【汇编语言/底层开发】2、CPU的寄存器

寄存器是CPU中用于高速存取暂存数据的存储部件。通过改变寄存器中的数据，可以对CPU的行为进行控制。对于8086CPU，内部共有14个寄存器，位宽均为16位，分别是AX, BX, CX, DX, SI, DI, SP, BP, IP, CS, SS, DS, ES, PSW。不同的寄存器所起到的作用不同。

1、通用寄存器

      通用寄存器指的是AX, BX, CX, DX四个寄存器，可以用于存放通用数据。每一个通用寄存器可以存放16位数据，而由于上一代CPU的寄存器为8位，考虑到兼容性，每一个通用寄存器可以按照高八位和低八位分成两个8为寄存器，名称分别为xH和xL（如AH/AL等）。这分割出来的8位寄存器在使用中都是独立的寄存器。，在数据超过8位的时候会产生溢出。比如AL中的数据如果超过了8位，那么多余出来的位数并不会影响到AH中的数据。通过这样的寄存器结构，CPU可以一次性处理字节Byte和字Word（2字节）两种尺寸的数据。

2、简单汇编指令

      汇编语言的指令和寄存器名称不区分大小写。较常用的例如：

mov ax, 18 //将18H存入寄存器axadd ax, bx //将寄存器bx的值与ax相加，存入ax

其实只需明白一点就是，操作的结果储存于两个操作数的前者就好了。另外需要注意的是， 两个操作对象的位数必须一致，例如mov ax, bl这样的指令就是错的。

3、CPU位数与物理地址

    现在的CPU主流已经是64位，部分老式机器是32位，而8086CPU是16位。对于8086而言，所谓16位CPU指的是，运算器的宽度为16位，即一次可以计算16位的数据，寄存器最大宽度是16位，二者之间的内部总线宽度也是16位。对于32位、64位机器则是同样的道理。

    8086的外部地址总线的宽度为20位，寻址能力为1M，因此在实际操作中，需要CPU用16位的数据表示20位的地址。为了实现这样的功能，8086通过提供了两个16位的地址：段地址和偏移地址，由地址加法器将短地址左移四位并与偏移地址相加来合成物理地址。通过这样的方式，CPU将内存地址看做一个整段+一个偏移量的方式来表示，也是因为这样的缘故，一个段的起始地址一定是16的倍数，长度最大是64KB。

4、段寄存器和指令指针寄存器

      8086包含四个段寄存器：CS, DS, SS, ES，分别作为代码段寄存器、数据段寄存器、堆栈段寄存器和额外段寄存器。另外IP寄存器作为指令指针寄存器。在任意时刻，CPU从CS×16+IP的内存地址中获取指令并执行，地址可以记为CS:IP。读取完成一条指令后，IP中的值可以根据刚刚读取指令的长度自动增加，使CPU可以轻易读取下一条指令。在刚刚启动时，CS和IP的初始状态为CS = FFFFH，IP = 0000H。

      8086的工作流程如：

1. 从CS:IP中读取指令，进入指令缓冲器；
2. IP向下移动指令长度，指向下一条指令；
3. 执行，循环这个过程。

      修改CS和IP寄存器采用jmp命令：

jmp MMM:NN //将CS修改为MMM，将IP修改为NNjmp NN //不改动CS，将IP修改为NN