ICS 与 8086 复习 05：8086 寄存器与分段寻址

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看到 1234:0010，先不要把它当成一个普通的十六进制数。冒号左边是段值，右边是偏移量，两者共同定位内存。8086 地址题的关键，是把寄存器、逻辑地址、物理地址和内存内容分开计算。

本篇复习目标：会认寄存器，会算段地址，会按小端顺序读写字数据，并能解释为什么不同逻辑地址可以指向同一字节。

先画清寄存器的分工

8086 的主要程序可见寄存器都是 16 位。按用途记，比逐个背英文缩写更有效。

类别	寄存器	做题时首先想到的用途
数据寄存器	AX、BX、CX、DX	保存数据；部分指令有隐含操作数
指针与变址寄存器	SP、BP、SI、DI	栈顶、栈中数据、源与目标地址
段寄存器	CS、DS、SS、ES	提供代码、数据、栈、附加段的段值
指令指针	IP	与 CS 配合确定指令位置
标志寄存器	FLAGS	记录运算状态并控制部分执行行为

AX 可拆成 AH 和 AL，BX、CX、DX 同理。若 AX=1234H，则 AH=12H、AL=34H。随后执行 MOV AL,56H，AX 成为 1256H，AH 没有改变。SI、DI、BP、SP 在 8086 中不能这样拆成高低字节寄存器。

还要记住三组常见的隐含关系：LOOP 使用 CX；串指令常使用 SI、DI、CX；字乘除常涉及 AX 或 DX:AX。CX 与 CL 是同一个寄存器的整体和低字节，不能把二者当作互不影响的两个计数器。

16 位寄存器如何找到 1 MiB 内存

8086 有 20 根地址线，物理地址范围为 00000H 到 FFFFFH，共 2^20 个字节，即 1 MiB。单个 16 位值只有 0000H 到 FFFFH，因此采用段值与偏移量共同形成地址：

段基址 = 段值 × 10H
物理地址 = 段基址 + 偏移量

这里的 10H 等于十进制 16。段寄存器存放的是段值，左移四位后才得到段基址。例如 DS 为 1234H，对应段基址是 12340H，不能直接把 1234H 加到偏移量上。

16 位偏移量使一个段能够表示的偏移范围为 0000H 到 FFFFH，覆盖最多 64 KiB。段基址按 16 字节对齐；这不代表段的长度只有 16 字节，也不代表各段必须互不重叠。

以下例子都不跨越 1 MiB 边界。对原始 8086，若加法产生第 21 位，地址总线上只留下低 20 位，不能把这种边界行为直接推广到所有后续 x86 环境。

一道地址题，分四步计算

已知：

DS = 1234H    SS = 2000H
BX = 0010H    SI = 0004H    BP = 0010H

求 MOV AX,[BX+SI+6] 所访问的地址，并求执行结果。这里未带后缀的 6 按通常 MASM 默认十进制理解，恰好与 6H 相同。

先算有效地址：0010H+0004H+0006H=001AH。
该地址表达式不含 BP，默认使用 DS。
算物理地址：1234H×10H+001AH=1235AH。
MOV 的目标是 AX，因此读取连续两个字节，而不是只读一个字节。

若物理地址 1235AH 的内容为 78H，1235BH 的内容为 56H，则 AX=5678H。低地址保存低字节，这是 x86 的小端存储顺序。

换成 MOV AX,[BP+6]，有效地址为 0016H，但默认段改为 SS，所以物理地址是 20016H。同样的偏移量，搭配不同段寄存器，就可能访问完全不同的位置。

默认段和合法寻址组合

常见的默认配对如下。

场景	默认地址关系
取指令	CS:IP
普通数据访问，地址表达式不含 BP	通常使用 DS
普通数据访问，地址表达式含 BP	通常使用 SS
PUSH、POP 等栈操作	SS:SP
MOVSB 等串传送的源与目标	DS:SI 与 ES:DI

8086 中，普通内存操作数可用 BX、BP、SI、DI 构造地址。常见合法双寄存器组合是 [BX+SI]、[BX+DI]、[BP+SI]、[BP+DI]，并可再加位移量。[AX]、[SP]、[BX+BP]、[SI+DI] 不能直接套用为 8086 的普通有效地址形式。

段超越前缀可以改变许多普通数据访问的默认段，但不能因此认为每一种隐含访问都能任意换段。尤其要单独记住串指令的目的地址 ES:DI。

地址不唯一，内存字节却是同一个

比较以下两个逻辑地址：

1234:0010 → 12340H + 0010H = 12350H
1235:0000 → 12350H + 0000H = 12350H

它们对应同一物理地址。因此，“段地址不同”不能推出“物理地址不同”。判断是否重合必须代入公式，不能只比较冒号左边。

栈题也遵循相同规则。若 SS=2000H、SP=0100H、AX=1234H，执行 PUSH AX 后，SP 先减 2，成为 00FEH，随后把 34H 写到 200FEH、12H 写到 200FFH。栈向低地址增长与字内的小端顺序，是两个需要同时应用的规则。

读寄存器值与读内存值是两次不同的动作

比较 MOV AX,BX 与 MOV AX,[BX]。前者复制 BX 中的数值，后者把 BX 当作偏移量，使用默认数据段访问内存，再把读到的字放入 AX。假如 BX 为 0010H，前者的结果已经确定；后者的结果还依赖 DS，以及相应两个字节的内存内容。

因此，求程序运行结果时不能停在“算出了物理地址”。地址只是找到了门牌，最后还要根据访问宽度、字节顺序和内存初值求出实际操作数。反过来，若题目只给寄存器而没有给内存内容，就可能只能算出地址，不能凭空写出 AX 的最终值。

检查题目条件也能减少无效计算：读 AL 只需一个字节，读 AX 要两个字节；立即数操作不需要访问该数值所对应的内存地址；寄存器间复制也不需要拿段值参与运算。

标志判断必须带着位宽与数值解释

FLAGS 并不把每个结果简单归类为“对”或“错”。例如 8 位加法 7FH+01H 得到 80H：按无符号数解释，127 加 1 仍在范围内，CF=0；按带符号数解释，两个正数得到负数编码，OF=1。SF=1 只说明结果最高位为 1，不能单独证明有符号计算没有溢出。

做标志题时，先标出操作数是字节还是字，再按该位宽计算保留结果。不要因为纸面上写了四位十六进制，就把字节指令擅自当成字指令。具体判定方法见第07篇。

易错点

段值、段基址、偏移量和存储内容是四种不同的量，答题时最好分别写出。
DS=1234H 表示段值，不表示内存 1234H 地址中的内容。
同一逻辑地址在给定环境中确定一个物理地址；同一物理地址通常可用多个逻辑地址表示。
FLAGS 中 ZF=1 表示结果为零；PF 只统计结果最低字节中 1 的个数；CF 与 OF 分别服务于不同的数值解释。
原课件第2章第22页把 BX 与 AX、CX、DX 一并排除在地址寄存器之外，这是笔误；BX 是 8086 合法的基址寄存器。课件后面出现的 FS、GS 属于后续处理器，8086 只有 CS、DS、SS、ES 四个段寄存器。

三道自测

题 1。 DS=1000H，BX=0020H，执行 MOV AL,[BX+3]，物理地址是多少？

答：默认使用 DS，有效地址为 0023H，物理地址为 10023H；因为目标是 AL，所以读一个字节。

题 2。 2000:0010 与 2001:0000 是否相同？

答：二者的物理地址都是 20010H，对应同一字节。

题 3。 地址 30000H、30001H 依次存放 CDH、ABH，读取该处的字得到什么？

答：得到 ABCDH。若仅读取第一个字节，则得到 CDH。

对应课件

《汇编语言第2章.ppt》第5—18页：字节、字、小端存储与逻辑地址；第19—26页：寄存器分类；第27—35页：标志；第37—40页：段寄存器与默认配对。寄存器代际对照见第44—46页。《汇编语言第3章.pptx》第18—28页：合法有效地址组合、默认段和段超越。本文计算题为据上述原理重新编写的复习例题。