【汇编语言】栈区与SS:SP寄存器

汇编语言 - 栈

栈是一块特殊的内存空间，本文涉及的CPU为8086CPU，所有与内存地址有关的数字皆为16进制

前言

栈的运行规律 - 先进后出，后进先出

以下为入栈的过程：

以下是出栈的过程：

以上就是栈的运行机制，栈的入栈叫做push，出栈叫做pop

在8086CPU中，栈是一块特殊的内存空间，栈的出栈和入栈都是以字为单位的

1. 8086栈机制

8086使用一段内存对栈进行模拟，最基本的操作是pop（出栈）和push（入栈）

• pop 寄存器 : 表示将栈顶元素出栈并且将数据送入寄存器中
• push 寄存器: 表示将寄存器中的元素入栈

下面是一段当作栈区使用的内存空间，初始化如下：

执行指令：push AX后：

寄存器AX中的内容被存放进内存中，栈顶指针上移两个字节

执行指令 push BX 后：

寄存器BX中的内容被存放进内存中，栈顶指针上移两个字节

执行指令pop CX中：

将栈顶元素送入CX后，栈顶指针下移两个字节

我们只需要使用pop和push指令，就可以对这段内存空间按照先进先出的规则进行访问，那么CPU怎么知道这段空间就是栈空间呢？

2. SS和SP寄存器

CPU是怎么知道我们执行的指令的地址？CPU是怎么知道我们执行指令的时候需要的数据的地址的？CPU通过CS：IP寄存器确定指令的位置，CPU通过DS：[address]确认数据的位置，那么需要确定栈顶的位置，也需要添加寄存器，SS与SP寄存器就是用来确定栈顶的位置的。

SS寄存器中存着栈顶的段地址，SP寄存器中存放着偏移地址，通过这两个寄存器中的值就可以判断栈顶的位置。

2.1 push指令与pop指令

push指令的完成，需要以下两个步骤

1. SP = SP - 2：因为SS:SP指向前栈顶，既然需要push 数据，自然需要获取新栈顶
2. 将 push 后面跟的寄存器中的内容写入刚开辟出的内存中，此时的SS:SP指向新栈顶

入栈时，栈顶从高地址向低地址增长

pop指令的完成，需要以下两个步骤

1. 将栈顶元素送入pop后面跟的寄存器中
2. SP = SP + 2，SS:SP指向下一个元素

出栈时，栈顶从低地址向高地址增长

2.2 示例

测试初始空间如下：

图中的栈顶SS:IP应为 SS:SP

当前SS:SP指向1000:A

执行push AX 指令后：

栈顶指针先上移，SP = SP - 2，然后将AX中的数据写入栈顶

执行push BX指令后：

栈顶指针先上移，SP = SP - 2，然后将BX中的数据写入栈顶

执行pop AX指令后：

先将栈顶中的数据写入AX中，然后栈顶指针下移，SP＝SP + 2

执行pop BX指令后：
先将栈顶的数据写入BX中，然后栈顶指针下移，SP = SP + 2

如果1000:0 到 1000:F 这块内存是栈空间，并且初始状态栈空，那么初始状态下栈顶指针应指向1001:0，也就是第一次PUSH时栈顶指针刚好能够减到1000:E

2.3 越界问题

因为8086CPU只提供了栈顶寄存器，如果划分了一段内存空间为栈空间，例如1000:0 到 1000:F，如果SS:SP指针通过一系列的push和pop操作超出了这个范围，出现了上溢或者下溢的问题，是没有办法解决的，因为8086CPU 并没有提供对应的寄存器存放栈空间的大小，不能在每次push和pop操作之前先判断是否越界。

只能通过自己编程的时候避免。

3. debug测试

3.1 例题

利用栈的功能交换两个寄存器中的内容

寄存器和内存初始化

将AX压栈：

将BX压栈：

将栈顶pop到AX中：

将栈顶pop到BX中

完成两个寄存器中的内容交换

3.2 在debug中进行测试

1. 先将AX和BX中的内容设置为1234H和5678H，然后找好栈区
   

2. 写入对应的代码
   

3. 将CS:IP指向对应的代码处，则开始运行程序
   
   执行完代码后成功交换寄存器中的值