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简明x86汇编语言教程(4)

时间:2010-01-10

第三章 操作内存

在前面的章节中,我们已经了解了寄存器的基本使用方法。而正如结尾提到的那样,仅仅使用寄存器做一点运算是没有什么太大意义的,毕竟它们不能保存太多的数据,因此,对编程人员而言,他肯定迫切地希望访问内存,以保存更多的数据。

我将分别介绍如何在保护模式和实模式操作内存,然而在此之前,我们先熟悉一下这两种模式中内存的结构。

3.1 实模式

事实上,在实模式中,内存比保护模式中的结构更令人困惑。内存被分割成段,并且,操作内存时,需要指定段和偏移量。不过,理解这些概念是非常容易的事情。请看下面的图:

段-寄存器这种格局是早期硬件电路限制留下的一个伤疤。地址总线在当时有20-bit。

然而20-bit的地址不能放到16-bit的寄存器里,这意味着有4-bit必须放到别的地方。因此,为了访问所有的内存,必须使用两个16-bit寄存器。

这一设计上的折衷方案导致了今天的段-偏移量格局。最初的设计中,其中一个寄存器只有4-bit有效,然而为了简化程序,两个寄存器都是16-bit有效,并在执行时求出加权和来标识20-bit地址。

偏移量是16-bit的,因此,一个段是64KB。下面的图可以帮助你理解20-bit地址是如何形成的:

段-偏移量标识的地址通常记做 段:偏移量 的形式。

由于这样的结构,一个内存有多个对应的地址。例如,0000:0010和0001:0000指的是同一内存地址。又如,

0000:1234 = 0123:0004 = 0120:0034 = 0100:0234
0001:1234 = 0124:0004 = 0120:0044 = 0100:0244

作为负面影响之一,在段上加1相当于在偏移量上加16,而不是一个“全新”的段。反之,在偏移量上加16也和在段上加1等价。某些时候,据此认为段的“粒度”是16字节。

练习题
尝试一下将下面的地址转化为20bit的地址:

2EA8:D678 26CF:8D5F 453A:CFAD 2933:31A6 5924:DCCF
694E:175A 2B3C:D218 728F:6578 68E1:A7DC 57EC:AEEA

稍高一些的要求是,写一个程序将段为AX、偏移量为BX的地址转换为20bit的地址,并保存于EAX中。

[上面习题的答案]

我们现在可以写一个真正的程序了。

经典程序:Hello, world

;;; 应该得到一个29字节的.com文件
.MODEL TINY
.CODE
CR equ 13
LF equ 10
TERMINATOR equ '$'
ORG 100h
Main PROC
mov dx,offset sMessage
mov ah,9
int 21h
mov ax,4c00h
int 21h
Main ENDP
sMessage:
 DB 'Hello, World!'
 DB CR,LF,TERMINATOR
END Main

; .COM文件的内存模型是‘TINY’
; 代码段开始
; 回车
; 换行
; DOS字符串结束符
; 代码起始地址为CS:0100h
; 令DS:DX指向Message
; int 21h(DOS中断)功能9 -
; 显示字符串到标准输出设备
; int 21h功能4ch -
; 终止程序并返回AL的错误代码
 

; 程序结束的同时指定入口点为Main