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内存寻址方式

内存中字的存储​

8086CPU采用小端方式进行存储，一个字的低位字节存储在内存中的低地址字节，高位字节存储在内存中的高地址字节

物理地址​

前面我们了解了什么是内存地址空间，而每一个内存单元在内存地址空间中都有唯一的地址，这个唯一的地址就是物理地址。

16位结构的CPU​

基本内容介绍里面有提到，8086CPU的地址线共有20bit宽度，但我们也同样知道，8086CPU是一个16bit字长的CPU，这意味：

  1. 寄存器是16bit的
  2. 运算器一次最多进行16bit的运算
  3. 运算器和寄存器之间的通路是16bit的

从上述几点可以得知：若由CPU内部简单给出地址，最多一次性给出16bit宽度的地址，其寻址能力为64KB。

8086CPU给出物理地址的方法​

为了能够得到20bit的地址，达到8086设计的寻址能力，其CPU内部采用两个16bit地址来生成一个20bit地址。

相关部件的示意图：

从图中可以得知：生成物理地址的步骤

  1. CPU内部将段地址和偏移地址送入地址加法器
  2. 算出物理地址后送入输入输出电路
  3. 输入输出电路将物理地址送入地址线

在地址加法器中，运算公式为：物理地址 = 段地址 ×\times 16 + 偏移地址。从公式中可以看出，若想算出物理地址，须有存储器件存储段地址和偏移地址，这里就需要用到段寄存器。

段的概念​

从上面的物理地址计算公式，我们难免会去认为，内存中物理划分为了一段段，但实际上内存并没有分段。段的概念就是从公式中出现的，而非实际上存在。

那么段的意义在哪？段的意义在于给程序员更好地访问内存。程序员可以将若干连续的内存单元视为一个段，将不同类型的信息（如数据和代码）放在不同的段中，用偏移地址来访问段中的信息。

这里我们要注意三点：

  1. 段地址 ×\times 16必然是16的倍数，所以一个段的起始地址也一定是16的倍数
  2. 偏移地址为16bit，这说明一个段最大为64KB。
  3. 段地址 ×\times 16 + 偏移地址 可以表示的数值范围已经超过了 2202^{20}，这意味着一个物理地址可以对应多组段地址和偏移地址。

程序员在编程过程中，将一段内存空间视为一个段是程序员的心里所想，实际上这里并没有进行内存分段。但是由上面的注意点我们又可以得知，一个段的起始地址为16的倍数，这又是一个实际的要求，为了保证这一点，我们需要利用汇编段定义伪指令

寻址方式​

我们上面提到了物理地址的计算方法，段地址一般保存于段寄存器中，其值往往不变，我们通常利用不同的寻址方式得到不同的偏移地址，从而应用于不同的场景之中。

内存地址的写法​

我们常用[......]来表示一个内存单元，[......]中填入内存单元的偏移地址，具体可以填什么内容涉及到下面所讲的不同的寻址方式。而若是没有指定段寄存器，就默认ds作为段寄存器。

有时我们想要显示地指定段寄存器，这时候就可以使用段前缀，格式为：段寄存器：[偏移地址]

常用寄存器​

在8086CPU中，只有bx、si、di、bp这四个寄存器可以用于寻址

它们可以单独用来寻址，也可以组合起来寻址，组合方式只有四种

  1. bx + si
  2. bx + di
  3. bp + si
  4. bp + di

若是出现了bp寄存器的寻址方式，且没有显示指定段前缀，就默认段寄存器是ss。

不同的寻址方式​

我们可以采用多种方法给定一个内存单元的偏移地址，这种定位内存单元的方法称为寻址方法

直接寻址​

格式为：[idata]，其中idata是一个16bit的数，直接指出了偏移地址

寄存器间接寻址​

格式为：[bx] / [si] / [di] / [bp]，这里的寄存器中存储着偏移地址

作用：常用于loop循环来访问数组

寄存器相对寻址​

格式为：[bx+idata] / [bx].idata / idata[bx] / [bx][idata] 可将bx换成si, di, bp中任意一个。

作用为：访问起始地址为idata的数组，或者是一个二位数组的固定行列等等。

基址变址寻址​

格式为：[bx + si] / [bx][si]，可将bx换成bp，si换成di，但不可以将bx换成di，将si换成bp，这是不允许的组合方式。

作用：常用于二维数组

相对基址变址寻址​

格式为：[bx + si + idata] / idata[bx][si] / [bx].idata[si]，可将bx换成bp，si换成di，但不可以将bx换成di，将si换成bp，这是不允许的组合方式。

作用：常用于访问结构体中的数组，或用于二维数组

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