寄存器
上一章笔记是从CPU执行指令的角度8086CPU的逻辑结构、形成物理地址的方法、相关的寄存器以及一些指令。这章节从访问内存的角度学习几个寄存器。
内存中字的存储
CPU中，用16 位寄存器来存储一个字。高8位存放高位字节，低8位存放低位字节。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），则一个字要用两个地址连续的内存单元来存放，这个字的低位字节存放在低地址单元中，高位字节存放在高地址单元中。
用0、1两个内存单元存放数据20000(4E20H) 。0 、1两个内存单元用来存储一个字，内存中字的存储单元可以看作一个起始地址为0的字单元（存放一个字的内存单元，由0、1两个字节单元组成）。对千这个字单元来说，0号单元是低地址单元，1号单元是高地址单元，则字型数据4E20H的低位字节存放在0号单元中，高位字节存放在1号单元中。同理，将2、3号单元看作一个字单元，它的起始地址为2。在这个字单元中存放数据18(0012H)，则在2 号单元中存放低位字节12H，在3号单元中存放高位字节00H。
字单元的概念：字单元，即存放一个字型数据(16位)的内存单元，由两个地址连续的内存单元组成。高地址内存单元中存放字型数据的高位字节，低地址内存单元中存放字型数据的低位字节。
DS和[address]
CPU要读写一个内存单元的时候，必须先给出这个内存单元的地址。
在8086PC 中，
内存地址由段地址和偏移地址组成。8086CPU中有一个DS寄存器，通常用来存放要访问数据的段地址。比如我们要读取10000H 单元的内容，可以用如下的程序段进行。
mov指令作用： 1.将数据直接送入寄存器；2.将一个寄存器中的内容送入另一个寄存器。
3.mov指令也可以将一个内存单元中的内容送入一个寄存器中。在指令中必须指明从哪一个内存单元送到哪一个寄存器。寄存器用寄存器名来指明，内存单元则需用内存单元的地址来指明。显然，此时mov指令的格式应该是：mov 寄存器名，内存单元地址。“[…]”表示一个内存单元， “[…]”中的0表示内存单元的偏移地址。只有偏移地址是不能定位一个内存单元的，在指令执行时，8086CPU自动取ds中的数据为内存单元的段地址。
8086CPU不支待将数据直接送入段寄存器的操作，ds是一个段寄存器，所以mov ds,1000H这条指令是非法的。那么如何将1000H送入ds呢？只好用一个寄存器来进行中转，即先将1000H 送入一个一般的寄存器，如bx, 再将bx中的内容送入ds。
字的传送
mov指令在寄存器和内存之间进行字节型数据的传送。因为8086CPU 是16位结构，有16根数据线，所以，可以一次性传送16 位的数据，也就是说可以一次性传送一个字（两个内存单元）。只要在mov指令中给出16位的寄存器就可以进行16 位数据的传送了。
mov、add、sub指令
此外，还有
mov 寄存器,段寄存器
例如：mov ax,ds
mov 内存单元,段寄存器 (因为段寄存器是16位,所以要占用两个字节/16位/四个十六进制，内存单元起始位为低位)
例如:
用a写好汇编指令，用t执行，用d查看。
mov [0000],cs 执行后， CS 中的数据(14E3H)被写入1000:0 处， 1000:1 单元存放14H, 1000:0 单元存放E3H 。
mov 段寄存器，内存单元
数据段
对千8086PC机，在编程时，可以根据需要，将一组内存单元定义为一个段。我们可以将一组长度为N(N~64KB) 、地址连续、起始地址为16 的倍数的内存单元当作专门存储数据的内存空间，从而定义了一个数据段。比如用123B0H~123B9H 这段内存空间来存放数据，我们就可以认为， 123B0H~123B9H 这段内存是一个数据段，它的段地址为123BH, 长度为10 个字节。
用ds存放数据段的段地址，再根据需要，用相关指令访问数据段中的具体单元。比如，将123B0H ~ 123B9H的内存单元定义为数据段。现在要累加这个数据段中的前3个单元中的数据，代码如下。
小结
(1) 字在内存中存储时，要用两个地址连续的内存单元来存放，字的低位字节存放在低地址单元中，高位字节存放在高地址单元中。
(2) 用mov指令访问内存单元，可以在mov指令中只给出单元的偏移地址，此时，段地址默认在DS寄存器中。.
(3) [address]表示一个偏移地址为address的内存单元。
(4) 在内存和寄存器之间传送字型数据时，高地址单元和高8位寄存器、低地址单元和低8位寄存器相对应。
(5) mov、add 、sub 是具有两个操作对象的指令。jmp是具有一个操作对象的指令。
栈
栈是一种具有特殊的访问方式的存储空间。它的特殊性就在于，最后进入这个空间的数据，最先出去。
从程序化的角度来讲，应该有一个标记，这个标记一直指示着盒子最上边的位置。
栈有两个基本的操作：入栈和出栈。入栈就是将一个新的元素放到栈顶，出栈就是从栈顶取出一个元素。栈顶的元素总是最后入栈，需要出栈时，又最先被从栈中取出。栈的这种操作规则被称为： LIFO(Last In First Out, 后进先出)。
CPU提供的栈机制
现今的CPU中都有栈的设计，8086CPU也不例外。8086CPU提供相关的指令来以栈的方式访问内存空间。这意味着，在基千8086CPU 编程的时候，可以将一段内存当作栈来使用。
8086CPU提供入栈和出栈指令，最基本的两个是PUSH(入栈)和POP(出栈)。比如，push ax表示将寄存器ax中的数据送入栈中，pop ax表示从栈顶取出数据送入ax。8086CPU的入栈和出栈操作都是以字为单位进行的。
注意: 字型数据用两个单元存放， 高地址单元存放高8 位，低地址单元存放低8 位。
8086CPU中，有两个寄存器，段寄存器SS和寄存器SP, 栈顶的段地址存放在SS中，偏移地址存放在SP中。任意时刻，SS:SP指向栈顶元素。push指令和pop指令执行时，CPU从SS和SP中得到栈顶的地址。
push命令
push ax 的执行，由以下两步完成。
(1) SP = SP - 2, SS:SP 指向当前栈顶前面的单元，以当前栈顶前面的单元为新的栈顶；
(2) 将ax中的内容送入SS:SP 指向的内存单元处， SS:SP 此时指向新栈顶。
10000H - 1000FH栈空间大小为16 字节，栈最底部的字单元地址为1000:000E。任意时刻，SS:SP 指向栈顶，当栈中只有一个元素的时候，SS=1000H,SP=000EH。栈为空，就相当于栈中唯一的元素出栈，出栈后，SP=SP+2，SP原来为000EH, 加2后SP=10H。所以，当栈为空的时候， SS=1000H，SP=10H 。
栈空，SS:SP指向栈空间最高地址单元的下一个单元。执行push ax后， SS : SP指向栈中的第一个元素。10000H - 1000FH 这段空间当作栈，初始状态栈是空的，此时， SS=1000H，SP=0010H。
pop命令
pop ax 的执行过程和push ax 刚好相反，由以下两步完成。
(I) 将SS:SP 指向的内存单元处的数据送入ax 中；
(2) SP=SP+2, SS : SP 指向当前栈顶下面的单元，以当前栈顶下面的单元为新的栈顶。
出栈后，SS:SP指向新的栈顶1000EH，pop操作前的栈顶元素，1000CH处的2266H依然存在，但是，它已不在栈中。当再次执行push 等入栈指令后，SS:SP 移至1000CH，并在里面写入新的数据，它将被覆盖。
栈顶超界的问题
push后栈顶超出
将10010H~1001FH 当作栈空间，该栈空间容量为16 字节(8 字），初始状态为空， SS=1000H 、SP=0020H，SS:SP指向10020H；在执行8次push ax后，向栈中压入8个字，栈满，SS:SP 指向10010H；再次执行push ax；sp=sp - 2，SS:SP 指向1000EH，栈顶超出了栈空间，ax中的数据送入1000EH单元处，将栈空间外的数据覆盖。
pop后栈顶超出
在执行8 次pop ax 后，从栈中弹出8 个字，栈空， SS:SP 指向10020H；再次执行pop ax；sp=sp+2, SS:SP指向10022H，栈顶超出了栈空间。此后，如果再执行push 指令，10020H、10021H 中的数据将被覆盖。
栈顶超界是危险的，因为我们既然将一段空间安排为栈，那么在栈空间之外的空间里很可能存放了具有其他用途的数据、代码等，这些数据、代码可能是我们自己程序中的，也可能是别的程序中的（毕竟一个计算机系统中并不是只有我们自己的程序在运行）。但是由于我们在入栈出栈时的不小心，而将这些数据、代码意外地改写，将会引发一连串的错误。
8086CPU不保证我们对栈的操作不会超界。这也就是说，8086CPU只知道栈顶在何处（由SS:SP 指示），而不知道我们安排的栈空间有多大。这点就好像CPU只知道当前要执行的指令在何处（由CS:IP 指示），而不知道要执行的指令有多少。从这两点上我们可以看出8086CPU的工作机理，它只考虑当前的情况： 当前的栈顶在何处、当前要执行的指令是哪一条。我们在编程的时候要自己操心栈顶超界的问题，要根据可能用到的最大栈空间，来安排栈的大小，防止入栈的数据太多而导致的超界；执行出栈操作的时候也要注意，以防栈空的时候继续出栈而导致的超界。
push、pop指令
push和pop指令是可以在寄存器和内存（栈空间当然也是内存空间的一部分，它只是一段可以以一种特殊的方式进行访问的内存空间）之间传送数据的。
push 和pop 指令的格式可以是如下形式：
push 寄存器； 将一个寄存器中的数据入栈
pop 寄存器； 出栈，用一个寄存器接收出栈的数据
push 段寄存器；将一个段寄存器中的数据入栈
pop 段寄存器；出栈，用一个段寄存器接收出栈的数据
push 内存单元；将一个内存字单元处的字入栈（注意：栈操作都是以字为单位）
pop 内存单元；出栈，用一个内存字单元接收出栈的数据
mov ax,1000H mov ds,ax #内存单元的段地址要放在ds中 push [0] #将1000:0处的字压入栈中 pop [2] #出栈，出栈的数据送入1000:2处
指令执行时，CPU要知道内存单元的地址，可以在push、pop指令中只给出内存单元的偏移地址，段地址在指令执行时，CPU从ds中取得。
初始化栈地址
将10000H ~ 1000FH这段空间当作栈，初始状态栈是空的，将AX、BX、DS中的数据入栈。
mov ax ,1000H
mov ss,ax ；设置栈的段地址，SS=1000H，不能直接向段寄存器SS中送入数据，所以用ax中转。
mov sp,0010H ；设置栈顶的偏移地址，因栈为空，所以sp=0010H 。3 条指令设置栈顶地址。
push ax
push bx
push ds
利用栈交换AX和BX数据
push、pop 实质上就是一种内存传送指令，可以在寄存器和内存之间传送数据，与mov指令不同的是， push和pop指令访问的内存单元的地址不是在指令中给出的，而是由SS:SP 指出的。同时，push和pop指令还要改变SP中的内容。
push和pop指令同mov指令不同，CPU执行mov指令只需一步操作，就是传送，而执行push、pop指令却需要两步操作。执行push时，CPU的两步操作是：先改变SP,后向SS:SP处传送。执行pop时，CPU的两步操作是：先读取SS:SP处的数据，后改变SP。
注意： push，pop 等栈操作指令，修改的只是SP 。也就是说，栈顶的变化范围最大为： 0 - FFFFH。
栈总结
(1)8086CPU提供了栈操作机制，在SS 、SP 中存放栈顶的段地址和偏移地址；提供入栈和出栈指令，它们根据SS:SP指示的地址，按照栈的方式访问内存单元。
(2)push指令的执行步骤：1. SP=SP - 2。2. 向SS:SP指向的字单元中送入数据。
(3)pop指令的执行步骤：1. 从SS:SP指向的字单元中读取数据。 2.SP=SP+2 。
(4)任意时刻，SS:SP指向栈顶元素。
(5)CPU只记录栈顶，栈空间的大小我们要自己管理。
(6)用栈来暂存以后需要恢复的寄存器的内容时，寄存器出栈的顺序要和入栈的顺序相反。
(7)push、pop实质上是一种内存传送指令，注意它们的灵活应用。
栈段
在编程时，可以根据需要将一组内存单元定义为一个段。我们可以将长度为N(N~64KB)的一组地址连续、起始地址为16的倍数的内存单元，当作栈空间来用，从而定义了一个栈段。比如，我们将10010H-1001FH这段长度为16字节的内存空间当作栈来用，以栈的方式进行访问。这段空间就可以称为一
个栈段，段地址为1001H, 大小为16 字节。
将一段内存当作栈段，仅仅是我们在编程时的一种安排，CPU并不会由于这种安排就在执行push、pop等栈操作指令时自动地将我们定义的栈段当作栈空间来访问。如何使得如push 、pop等栈操作指令访问我们定义的栈段呢？就是将SS:SP指向我们定义的栈段的栈顶。
栈段最大容量
push、pop等指令在执行的时候只修改SP，所以栈顶的变化范围是0 - FFFFH，从栈空时候的SP=0，一直压栈，直到栈满时SP=0；如果再次压栈，栈顶将环绕，覆盖了原来栈中的内容。所以一个栈段的容量最大为64KB 。
栈段总结
我们可以将一段内存定义为一个段，用一个段地址指示段，用偏移地址访问段内的单元。这完全是我们自己的安排。
我们可以用一个段存放数据，将它定义为“数据段”；
我们可以用一个段存放代码，将它定义为“代码段”；
我们可以用一个段当作栈，将它定义为“栈段” 。
我们可以这样安排，但若要让CPU按照我们的安排来访问这些段，就要：
对于数据段，将它的段地址放在DS中，用mov、add、sub等访问内存单元的指令时，CPU就将我们定义的数据段中的内容当作数据来访问；
对于代码段，将它的段地址放在CS中，将段中第一条指令的偏移地址放在IP中，这样CPU就将执行我们定义的代码段中的指令；
对于栈段， 将它的段地址放在SS中，将栈顶单元的偏移地址放在SP中，这样CPU 在需要进行栈操作的时候，比如执行push、pop 指令等，就将我们定义的栈段当作栈空间来用。
可见，不管我们如何安排，CPU将内存中的某段内容当作数据，是因DS:[偏移量]指向了那里；CPU将内存中的某段内容当作代码，是因CS:IP指向了那里；CPU将某段内存当作栈，是因为SS:SP指向了那里。我们一定要清楚，什么是我们的安排，以及如何让CPU按我们的安排行事。要非常清楚CPU的工作机理，才能在控制CPU按照我们的安排运行的时候做到游刃有余。
实验
段地址是放在段寄存器中的，在D命令后面直接给出段地址，是Debug提供的一种直观的操作方式。D命令是由Debug 执行的，Debug在执行“d 1000:0"这样的命令时，也会先将段地址1000H 送入段寄存器中。
访问内存的指令如“ mov ax,[]" 等一般都默认段地址在ds 中，所以Debug 在执行如“ d 段地址：偏移地址”这种D命令时，将段地址送入ds中比较方便。
D命令也提供了一种符合CPU机理的格式：“d 段寄存器:偏移地址"
E、A 、U这些可以带有内存单元地址的命令中，也可以同D命令一样，用段寄存器表示内存单元的段地址。
在Debug中，用A 命令写一段程序：
用t执行
