5.2 8086/8088 处理器寄存器

5.2 8086/8088 处理器寄存器

8086/8088处理器：

1. 8086 是真正的 16 位微处理器，8088 是“准 16 位微处理器”

8086 的特点是：内部结构是 16 位。 外部数据总线也是 16 位。一次总线周期可以传送 16 位数据，也就是 1 个字。

所以 8086 内外都是 16 位。课本说 8088 是一个“准 16 位微处理器”。

为什么叫“准”，因为：8088 内部结构是 16 位。但是外部数据总线只有 8 位。

2.8086 和 8088 的核心区别

项目 | 8086 | 8088 内部结构 | 16 位 | 16 位 外部数据总线 | 16 位 | 8 位 一次总线周期可传 | 1 个字，16 位 | 1 个字节，8 位 软件兼容性 | 与 8088 兼容 | 与 8086 兼容 指令系统 | 相同 | 相同

所以从程序员角度看，8086 和 8088 很像。

它们的：寄存器体系 指令系统 指令编码格式 寻址方式

基本相同。但是硬件传输速度上，8086 通常比 8088 更有优势，因为 8086 外部数据总线更宽。

课本说 8086/8088 CPU 共有 14 个 16 位寄存器。

这 14 个寄存器分成三类：通用寄存器 8 个 控制寄存器 2 个 段寄存器 4 个

3.寄存器具体：

1>. AX：累加器 Accumulator

AX 常用于算术运算、逻辑运算、I/O 操作。

很多指令默认会使用 AX。

比如乘法、除法、输入输出指令，经常默认和 AX 或 AL 有关。

AX 可以拆成两个 8 位寄存器：

高 8 位：AH 低 8 位：AL

也就是：AX = AH + AL

如果 AX 是 16 位：

AX = 1234H

那么：AH = 12H AL = 34H （小端排序）

注意：H 表示十六进制。

2.> BX：基址寄存器 Base Register

BX 常用于存放地址的“基址”。

比如访问内存时，BX 可以参与形成有效地址。

可以理解成：

BX 经常用来指向一片数据的起始位置。

BX 也可以拆成：BH BL

例如：

BX = 5678H
BH = 56H
BL = 78H

3>. CX：计数寄存器 Count Register

CX 常用于计数。

比如循环指令 LOOP 默认会用 CX 作为计数器。

例如：

MOV CX, 10

表示循环次数准备设为 10。

然后每执行一次 LOOP，CX 通常会减 1。

CX 可以拆成：

CH CL

CL 还有一个常见用途：移位次数。

比如：

SHL AX, CL

表示把 AX 左移 CL 指定的位数。

4>. DX：数据寄存器 Data Register

DX 常用于存放数据，也常和 AX 配合。

比如乘法、除法中，DX 和 AX 经常组合成更长的数据。

例如 16 位乘法结果可能需要 32 位保存，这时候经常用：

DX:AX

表示高 16 位在 DX，低 16 位在 AX。

DX 也可以拆成：

DH DL

5>. AX、BX、CX、DX 的共同特点

这四个寄存器都是 16 位，但都能拆成两个 8 位寄存器。

16 位寄存器 | 高 8 位 | 低 8 位 AX | AH | AL BX | BH | BL CX | CH | CL DX | DH | DL

这点很常考。

比如：MOV AL, 12H

只会修改 AX 的低 8 位，不会影响 AH。

如果原来：AX = 3456H

执行：MOV AL, 12H

之后：AX = 3412H

因为 AH 仍然是 34H，AL 变成 12H。

七、SP、BP、SI、DI

这四个也是通用寄存器，但它们一般不能像 AX 那样拆成高低 8 位使用。

4. SP：堆栈指针 Stack Pointer

SP 用来指向栈顶。栈是一种特殊的内存区域，特点是：

后进先出。

在程序中，栈常用于：保存返回地址 保存临时数据 函数调用 中断处理

SP 永远和栈有关。

在 8086 中，栈的位置由：

SS:SP 共同决定。

SS 是栈段寄存器，SP 是栈内偏移地址。

BP：基址指针 Base Pointer

BP 也常和栈有关。

它经常用于访问栈中的参数或局部变量。

SP 指向栈顶，随着 PUSH、POP 会变化。
BP 通常作为一个稳定的基准，用来访问栈里的某个固定位置。

比如函数调用时，经常用 BP 找参数。

所以：

SP 更像“当前栈顶在哪里”。 BP 更像“以某个固定位置为基准访问栈内容”。

SI：源变址寄存器 Source Index

SI 常用于字符串或数组操作，表示源地址。

比如从一段内存复制数据到另一段内存：

源地址可以由 SI 指向。

SI 的 S 是 Source，源。

DI：目的变址寄存器 Destination Index

DI 常用于表示目的地址。

DI 的 D 是 Destination，目的。

比如字符串传送：MOVSB

可以把 DS:SI 指向的一个字节传送到 ES:DI 指向的位置。

其中：SI 指向源 DI 指向目的

可以记：SI：从哪里来。 DI：到哪里去。

5.控制寄存器：IP 和 FLAGS

控制寄存器有：IP FLAGS

IP：指令指针 Instruction Pointer

IP 用来指出下一条要执行的指令在代码段中的偏移地址。

注意，IP 不是完整的物理地址。

8086 的真实物理地址是 20 位，但 IP 只有 16 位。

记住20根地址线，重要

所以必须配合 CS 使用。

也就是：

CS:IP 指向下一条要取的指令。

CS 是代码段寄存器。
IP 是代码段内的偏移量。

FLAGS：标志寄存器

FLAGS 用来记录 CPU 执行结果的一些状态，以及控制 CPU 的某些行为。

比如：

结果是不是 0 有没有进位 有没有溢出 结果正负如何 是否允许中断 方向标志是什么

举例：

CMP AX, BX

这个指令本质上比较 AX 和 BX。

比较完之后，CPU 不一定马上跳转，而是先修改 FLAGS 里的标志位。

然后下一条条件跳转指令根据 FLAGS 判断跳不跳。

例如：

JE label

意思是如果相等就跳转。

它怎么知道相等？

就是看 FLAGS 里的零标志位 ZF。

6.段寄存器：

图里段寄存器有：

CS DS ES SS

这是 8086/8088 非常重要的特点。

8086 有 20 根地址线，所以可以访问：

2^20 = 1MB也就是 1 MB 内存空间。

但是 8086 的寄存器是 16 位的。

16 位最多能表示：2^16 = 64KB

问题来了：16 位寄存器最多只能表示 64KB 地址，怎么访问 1MB 内存？

8086 的办法是：分段寻址。

用一个段寄存器表示“段的起点”，再用一个偏移地址表示“段内位置”。

最终形成 20 位物理地址。

物理地址怎么形成？

公式是：

物理地址 = 段地址 × 16 + 偏移地址

因为乘以 16 等价于十六进制左移一位。

也可以写成：

物理地址 = 段寄存器内容左移 4 位 + 偏移量

比如：

CS = 1234H
IP = 5678H

那么下一条指令的物理地址是：

1234H × 10H + 5678H = 12340H + 5678H = 179B8H

所以 CS:IP = 1234:5678 对应的物理地址是 179B8H。

CS：代码段寄存器 Code Segment

CS 保存代码段的段地址。

CPU 取指令时，默认使用：

CS:IP

所以 CS 决定程序代码在哪个段，IP 决定下一条指令在这个段内的位置。

DS：数据段寄存器 Data Segment

DS 保存数据段的段地址。

一般访问普通数据时，默认使用 DS。

比如：

MOV AX, [1000H]

通常表示从：

DS:1000H

这个地址取数据到 AX。

ES：附加段寄存器 Extra Segment

ES 是附加数据段。

它常用于字符串操作中的目的段。

比如字符串传送时，经常是：

源地址：DS:SI
目的地址：ES:DI

SS：堆栈段寄存器 Stack Segment

SS 保存栈段的段地址。

栈顶地址通常由：

SS:SP决定。

所以：

CS 管代码
DS 管数据
ES 管附加数据
SS 管堆栈

CS 取指令，DS 取数据，SS 管堆栈，ES 作附加。

I/O 端口为什么是 64KB？

课本还说：

I/O 端口可扩展到 64KB，也就是 0 到 65535 个地址端口。

这是因为 8086/8088 的 I/O 端口地址空间是 16 位。

16 位可以表示：2^16 = 65536

也就是 64K 个端口地址。

所以：

内存地址空间：20 位，1MB I/O 端口空间：16 位，64K