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8088/8086内存结构#

8088/8086架构采用分段内存管理，每个段的大小为64KB。

内存本质上是一个线性地址空间，可以看作一个巨大的数组

每一個元素代表一个字节（8位）

每个字节都有一个唯一的地址，从0开始编号，直到2^20 - 1（即1,048,575），总共可以寻址1MB的内存空间。

内存地址由段地址和偏移地址组成，段地址用于指定段的起始位置，偏移地址用于指定段内的具体位置。

分为以下几种段：

• 代码段（CS）：存储指令。

• 数据段（DS）：存储全局变量和静态数据。

• 堆栈段（SS）：存储函数的调用信息，局部变量等。

• 附加段（ES）：用于存储额外的数据，通常用于字符串操作。

栈和堆的区别：

• 栈（Stack）：用于存储函数调用时的返回地址、局部变量等数据，遵循后进先出（LIFO）原则。栈的大小通常较小，由操作系统管理。

• 堆（Heap）：用于动态分配内存，大小可变，由程序员手动管理。堆中的数据在使用完毕后需要显式释放。

指针寄存器#

指针寄存器用于寻址内存栈内的数据。对于8086/8088架构，有以下几种指针寄存器：

• SP（Stack Pointer）：堆栈指针寄存器，指向当前堆栈的顶部位置。堆栈用于存储函数调用时的返回地址、局部变量等数据。

  • SP不能用于其他作用

• BP（Base Pointer）：基址指针寄存器，通常用于访问函数的参数和局部变量。BP可以与堆栈段寄存器（SS）结合使用，以便更灵活地访问堆栈中的数据。

  • BP可以用于寻址其他内存区域

栈是从高地址向低地址增长，每一次push操作都会使SP减小，每一次pop操作都会使SP增大而

SP和BP增减的值由push/pop的数据类型的大小（例如32位下int占4byte，16位下int占2byte）决定，也由Cpu架构决定，比如16位架构每次push/pop增减2字节，32位架构每次push/pop增减4字节。

这里用32位x86架构举例说明：

有如下c代码

1
void func(int a, int b) {
2
    int c = a + b;
3
    // 其他操作
4
}
5

6
int main() {
7
    func(5, 10);
8
    return 0;
9
}

main函数调用func时，栈的变化过程如下：

1. 函数调用前：假设SP指向栈顶位置。

   1
       |   |     <-低地址
   2
       |   |
   3
       |   |
   4
       |   |
   5
       |   |
   6
       |   |
   7
       |   |
   8
       |   |
   9
       |   | <- SP, 目前指向栈顶 <- 高地址
   

2. 压入参数：在x86架构下，函数参数通常从右到左(或者从后往前)压入栈中。因此，先压入参数b（10），然后压入参数a（5）。

   1
       |   |     <-低地址
   2
       |   |
   3
       |   |
   4
       |   |
   5
       |   |
   6
       |   | <- SP, 指向新的栈顶
   7
       |  5|  <- 参数a
   8
       | 10|  <- 参数b     <- 高地址
   

3. 调用函数：调用函数时，返回地址会被压入栈中。

   1
       |   |     <-低地址
   2
       |   |
   3
       |   |
   4
       |   |
   5
       |   | <- SP, 指向新的栈顶
   6
       |Ret|  <- 返回地址
   7
       |  5|  <- 参数a
   8
       | 10|  <- 参数b     <- 高地址
   

   23步产生的汇编代码如下：

   1
   push 10      ; 压入参数b
   2
   push 5       ; 压入参数a
   3
   call func    ; 调用函数
   4
   add esp, 8   ; 清理栈上的参数（2个参数，每个4字节）
   

4. 函数内部：进入函数后将BP设置为当前SP，以便访问参数和局部变量。然后，为局部变量分配空间。

   1
       |   |     <-低地址
   2
       |   |
   3
       |   |
   4
       |   | <- SP, 指向新的栈顶
   5
       | c |  <- 局部变量c
   6
       |ebp|  <- ebp=sp
   7
       |Ret|  <- 返回地址
   8
       |  5|  <- 参数a
   9
       | 10|  <- 参数b     <- 高地址
   

   1
   push ebp       ; 保存旧的基址指针
   2
   mov ebp, esp    ; 设置基址指针
   3
   sub esp, 4     ; 为局部变量c分配空间（4字节）