[科普中国]-地址计算

地址计算

地址可 以像整数一样用作运算的对象。由于地址所表示的是数据所在的存储区域的第一个位置，计算的结果使得指针变量指在数据存储区域的第一个位置上。因此，地址的计算是按照与整数的计算不同的方法进行的。

指针变量的运算是根据该变量所指向的数据类型进行的。例如，设有

char *P； int *q；

当执行

++p；++q；

这样两个递增语句时，由于字符型数据的大小是以1个字节为单位的，因此P被递增1；而由于整型数据的大小通常是以2个字节为单位的，因此q被递增2。同样地，当执行

p=p+4； q=q+4；

时，指针变量P被加上4，而指针变量q则被加上8。由此可见，设P为指针变量，p+k的意思是由P所指向的数据后的第k个数据的地址，亦即P的值与k*sizeof(*p)之和。

获取变量的地址要求得变量的地址，大致有两种方法。

运算符法可以在变量前面冠以运算符&。

例如，设有int a；则可用&a来求得变量a的地址。一般说来，该值直到程序运行以前都是未定的。即使程序开始运行了，也未必就有一定的值。可能因运行时的环境不同而取不同的值。因此，几乎不可以究问一个地址实际上到底取什么值。1

指针变量有一种指针变量是专门用以表示各种数据的地址的。例如，指向字符型数据地址的指针变量P可以这样定义：

char *P

同样，指向整型数据地址的指针变量q可以这样定义：

int *q；

不用说，可以把表示数据存储区域的地址赋值给指针变量，此外，也可以考虑指针变量的地址，例如，可以用&q来求指针变量q的地址。可以把该值赋给指针变量，例如，可以把它赋给定义为int **q_P；的指针变量q_P中去。由于指针变量q_P是一个指向一个指向int型数据的指针变量的指针变量，因而其定义中必须用两个*。

由指针变量所指向的数据(该数据的值被写在与赋到指针变量中的地址值相同的地址上)是用在指针变量之前冠以运算符*的方法来指定的。

例如，设有char *P；int *q；

那么，*P就是一个由指针变量P所指向的字符型数据，而*q就是一个由指针变量q所指向的整型数据。不过，在使用*P和*q的时候，必须事先把数据实际所在的地址赋给指针变量p，和q。

例如，设有int a， *P

可以用

p=&a把变量a的地址赋给指针变量P。这时，*P=5； a=5；

这样两个语句就有了相同的含义。像*P这样用指针间接地指定数据的方法就叫作间接指定。

有效地址计算在指令的操作码后面有mod R/M字节时，该字节指定了存储器中操作数的位置，modR/M字节给出了有效地址的计算过程为：2

‘有效地址=段+基地址+(变址木比例因子)+位移量

其中：

位移量：指出了操作数的偏移值，可以使用字节、字或双字。

基地址：操作数的偏移量由一个通用寄存器作为基地址变量来指定。

(变址球比例因子)+位移量：这是在静态数据元素中占2字节、4字节或8字节时对静态数组变址的一‘种高效方法。由位移量对数组的起始位置寻址，变址寄存器存放所需的数组元素的下标，处理器则利用比例因子自动把下标变成变址。

内存地址计算不同系统的内存地址计算方式不同，在此以8086系列处理机为例进行说明。

若知道8086系列处理机是如何访问内存的，就容易理解使用不同存储方式的规则和地址的计算方法。8086用于存放有关处理过程或程序控制信息的寄存器有14个，分成如下几类：通用寄存器、基数指针和变址寄存器、段寄存器和控制寄存器。3

8086CPU所有寄存器都是16位(2字节)。通用寄存器是CPU寄存器中最重要的部分。值都放在其中，进行算术运算，比较和分支(跳转)指令也放在其中。通用寄存器以两种方式存取：作为一个16位寄存器，或者作为两个8位寄存器。

基数指针和变址寄存器为相对寻址、栈指针和块区移动指令等提供支持。

段寄存器支持8086内存分段。CS寄存器存放当前码段，DS寄存器存放当前数据段，ES寄存器存放附加段，SS寄存器存放堆栈段。

最后，控制寄存器包括状态标志寄存器和指令指针寄存器。状态标志寄存器存放CPU的状态，而指令指针寄存器指向CPU下一个要执行的指令。

8086用分段存储结构，总寻址空间为1兆字节(该系列其它功能更强者，寻址空间还要大)。要存取1兆字节RAM至少要用20位地址。8086处理机系列的20位地址在机器内部用2个字(32位)表示，实际上只用20位。但是在8086处理机上，20位地址分放在两个寄存器中：一个寄存器放段地址，因此它必须是段寄存器，一个段在RAM中占64K。段的起点正好是16字节的偶数倍。8086用四个段，即代码段、数据段、堆栈段和附加段。段内任一字节的地址叫偏移量。任一字节20位地址在机器内是段号和偏移量的组合。

要算出段号和偏移量组合所指字节的实际地址，必须先将段寄存器中内容左移四位，再把偏移量加到移位后的段地址上去。20位地址就是这样形成的。举个例子，如果段寄存器内放的是10H，而偏移量是100H，那么，下列步骤说明了实际(物理)地址的计算过程·

段寄存器 t 00000000000 10000(10H)

移位后的段寄存器l 0000000000010000

偏移量 1 0000000100000000(100H)

段+偏移量 t ooooo000001000000000(200H)

如果只存取当前段寄存器中的段内地址，则只要装入地址的偏移量。若存取的地址不在当前段内，必须把要访问的地址的段号和偏移量都装入。

地址在8086中最常用的形式是“段：偏移量”。上面的例子若写成此种形式就是0010：0100H。同一字节可用多个“段：偏移量”组合表示。例如，0000：0010和0001：0000是一回事。

地址映射关系（在此以VGA为例进行说明）在所有的VGA图形模式下，显示存储器与屏幕象素点之间的映射关系都是线性的，即显示存储器中的每个象素数据按光栅扫描的顺序依次对应于屏幕上的每个象素点。在使用位面技术时，象素在每个位面上各占一个数据位，每位具有相回的地址；在没有采用位面技术时：一个象素点的多个数据位在显示存储器中连续存放，只是在24位色模式下有些特殊。下面描述屏幕上的某一个像素点在显示存储器中所处位置的计算方法。4

变量说明屏幕坐标原点为屏幕左上角，向右为X轴的正方向，向下为Y轴的正方向。X，Y象素点在屏幕上的位置；

width——当前分辨率下的水平象素数；

Height——当前分辨率下的垂直象素数；

BitN——当前色彩模式下每个象素所在显示存储器中所占的二进制位数；

PlaneN——当前色彩模式下所具有的位面数，在没有使用位面技术时，设该数为1；

BitPP——在当前色彩模式下每个象素点在地址空间中所占的二进制位数；

scanLeng——一条扫描线在地址空间中所占用的字节数；

Page—素点在显示存储器中所处的页；

Offset——-象素点在所处页中的地址偏移量；

Bit——象素点在所在字节中所处的位(仅在1 6色模式有用)。

另有两个在编程中需要考虑的参数：

TotalPage—在当前显示模式下的总页数：

smsL一地址空间尺寸(64K)与ScanLeng相除的余数，当该数等于零时意味着可以整除，该数大于零则意味着不能整除。

地址计算方法BitPP=BitN/PlaneN

ScanLeng=Width*BitPP/8(不适于24位色模式)

Page=(ScanLeng+Y+X*BitPP/8)/1 00 00H

Offset=(ScanLeng+Y+X*BitPP/8)%1 0000H

Bit=X%8(只在16色模式下需要)

在24位色模式下，如果每个象素点连续存放在显示存储器中，这时分页就必然会出现在某个象素点上，为避免这种情况，在每条扫描线之后空出了若干字节。在320×200分辨率下，每条扫描线占用1024个字节，其实际只需要960个字节；在640×480分辨率下，每条扫描线占用2 048个字节，其实际需要1920个字节。在每条扫描线中，各象素点数据靠前连续存放。在24位色模式下ScanLeng不能通过计算得到，而需要直接取得。

另两个参数的计算方法如下：

TotalPage=(ScanLeng*Height一1)/1 0000H+1

SmSL=1 0000H%ScanLeng