无法理解堆栈段寄存器

Question

段寄存器用于将可寻址内存的范围从 64K 字节增加到 1M 字节。但是，我很难理解 stack 段寄存器 (SS)，因为 stack 已经有两个与之关联的寄存器，sp 和 bp.

假设，我已经将SS设置为5000h，然后决定通过初始化bp[=来初始化堆栈28=] 和 sp 寄存器。最初堆栈应该是空的。因此，sp 和 bp 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，用地址7000h
初始化sp是否可以

Answer 1

在 x86 中，堆栈是后进先出 (LIFO) 结构，其中 SS 段寄存器标记开始，堆栈指针 SP 指向堆栈上空闲 space 的正上方.在内存中，free space 低于 used space 因为堆栈向下增长。正是这种向下扩展使得将堆栈指针称为“堆栈的顶部”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指令：

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

你是在告诉堆栈将是一个 28672 (7000h) 字节的块，从线性地址 0005'0000h 开始，到线性地址 0005'6FFFh 结束。此时在你的程序中你可以说“堆栈是空的”。这将是一个严重的编程错误，例如。 pop ax 而 SS: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 |

为了将新项目放入堆栈 (push / call / int)，堆栈指针 SP 降低，然后新项目写在那个地址。对于删除 (pop / ret / iret)，读取 SP 指向的项目，然后 SP 被提升。

让我们看看实际效果：

  mov  cx, 6144
More:
  push cx
  loop More

Registerwise，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 |

现在删除其中的三分之二：

  mov  cx, 4096
More:
  pop  ax
  loop More

再一次，寄存器方面只有堆栈指针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 read/write 堆栈内存就像任何其他内存一样。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, 6000h
mov  ax, [bx]

这里开始了 BP 的奇怪案例。设计者已经做到，所有依赖于 BP 寄存器的内存引用在默认情况下都与堆栈段相关。如果我们在 BP:

中加载偏移地址，我们可以在堆栈段中寻址数据而无需指定段覆盖或操作 DS 段寄存器

mov  bp, 6000h
mov  ax, [bp]

除了这个'stickyness'到堆栈段之外，BP没有什么特别的。

无法理解堆栈段寄存器

Trouble understanding stack segment register

assembly

x86-16

bootloader

memory-segmentation

stack-pointer