然后将控制权交给操作系统 第一条指令 执行机器的第一条指令是为了跳转到bios执行，那么需要知道bios在哪里？cpu是怎么寻址的？ bios在哪里 bios是固化在内存EPROM中的，断电不会丢失（非易失性），这样 biod的地址是固定 的，因为 在cpu第一次加电了之后，寄存器就会有缺省的初始值 ，所以 bios地址=寻址寄存器的缺省值 就好啦。 寻址是由段寄存器以及指令指针共同完成，bios地址由CS:IP=16*CS+IP(代码段寄存器:指令指针)来表示。 CS的缺省值是FFFF0000H，IP的缺省值是0000FFF0H。 CS:IP=FFFFFFF0H 寻址机制 寻址是由段寄存器以及指令指针共同完成。因为内存很大，而且在一段时间内操作的内存具有空间局部性，所以可以将内存分为一段一段由段寄存器来定位，这一段的内存中再由指令指针来定位到具体的代码、数据 段寄存器： CS——code segment，代码段寄存器 DS——data segment

最近学习了X86汇编，其实无论是古老的8086还是现在i3/5/7/9,Xeon3/5，在最基本原理上，都是相通的，只是CPU位数，寻址空间，寄存器个数，指令集的扩充等方面有所不同，对于学习，8086永不过时。 1.内存中字的存储 8086CPU中，用16位寄存器来存储一个字，高8位存放高字节，低8位存放低字节。在内存中存储时，由于内存单元是字节单元，一个单元存放一个字节，那么一个字（2字节，16位）应该用两个连续的存储单元（内存地址）来存储，低字节存放在低地址，高字节存放在高地址，这就是我们所说的小端序，大端序与之相反。 字单元：存放一个字型数据（16位）的内存单元，它由两个连续内存单元组成。 8086CPU不支持将数据直接存入段寄存器（DS），需要先将数据存放到通用寄存器，然后再MOV到段寄存器。 “[address]”做为一个整体表示一个内存单元，中括号中的数字表示内存单元的偏移地址。如： 假设DS中为1000H，那么： MOV Al, [0] ;将10000H内存地址中的数据存入AX MOV [0], Al ;将AX中的数据存入内存地址10000H eg.1读取10000H中内存单元的内容 mov bx, 1000H mov ds, bx mov al, [0] eg.2将al中的数据存入10000H内存地址中 mov bx, 1000H mov ds, bx mov [0

第一章 基础知识 存储器（内存）存放CPU工作的指令和数据（CPU可以直接使用的信息在内存中存放）；指令和数据都是二进制数没有任何区别，由CPU决定是数据还是指令 内存单元：存储器被分为若干个存储单元，并从0开始编号（存储单元的地址），一个存储单元为1字节（8bit） CPU的读写 总线逻辑上分为：地址总线、数据总线、控制总线 地址总线：地址线宽度决定了CPU的寻址能力，计算方式 ：2^[地址线宽]（个内存单元） 数据总线：决定了CPU和外界的数据传输速度（8根数据总线可传送一个8位（bit）二进制数，即1个字节） 控制总线：是各外部器件的不同控制线的集合 CPU进行数据读写必须经过3类信息交互： ①存储单元的地址（地址信息）②器件的选择，读或写的命令（控制信息）③读或写的数据（数据信息） 读：CPU在内存中读取数据时，要先指定存储单元的地址（你要找一个地方先要确定一个地址），会把要读取的地址经过地址总线发给内存；同时CPU控制器将内存读命令通过控制总线发送给内存，并通知内存要读取数据；最后内存将被指定的内存单元中的数据经过数据总线送入CPU 写：与读类似，CPU经地址线发送要操作的内存单元的地址，CPU经控制线将内存写命令发送至内存，并通知内存要写入数据；CPU通过数据线将数据送入指定的内存单元； 内存地址空间： 每一个外部器件都有自己的存储芯片（如显卡有显存RAM和ROM

IA32体系即Intel32位体系架构，也被称为i386、X86-32或X86。在Intel公司1985年推出的80386微处理器中首先使用。用以取代之前的X86-16位架构，包括8086、80186、80286芯片。谈到这儿，就不得不说说X86架构的发展历史。 Intel 8086是由Intel于1978年所设计的16位微处理器芯片，是x86架构的鼻祖。8086是16位CPU，数据总线16条，地址总线20条，能保存的地址的大小是2^20=1M。 8086增加了4个段寄存器用来保存各内存段的起始地址，这4个段寄存器分别为CS(代码段寄存器)、DS(数据段寄存器)、SS(堆栈段寄存器)、ES(扩展段寄存器)。 由于地址总线共20条，段地址有20位，但是段寄存器只有16位，不能保存20位的地址。 因此，将内存的大小划分为16的倍数(此时还没有操作系统，直接操作的是物理内存)。每块内存起始地址的后四位都为0，段寄存器只保存地址的高16位。正如前面所讲，8086时，地址总线最多只能保存1M的地址空间。 此时，物理内存=段基址+逻辑地址/偏移量。 此时若要取数据，就需要找到物理内存，方法为从DS寄存器中取值，左移4位，就得到了真正的起始地址(DS<<4)，再加上变量在该内存段上的偏移量(IP寄存器保存了当前数据在内存段上的偏移量)，就得到了数据的物理内存。 DS<<4 + IP =

寄存器 这回我们来看寄存器。CPU是由运算器，控制器，寄存器这些个器件组成。 运算器 主要负责数据的各种数据的处理工作，比如算数运算，逻辑运算； 控制器 是根据给出的相应的机器指令，发出对应的具体控制信号驱动硬件工作。它有指令译码的工作，就是根据指令寄存器的内容，产生相应的微指令； 加法指令的执行可分为:取指,计算地址,取操作数和加法运算四步,每一步都由一组微操作实现.这一组能同时执行的微操作就构成一条微指令。 寄存器 则是CPU中存储数据的部件。对于一个汇编程序员，CPU中最重要的部件就是寄存器。通过对各个寄存器数据的改变，完成对于CPU的控制。不同的CPU，寄存器的结构，数量是不同的。比如，8086CPU中有14个寄存器，名称分别是：AX,BX,CX,DX,CS,DS,ES,SS,IP,SP,BP,SI,DI,PSW。我们不在这里一一介绍每个寄存器的功能，以后用到什么寄存器，就学习什么。大体上我会按照书上的顺序来写这些寄存器。 上述这些个器件，全部集成到了一个CPU芯片中。CPU中数据的传输通过 内总线 进行。前面一篇提到了总线，那个总线是指 外总线 ，是用来连接CPU和主板上的其他部件的。 ----------------------------------------------------------------------------------------------

段寄存器是因为对内存的分段管理而设置的。16位CPU有四个段寄存器，所以，其程序可同时访问四个不同含义的段。段寄存器及其偏移量的引用关系如图所示。 段寄存器CS指向存放程序的内存段，IP是用来存放下条待执行的指令在该段的偏移量，把它们合在一起可在该内存段内取到下次要执行的指令。 段寄存器SS指向用于堆栈的内存段，SP是用来指向该堆栈的栈顶，把它们合在一起可访问栈顶单元。另外，当偏移量用到了指针寄存器BP，则其缺省的段寄存器也是SS，并且用BP可访问整个堆栈，不仅仅是只访问栈顶。 段寄存器DS指向数据段，ES指向附加段，在存取操作数时，二者之一和一个偏移量合并就可得到存储单元的物理地址。该偏移量可以是具体数值、符号地址和指针寄存器的值等之一，具体情况将由指令的寻址方式来决定。 通常，缺省的数据段寄存器是DS，只有一个例外，即：在进行串操作时，其目的地址的段寄存器规定为ES。当然，在一般指令中，我们还可以用强置前缀的方法来改变操作数的段寄存器 一般情况下，段寄存器及其指针寄存器的引用关系如下表所示。表中的“可选用的段寄存器”即是可以用强置说明这些段寄存器的值来作为其操作数地址的段地址。 由上表可以看出16位CPU在段寄存器的引用方面有如下规定： 　　取指令所用的段寄存器和偏移量一定是用CS和IP； 　　堆栈操作所用的段寄存器和偏移量一定是SS和SP； 　

段寄存器 是因为对内存的分段管理而设置的。 计算机需要对内存分段，以分配给不同的程序使用（类似于硬盘 分页 ）。在描述 内存分段 时，需要有如下段的信息： 1.段的大小； 2.段的起始地址； 3.段的管理属性（禁止写入/禁止 执行 /系统专用等）。 需要用8个字节（64位）存储这些信息，但段寄存器只有16位，因此段寄存器中只能存储段号（segment selector，也译作“段选择符”），再由段号映射到存在内存中的GDT（global (segment) descriptor table，全局段号记录表），读取段的信息。 16位CPU有四个16 位段 寄存器 ，所以，其程序可同时访问四个不同含义的段。 8086CPU有20根地址线，最大可寻址内存空间为1MB。而8086的寄存器只有16位，指令指针（IP）和变址寄存器（SI、DI）也是16位的。用16位的地址寻址1MB空间是不可能的。所以就要把内存分段，也就是把1MB空间分为2^4，即16个段，每段不超过64KB（2^16,16位数据线就可以寻址）。在8086中设置4个16位的段寄存器，用于管理4种段：CS是代码段，DS是 数据段 ，SS是 堆栈段 ，ES是附加段。把内存分段后，每一个段就有一个段基址，段寄存器保存的就是这个段基址的高16位，这个16位的地址左移四位（后面加上4个0）就可构成20位的段基址。 来源： https:/