汇编语言-CPU如何区分指令和数据-优快云博客

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CPU如何区分指令和数据

1.问题引出

由于指令和数据均是以二进制形式主要存储与内存中，因此，CPU需要对所读取内存中的内容加以区分。为了解决CPU是如何区分指令和数据的问题，我们引入段地址寄存器CS和偏移地址寄存器IP。

2.CS和IP

CS和IP是8086CPU中两个关键的寄存器，它们指示了要读取指令的地址。其中CS为段寄存器，IP为指令寄存器。
现在,设任意时刻CS中的内容为M，IP中的内容为N，8086CPU将从物理内存地址为M×16+N单元开始，逐个读取指令并执行。

3.指令执行过程

CPU从CS:IP所指向的内存单元读取指令，放入指令缓存器中；
IP= IP+ 所读指令的长度，从而指向下一条指令；
执行指令缓存器中的内容，回到步骤一

上述指令执行过程设计的目的是为了实现 CALL指令

4.修改CS:IP指令

1.jmp指令: jmp 段地址:偏移地址 可同时修改cs、ip中的内容，该指令的功能为：用指令给出的段地址修改CS,偏移地址修改IP。

jmp 2000:0010,   执行指令后：CS=2000H，IP=0010H，CPU将从20010H处读取指令

2.jmp指令仅修改IP的内容: 形如"jmp 某一合法寄存器"的指令可完成仅IP内容的修改。

#设原有CS=037F， IP=0000，执行下述指令：
mov ax,1000H    
jmp ax
#执行指令后：CS=037F，IP=1000H

5.示例演示：

以下实验使用DOSBox和debug工具进行演示。
1.使用e指令修改2000:0000内存处的机器码，修改CS和IP地址，使用CPU执行相应机器码。
在这里插入图片描述
彻底否定在这里插入图片描述

2.CPU是如何执行指令的：
通过实际编写指令，深入理解CPU指令执行的过程。

下面三条指令执行后，CPU几次修改了IP？分别在什么时候修改了IP?最后IP的值为多少
mov ax,bx
sub ax,ax
jmp ax

分析：
mov ax,bx    --存方指令到寄存器中—>修改IP—>执行指令
sub ax,ax     --存方指令到寄存器中—>修改IP—>执行指令
jmp ax   --存方指令到寄存器中—>修改IP(IP=IP+指令长度)—>执行指令—>修改IP(jmp指令修改)

答案：
CPU 4 次修改了IP；
见分析；
IP最终值为 IP=0

在这里插入图片描述