Question

自从我开始使用8086汇编语言编程以来，我一直在思考这些段和段寄存器。我面临的问题是我无法看到我脑海中存在哪些片段的视觉图像，因此我不清楚这些概念。

任何人都可以帮助我理解将其与现实世界场景相关联的概念吗？我还有以下问题：

问题1：

据我所知，在启用了20地址线的16位实模式下，我们可以将物理内存分成16段，每段64KiB。第一部分从0x00000开始。下一段的起始地址是什么。是通过添加0x10000（65536 = 64KiB）？

问题2：

这个问题在这里有点奇怪，但仍然是我唯一的选择。假设我的偏移地址为0x6000，我如何找到它所属的段以便解决它。

谢谢

Answer 1

...我们可以将物理内存分成16段，每段64KiB。

是的，但更准确的是将其称为“16 非重叠段”，因为还可以将内存划分为65536个重叠段。

当启用A20线路时，我们可以使用超过1MB的线路。（1048576 + 65536-16）当将相关段寄存器设置为0xFFFF时，我们可以访问0x0FFFF0和0x10FFEF之间的存储器。

两种细分的主要特征是：

非重叠段
- 包含65536个字节。
- 内存中相隔65536个字节。
- 这是我们人经常方便地查看记忆的方式。它使我们能够说我们已经放了
  - A段中的图形窗口（0xA0000-0xAFFFF）
  - B段中的文本视频窗口（0xB0000-0xBFFFF）
  - F段中的BIOS（0xF0000-0xFFFFF）
重叠片段
- 包含65536个字节。
- 内存中相隔16个字节。
  
  有时您会看到人们将16字节的内存块称为段，但显然这是错误的。然而，对于如此大量的记忆，有一个广泛使用的名称：“段落”。
- 这是 CPU （在实际地址模式下）看待内存的方式处理器使用后续步骤计算线性地址：
  - 首先从指令的操作数计算偏移地址。结果被截断以适合16位（64KB环绕）。
  - 接下来添加了 SegmentRegister * 16 的产品如果A20线路处于非活动状态，则结果将被截断以适合20位（1MB环绕）如果A20线路处于活动状态，则结果将按原样使用，因此不会发生1MB环绕。

假设我的偏移地址为0x6000，我怎样才能找到它所属的段以便解决它。

这里的问题还在于措辞！

如果通过“偏移地址0x6000”表示偏移量，就像我们通常在实际地址模式编程中使用的那样，那么问题就无法回答，因为在每个存在的段中存在这样的偏移量0x6000 < / STRONG>！

另一方面，如果“偏移地址为0x6000”的措辞实际上是指线性地址 0x6000，那么段寄存器有很多解决方案：

segment:offset -------------- 0000:6000 0001:5FF0 0002:5FE0 0003:5FD0 ... 05FD:0030 05FE:0020 05FF:0010 0600:0000

正如您所看到的，可能有0x0601段寄存器设置到达线性地址0x6000 以上适用于确实启用A20线路的情况。如果A20处于非活动状态，则可以精确地以0x1000（4096）方式达到线性地址0x6000（就像0到1MB-1之间的任何其他线性地址一样）：

segment:offset -------------- F601:FFF0 F602:FFE0 F603:FFD0 ... FFFD:6030 FFFE:6020 FFFF:6010 0000:6000 0001:5FF0 0002:5FE0 0003:5FD0 ... 05FD:0030 05FE:0020 05FF:0010 0600:0000

Answer 2

在这个答案中，我只是给出了真实模式的解释。在保护模式下，分割有点复杂，因为你可能永远不会编写分段保护模式程序，我不打算解释这个。

实际上细分非常简单。 8086 CPU有四个段寄存器，名为cs，ds，es和ss。当您访问内存时，CPU会像这样计算物理地址：

physical_address = segment * 16 + effective_address

其中effective_address是内存操作数指示的地址，segment是该内存访问的段寄存器的内容。默认情况下，当CPU取代码时使用cs，ss用于堆栈推送和弹出以及使用bp作为基址寄存器的内存操作数，es为用于某些特殊说明，ds用于其他任何地方。可以使用段前缀覆盖段寄存器。

这在实践中意味着什么？ 8086有16位寄存器，因此使用寄存器存储地址允许我们寻址高达65536字节的RAM。使用段寄存器的想法是我们可以在段中存储地址的附加位，允许程序员寻址超过2 ²⁰ = 1048576 bytes = 1内存的MiB。该RAM被分成65536个重叠段，每段65536字节，其中每个段是一个可以加载到段寄存器中的值。

这些段中的每一个都从一个16的倍数开始，如上面的地址计算逻辑所示。您可以使用16个非重叠片段（如您在问题中所述）标注整个1 MiB物理地址空间值0x0000，0x1000，...，0xf000但您可以使用您喜欢的任何细分选择器。

Answer 3

通常，段是使用内部索引系统的内存间隔。

如果您将内存视为一长串字节mem[0x100000]，您可以指定连续切片seg=mem[a:a+b]，其中len(seg)=b其中

seg[0]存储在mem[a]
seg[1]存储在mem[a+1]
...
seg[b-1]存储在mem[a+b-1]。

使用分段的优点是，分段内的地址（seg的索引）可以更短，例如，在8086的情况下，可寻址存储器上升到物理地址（mem的索引）2 ²⁰ -1，（在后继上你甚至可以更进一步，在段中有16位地址）。将程序放在内存中的任何位置都相当简单，因为您只需要分配一个或几个空闲段，并且大多数地址在专用段内运行而无需调整它们。

在8086上，所有段都是2 ¹⁶字节长，因此段内地址适合16位，这使得它们易于处理。对于起始地址，您可以选择物理内存中可以除以16且等于或低于0xFFFF0的任何地址。这意味着任何物理地址都位于多个段中。这些段由16位数字描述，它是起始地址除以16。

因此，细分0xBADA对应于从0xBADA0开始的细分。

什么是细分以及如何在8086模式下解决这些问题？

3 个答案: