СПРАВОЧНИК по системе программирования ТУРБО АССЕМБЛЕР 2.0

                          Сегментные регистры
-----------------------------------------------------------------

     Теперь мы подошли к наиболее необычному  аспекту  процессора
8086  - сегментации памяти. Основной предпосылкой сегментации яв-
ляется следующее: процессор 8086 может адресоваться к 1 мегабайту
памяти.  Для адресации ко всем ячейкам адресного пространства в 1
мегабайт необходимы 20-разрядные сегментные регистры. Однако про-
цессор  8086 использует  только  16-разрядные указатели на ячейки
памяти. Вспомним, например, что для ссылки на память используется
16-разрядный  регистр  BX.  Как же тогда согласовать 16-разрядные
указатели процессора 8086 и 20-разрядные адреса?

     Ответ состоит в том, что процессор 8086 использует  двухсту-
пенчатую  схему адресации. Да, используются 16-разрядные указате-
ли, но эта форма представляет собой только часть полной схемы ад-
ресации. Каждый 16-разрядный указатель памяти или смещение комби-
нируется с содержимым 16-разрядного сегментного регистра для фор-
мирования 20-разрядного адреса памяти.

     Сегменты и смещения комбинируются следующим образом:  значе-
ние сегмента сдвигается влево на 4 (то есть умножается на 16),  а
затем складывается со смещением, как показано на Рис. 4.7.

          ---------------------------       ----------------
          | 16-разрядный сегментный |       | 16-разрядное |
          |        регистр          |       |   смещение   |
          ---------------------------       ----------------
                     |                              |
                     V                              |
           --------------------                     |
          (   умножение на 16  )                    |
          ( /сдвиг влево на 4/ )                    |
           --------------------                     |
                     |                              |
                     V                              |
           ----------------------                   |
           | Значение сегмента, |                   |
           | умноженное на 16,  |                   |
           | равно 20-разрядно- |                   |
           | му значению        |                   |
           ----------------------                   |
                     |                              |
                     |           -----              |
                     ---------->(  +  )<-------------
                                 -----
                                   |
                                   V
                 ---------------------------------------
                 | 20-разрядное значение адреса памяти |
                 ---------------------------------------

     Рис. 4.7 20-разрядные адреса памяти.

     Рассмотрим, например, следующий фрагмент программы:

                .
                .
                .
                mov   ax,1000h
                mov   ds,ax
                mov   si,201h
                mov   dl,[si]
                .
                .
                .

     Здесь для сегментного регистра DS  устанавливается  значение
1000h,  SI  устанавливается в значение 201h. Мы можем представить
их в виде 4сегмент:смещение" - 1000:201h. (Эффективные вычисления
для  пары "сегмент:смещение" могут выполняться только по  основа-
нию 16. Это еще одна причина  необходимости познакомиться с шест-
надцатиричной арифметикой.) Адрес в DL,  из которого  загружается
адрес, представляет собой:

     ((DS * 16) + SI) или ((1000h * 16) + 201h)

               1000h
              Х  16
              ------
              10000h

     Этот пример иллюстрируется на Рис. 4.8.

           ---------------------------       ----------------
       DS  |         1000h           |   SI  |     201h     |
           ---------------------------       ----------------
                      |                              |
                      V                              |
            --------------------                     |
           (   умножение на 16  )                    |
           ( /сдвиг влево на 4/ )                    |
            --------------------                     |
                      |                              |
                      V                              |
            ----------------------                   |
            |      10000h        |                   |
            ----------------------                   |
                      |                              |
                      |           -----              |
                      ---------->(  +  )<-------------
                                  -----
                                    |
                                    V
                         -----------------------
       Адрес памяти      |        10201h       |
                         -----------------------

     Рис. 4.8 Вычисление адреса памяти с помощью инструкции mov.

     С другой стороны это можно рассматривать  просто  как  сдвиг
значения  сегмента  на 4 бита,  или одну шестнадцатиричную цифру,
что эквивалентно умножению на 16:

                1000
               + 201
               -----
               10201

     Теперь вы можете видеть, что  программа  получает  доступ  к
полному адресному пространству в 1 мегабайт с помощью использова-
ния только пары "сегмент:смещение". Фактически, для доступа к па-
мяти  вы  всегда должны использовать пару "сегмент:смещение". Все
инструкции и режимы адресации процессора 8086 по умолчанию  рабо-
тают относительно того или иного сегментного регистра, хотя в не-
которых инструкциях можно явно указать,  что  нужно  использовать
желаемый сегментный регистр.

     Вам редко потребуется загружать значение  непосредственно  в
сегментный регистр. Вместо этого вы будете загружать в сегментные
регистры имена сегментов, которые в ходе ассемблирования,  компо-
новки и выполнения превращаются в числа. Это необходимо, посколь-
ку нет способа сказать заранее, где  в  памяти  будет  находиться
данный  сегмент: это зависит от версии DOS, числа и размера рези-
дентных в памяти программ, а также потребности в памяти остальной
части программы. Использование имен сегментов позволяет Турбо Ас-
семблеру и операционной системе DOS выполнять  подобные  вычисле-
ния.

     Наиболее общим именем сегмента является @Date, которое в уп-
рощенных директивах определения сегментов используется для ссылки
на используемый по умолчанию сегмент данных. Например:

         DOSSEG
         .MODEL  SMALL
         .DATA
var1     DW      0
         .
         .
         .
         .CODE
         mov     ax,@data
         mov     ds,ax
         .
         .
         .
         END

     Здесь регистр DS загружается таким  образом,  что  он  будет
указывать  на используемый по умолчанию сегмент данных, в котором
находится Var1.

     Здесь мы опять забежали вперед: упрощенные директивы опреде-
ления сегментов и загрузку сегментных регистров мы обсудим в сле-
дующей главе.

     Использование сегментов процессора 8086 приводит к некоторым
интересным  моментам.  Один из них состоит в том, что только блок
памяти размером в 64К в любой  момент  может  адресоваться  через
сегментный  регистр, так как 64К - это максимальный объем памяти,
к которой можно адресоваться с помощью 16-битового смещения.  Это
может  оказаться неприятным при работе с большим (более 64К) объ-
емом памяти, так как и значение сегментного регистра, и смещение,
придется часто изменять.

     Адресация к большим блокам памяти в  процессоре  8086  может
представлять  еще  большую трудность, поскольку, в отличие от ре-
гистров общего назначения (общих регистров), сегментные  регистры
не  могут  использоваться  в качестве источников или приемников в
арифметических и логических инструкциях. Фактически, единственная
операция,  которую можно выполнять с сегментными регистрами, сос-
тоит в копировании значений между сегментными регистрами и други-
ми общими регистрами или памятью. Например, чтобы добавить значе-
ние 100 к регистру ES, потребуется следующее:

                .
                .
                .
                mov   ax,es
                add   ax,100
                mov   es,ax
                .
                .
                .

     Из всего этого можно сделать заключение, что процессор  8086
лучше подходит для работы с памятью в блоках, не превышающих 64К.

     Второй момент использования сегментов  состоит  в  том,  что
каждая  ячейка памяти адресуется через многие возможные сочетания
"сегмент:смещение". Например, адрес памяти 100h адресуется с  по-
мощью следующих значений "сегмент:смещение": 0:100h, 1:F0h, 2:E0h
и т.д., так как при вычислении всех этих  пар  "сегмент:смещение"
получается значение адреса 100h.

     Аналогично регистрам общего назначения каждый сегментный ре-
гистр  играет  свою, конкретную роль. Регистр CS указывает на код
программы, DS указывает на данные, SS - на стек, сегмент (сегмен-
тный  регистр)  ES  - это "трафаретный" (дополнительный) сегмент,
который может использоваться так, как это необходимо.  Рассмотрим
сегментные регистры более подробно.