无法理解堆栈段寄存器

Question

段寄存器用于将可寻址存储器的范围从 64K 字节增加到 1M 字节。但是，我很难理解堆栈段寄存器（SS），因为堆栈已经有两个与之关联的其他寄存器：sp和bp。

假设我将SS设置为5000h ，然后决定通过初始化bp和sp寄存器来初始化堆栈。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。我可以使用任何随机地址初始化sp吗？或者我会有一些限制吗？

例如，用地址7000h初始化sp可以吗

Answer 1

在 x86 中，堆栈是后进先出 (LIFO) 结构，其中SS段寄存器标记起始位置，堆栈SP指针直接指向堆栈上可用空间的上方。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”变得令人困惑，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。SP16 位寄存器不能寻址该堆栈段之外的任何内容。

现在，如果您的程序初始化有以下说明：

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”。这对于例如来说将是一个严重的编程错误。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会降低，然后将新项目写入该地址。对于删除（pop/ ret/ iret），读取指向的项目SP，然后SP提出。

让我们看看实际情况：

  mov  cx, 6144
More:
  push cx
  loop More

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   |
|                xxxxxxxxxxxx                                    |
|                ^                                               |
| 0              | SP=4000h                                65535 |

现在删除三分之二：

  mov  cx, 4096
More:
  pop  ax
  loop More

再次，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]

或者我们可以只DS引用堆栈段：

mov  cx, 5000h
mov  ds, cx 

mov  ax, [6000h]

mov  bx, 6000h
mov  ax, [bx]

这里开始了奇怪的情况BP。设计者已经做到了这一点，以便所有依赖寄存器的内存引用BP默认情况下都与堆栈段相关。如果我们加载偏移地址，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BP：

mov  bp, 6000h
mov  ax, [bp]

除了对堆栈段的“粘性”之外，没有什么特别的BP。