CPU是如何判断一段二进制数据为一组命令的？

sirliu · 发表于 2011-4-30 08:15:58

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在学习“2.10 CS 和 IP”遇到的疑问：
此节中关于“8086PC读取和执行指令演示”中，最后介绍了一个知识点：

无标题2.jpg

这个好理解，没有问题。

但是，疑问是：之前CPU是如何判断内存单元中的数据为一组汇编指令的呢？
为什么CPU从地址20000H读取到地址20002H就结束了，并认为这是一组汇编命令，而不把20000H到20004H这一段当做汇编指令呢？如下图：

无标题.jpg

表达能力不是太好！希望大家能明白我的意思。

sirliu · 发表于 2011-4-30 08:34:25

本帖最后由 sirliu 于 2011-4-30 08:36 编辑

唉，发完帖就明白了，突然灵光一闪
应该这样解释吧：
CPU在生产时内置了一些参数，其中就有把特定数据(B8,BB.....)当做汇编指令、其他数据当做数据(即高级语言的常量)来识别，比如上面的B8（二进制即机器码10111000），当CPU读到这一个数时，就认为他是MOV AX指令，而读到0123H（二进制即机器码100100011）时，由于生产CPU时没有定义该数据，就将其视为常量，即普通数据对待！

新问题又来了：如果出现想B8B8H这样的数据存在时，CPU将怎么样处理呢？

为验证我的想法，我百度到了下面的东西，拿出来分享下：

常用汇编命令与十六进制码对应表：
B8    MOV AX
B9    MOV CX
BA    MOV DX
BB    MOV BX
CD    INT
FA    CLI ;关中断
BC    MOV SP
FB    STI ;开中断
FC    CLD ;设数据传输正方向
BF    MOV DI
F3    REPZ
A5    MOVSW
51    PUSH CX
50    PUSH AX
CB    RETF ;返回
9C    PUSHF ;标志寄存器入栈
74    JZ
9D    POPF ;出栈恢复标志寄存器
75    JNZ
BE    MOV SI
BF    MOV DI
80    CMP
E9    JMP
E8    CALL
C3    RET
B4    MOV AH

loop · 发表于 2011-4-30 08:55:16

本帖最后由 loop 于 2011-4-30 08:55 编辑

回复 sirliu 的帖子

新问题又来了：如果出现想B8B8H这样的数据存在时，CPU将怎么样处理呢？
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据我的理解，B8B8H属于16进制，而mov ax 属于汇编指令，CPU是不知道怎么处理的，而是你给出的什么命令，告诉CPU要干什么，CPU根据你给出的命令，执行相应的动作。
例如：
MOV AX,B8B8H ；把B8B8的值赋值给AX
按你给出的对于指令，那么电脑就会认为是 B8 B8 B8。

我想你应该把汇编指令和16进制搞混淆了，汇编指令只是助记符，用于我们编程和读懂程序用的。在我们眼里是MOV AX，但在电脑眼里它会转成相应的16进制进行读写操作。

如有不对，欢迎讨论。

sirliu · 发表于 2011-4-30 09:10:41

本帖最后由 sirliu 于 2011-4-30 09:13 编辑

回复 loop 的帖子

据我的理解，B8B8H属于16进制，而mov ax 属于汇编指令。。。。。
我是从CPU的角度来思考的，MOV ax在我们编程时确实是助记符，但是最终都会被编译器编译成机器码存放在内存中，这个机器码对应的十六进制数就是B8H；而在程序执行时，CPU根据地址读取到内存单元中中的B8H时会将B8H翻译为MOV ax。如B80123H，就是MOV AX,0123H ；这里的B8就被CPU翻译为mov ax了。

我的新问题是：如果CPU读到B8B8H时怎么处理？
就是说B8B8H按照上面的规则处理的花，B8会被翻译为mov ax指令，那么B8B8H就是"MOV AX"+"MOV AX"。

loop · 发表于 2011-4-30 09:17:11

本帖最后由 loop 于 2011-4-30 09:17 编辑

回复 sirliu 的帖子

MOV AX 属于指令，电脑会读成B8，但B8B8属于你要操作的数据，电脑会当作数据来处理，而不会读成MOV AX。

不知道这样解释，你是否能听懂，不懂可以继续讨论。

sirliu · 发表于 2011-4-30 09:31:05

回复 loop 的帖子

就是说如果CPU遇到 B8B823H ，这样的指令也会把他当做数据处理吗？

可能我思维进入死圈了，我还是认为 B8B823H 会被CPU翻译为 mov ax,mov ax,23H.
你的意思是不是会把 B8B823H 被翻译为mov ax,B823H?

loop · 发表于 2011-4-30 09:31:58

本帖最后由 loop 于 2011-4-30 10:16 编辑

回复 sirliu 的帖子

看下面两张图，一张是机器码，一张是汇编指令。

登录/注册后可看大图

不知道你能看懂不，如果不明白我在把图片里的内容注明下。

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B8B823H 被翻译为mov ax,B823H?

你还是把编译器和汇编搞混了，mov ax,b823 是给我们看的，便于理解。 B8B823是计算机翻译的结果。

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图片我重新修正了。

sirliu · 发表于 2011-4-30 09:48:20

谢谢斑竹不厌其烦的解答，
看完你贴的两张图，
我想应该这么理解吧：
CPU根据地址开始读取数据，从第一个可以匹配完整语法的内存单元开始执行指令。
比如地址指向的内存单元存放的数据为：0123B800H (上面帖子都写反了，写成 B80123H ，应该是 0123B8H ),由于 00H 没有对应的指令，而 B8 有对应的指令，为 mov ，所以从 B8H 开始匹配一个语句，B8H 后面的都当作数据处理，如 B8B8B8H 中只有最低位的 B8H 会被CPU翻译为 mov ax。

loop · 发表于 2011-4-30 10:06:51

本帖最后由 loop 于 2011-4-30 10:12 编辑

回复 sirliu 的帖子

你还是理解错误了，计算机是根据CS:IP所指向的地址当作指令来执行，并不是匹配什么语句。
MOV AX 被计算机识别成指令翻译成机器码B8存在内存0位置，0123H是要处理的数据，又分为高地址和低地址， 01属于高位放入高字节2，23属于低位放入字节1。
如下图：

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你在把第2章的内容复习下，里面的实验1你搞懂了，对这些就好理解。

如果高低字节不理解，参考第3章内容3.1~3.3小节。

sirliu · 发表于 2011-4-30 10:15:26

是，现在就回炉重铸:)

shangyl00 · 发表于 2011-5-3 18:36:19

和我当初学这章一样，你必将是可造之材！

sundelian · 发表于 2011-5-4 22:38:55

好学生啊.....

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