8086处理器的寻址方式

概念

在计算机系统中，处理器操作和处理的是数值，那么，必定涉及数值从哪里来，处理后送到哪里去，这称为寻址方式(Addressing Mode)。

简单地说，寻址方式就是如何找到要操作的数据，以及如何找到存放操作结果的地方。

寄存器寻址

最简单的寻址方式是寄存器寻址。就是说，指令执行时，操作的数位于寄存器中，可以从寄存器里取得。

mov ax,cx
add bx,0xf000
inc dx

上述代码中

• 第一条指令的两个操作数都是寄存器，是典型的寄存器寻址
• 第二条指令的目的操作数是寄存器，因此，该操作数也是寄存器寻址

立即寻址

立即寻址又叫立即数寻址。也就是说，指令的操作数是一个立即数

add bx,0xf000
mov dx,label_a

以上，

• 第一条指令的目的操作数采用了寄存器寻址方式，用于提供被加数；
  • 第二个操作数（源操作数）用于给出加数0xf000。这是一个直接给出的数值，不需要通过其他方式寻找，故称为立即数。这种寻址方式，称为立即寻址。
• 在第二条指令中，目的操作数也采用的是寄存器寻址方式。
  • 尽管源操作数是一个标号，但是，标号是数值的等价形式，代表了它所在位置的汇编地址。因此，在编译阶段，它会被转化为一个立即数。因此，该指令的源操作数也采用了立即寻址方式

内存寻址

寄存器寻址的操作数位于寄存器中，立即寻址的操作数位于指令中，是指令的一部分。

传统上，这是两种速度较快的寻址方式。但是，它们也有局限性。

• 一方面，我们不可能总是知道要操作的数是多少，因此也就不可能总是在指令中使用立即数；
• 另一方面，寄存器的数量有限，不可能总指望在寄存器之间来回倒腾。

考虑到内存容量巨大，所以，在指令中使用内存地址，来操作内存中的数据，是最理想不过了。正是因为内存访问如此重要，处理器才拥有好几种内存寻址方式。

所谓的内存寻址方式，就是如何在指令中指定操作数的偏移地址，供处理器访问内存时使用，这个偏移地址也叫有效地址(Effective Address, EA)。

换句话说，内存寻址方式就是在指令中指定偏移地址（有效地址）如何计算。

直接寻址

在这种寻址方式中，偏移地址或者说有效地址是直接给出的，是一个用标号或者数字直接给出的具体数值

mov ax,[0x5c0f]
add word [0x0230],0x5000
xor byte [es:label_b],0x05

 但凡是表示内存地址的，都必须用中括号括起来

第一条指令中，源操作数使用的是直接寻址方式，当这条指令执行时，处理器将数据段寄存器DS的内容左移4位，加上这里的0x5c0f，形成20位物理地址。接着，从该物理地址处取得一个字，传送到寄存器AX中。

在第二条指令中，目的操作数采用的是直接寻址方式。当这条指令执行时，处理器用同样的方法，访问由段寄存器DS指向的数据段，并把指令中的立即数加到该段中偏移地址为0x0230的字单元里

基址寻址

所谓基址寻址，就是先指定一个基准位置，数据的偏移地址（有效地址）取决于它到基准位置的位移或者说距离(Displacement)。

要使用基址寻址，必须在指令的地址部分使用基址寄存器BX或者BP来提供一个基准地址。

mov [bx],dx
add byte [bx],0x55

第一条指令中的目的操作数采用了基址寻址。

在指令执行时，处理器将数据段寄存器DS的内容左移4位，加上基址寄存器BX中的内容，形成20位的物理地址。然后，把寄存器DX中的内容传送到该地址处的字单元里。

第二条指令中的目的操作数也采用的是基址寻址。

指令执行时，将数据段寄存器DS的内容左移4位，加上寄存器BX中的内容，形成20位的物理地址。然后，将指令中的立即数0x55加到该地址处的字节单元里。

基址寻址的动机是采用“基地址+位移”的方式计算有效地址

 在基址寻址方式中，基址寄存器也可以是BP

mov ax,[bp]

这条指令的源操作数采用了基址寻址方式。但是，与前面的指令相比，它采用是基址寄存器BP，在形成20位的物理地址时，默认的段寄存器是SS。也就是说，它经常用于访问栈。

这条指令执行时，处理器将栈段寄存器SS的内容左移4位，加上寄存器BP的内容，形成20位的物理地址，并将该地址处的一个字传送到寄存器AX中

变址寻址

变址寻址类似于基址寻址，唯一不同之处在于这种寻址方式使用的是变址寄存器（或称索引寄存器）SI和DI

mov [si],dx
add ax,[di]
xor word [si],0x8000

和基址寻址一样，当带有这种操作数的指令执行时，除非使用了段超越前缀，处理器会访问由段寄存器DS指向的数据段，偏移地址由寄存器SI或者DI提供。

同样的，变址寻址方式也允许带一个偏移量：

mov [si+0x100],al
and type [di+label_a],0x80

以上第二条指令中，尽管使用的是标号，但本质上属于一个编译阶段确定的数值

基址变址寻址

使用基址变址的操作数可以使用一个基址寄存器（BX或者BP）​，外加一个变址寄存器（SI或者DI）​。

在这种寻址方式下，

• 基址寄存器BX或者BP是固定不变的，是真正作为基地址来使用的
• 变址寄存器SI或者DI是可变的，用来提供位移

它的基本形式是这样的：

mov ax,[bx+si]
add word [bx+di],0x3000

以上，第一条指令的源操作数采用了基址变址寻址。当处理器执行这条指令时，把数据段寄存器DS的内容左移4位，加上基址寄存器BX的内容，再加上变址寄存器SI的内容，共同形成20位的物理地址。然后，从该地址处取得一个字，传送到寄存器AX中。

第二条指令与第一条指令类似，只不过是加法指令，它的目的操作数采用了基址变址寻址，源操作数采用的是立即寻址。这条指令执行时，处理器访问由段寄存器DS指向的数据段，加上由BX和DI相加形成的偏移地址，共同形成20位的物理地址，然后将立即数0x3000加到该地址处的字单元里。

以下是使用基址变址寻址实现的代码，其功能是将一个字符串进行翻转