无法理解堆栈段寄存器

问题描述

段寄存器用于将可寻址内存的范围从 64K 增加到 1M 字节。但是,我无法理解堆栈段寄存器(SS),因为堆栈已经有另外两个与之关联的寄存器,spbp。 >

假设,我已经将SS设置为5000h,然后决定通过初始化bpsp来初始化堆栈> 注册。最初堆栈应该是空的。因此,spbp 最初应该具有相同的内容。我可以用任何随机地址初始化 sp 还是会有一些限制?

例如,可以用地址7000h

初始化sp

解决方法

在 x86 中,堆栈是一个 LastInFirstOut (LIFO) 结构,其中 SS 段寄存器标记开始,堆栈指针 SP 直接指向堆栈上的空闲空间。在内存中,由于堆栈向下增长,可用空间低于已用空间。正是这种向下扩展使得将堆栈指针称为“堆栈顶部”令人困惑,因为顶部位于底部是违反直觉的。
在 x86-16 中,堆栈最多可以占用 64KB 或 65536 字节。 SP 寄存器是一个 16 位寄存器,永远不能寻址此堆栈段之外的任何内容。

现在如果你的程序初始化有这些说明:

mov  ax,5000h
mov  ss,ax
mov  sp,7000h

您告诉我们堆栈将是一个 28672 (7000h) 字节的块,从线性地址 0005'0000h 开始,到线性地址 0005'6FFFh 结束。此时在您的程序中,您可以说“堆栈为空”。这将是一个严重的编程错误,例如。 pop axSS:SP 寄存器对有 5000h:7000h。

| 5000h (SS)                                                     | 6000h
|                                                                |
|<--------------------------------- 64KB ----------------------->|
|      This is the stack     |   This is not part of the stack   |
|                                                                |
|                            ^                                   |
| 0                          | SP=7000h                    65535 |

为了在栈上放置一个新项(push / call / int),降低栈指针SP,然后将新项写入那个地址。对于移除 (pop / ret / iret),读取 SP 指向的项目,然后引发 SP

让我们看看它的实际效果:

  mov  cx,6144
More:
  push cx
  loop More

注册时,只有堆栈指针 SP 发生了变化。

| 5000h (SS)                                                     | 6000h
|                                                                |
|<--------------------------------- 64KB ----------------------->|
|      This is the stack     |   This is not part of the stack   |
|                xxxxxxxxxxxx                                    |
|                ^                                               |
| 0              | SP=4000h                                65535 |

现在删除三分之二:

  mov  cx,4096
More:
  pop  ax
  loop More

再一次,只有堆栈指针 SP 发生了变化。

| 5000h (SS)                                                     | 6000h
|                                                                |
|<--------------------------------- 64KB ----------------------->|
|      This is the stack     |   This is not part of the stack   |
|                        xxxx                                    |
|                        ^                                       |
| 0                      | SP=6000h                        65535 |

我们可以像任何其他内存一样读/写堆栈内存。然而,由于内存的分段性质,通常我们需要使用 SS: 段覆盖:

mov  ax,[ss:6000h]

mov  bx,6000h
mov  ax,[ss:bx]

或者我们可以让 DS 引用堆栈段:

mov  cx,5000h
mov  ds,cx 

mov  ax,[6000h]

mov  bx,[bx]

这里开始 BP 的奇怪情况。设计者已将所有依赖于 BP 寄存器的内存引用默认与堆栈段相关。如果我们在 DS 中加载偏移地址,我们可以在无需指定段覆盖或操作 BP 段寄存器的情况下寻址堆栈段中的数据:

mov  bp,[bp]

除了对堆栈段的这种“粘性”之外,BP 没有什么特别之处。