C：如何模拟8086寄存器？

Question

欧海， 我目前正在尝试实现一个 8086 ASM 调试器以用于学习目的。到目前为止，我尝试用字符数组模拟 8 位和 16 位寄存器，但在使用 AX、AL 和 AH 时，这种方法让我抓狂。

#define setAL() { int i; for (i = 0; i < 8; i++) AL[i] = AX[i]; }
char AX[16]   = {0, 1, 1, 1, 1 ,1 ,1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
char AL[8]    = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};

有谁有任何好主意（或诸如“最佳实践”之类的东西）如何模拟这些寄存器？

Answer 1

我不认为有“最佳实践”方法可以做到这一点，但您可以采取的一种方法可能会少让您发疯，那就是使用联合来覆盖 8 位和 16 位部分：

struct RegByte { 
   unsigned char low;
   unsigned char high;
};

struct RegWord {
   unsigned short value;
};

union Reg {
   struct RegWord word;
   struct RegByte bytes;
};

或者考虑到您明确的目标只是对于 8086，您可以拥有一种包含所有 16 位寄存器的结构和一种包含所有字节部分的结构。例如

struct RegByte {
   unsigned char al, ah, bl, bh, cl, ch, dl, dh;
};

struct RegWord {
   unsigned short ax, bx, cx, dx;
   /* nothing stopping you from continuing with si, di, etc even though
    * they don't have addressable high and low bytes */
};

union Reg {
   struct RegWord word;
   struct RegByte byte;
};

Answer 2

我将结构抽象出来并使用访问器函数。

struct registry_file_t;
uint16_t get_al(registry_file_t * r);
void set_al(registry_file_t * r, uint16_t value);

启用内联后，这种方法的性能不会比使用联合差。

Answer 3

如果它可能对某人有用，我把我写的放在这里。

typedef struct cpu_8086_s cpu_t;

struct cpu_8086_s
{
    struct
    {
        union
        {
            uint16_t ax;
            struct
            {
                uint8_t al;
                uint8_t ah;
            };
        };
        union
        {
            uint16_t cx;
            struct
            {
                uint8_t cl;
                uint8_t ch;
            };
        };
        union
        {
            uint16_t dx;
            struct
            {
                uint8_t dl;
                uint8_t dh;
            };
        };
        union
        {
            uint16_t bx;
            struct
            {
                uint8_t bl;
                uint8_t bh;
            };
        };
        uint16_t sp;
        uint16_t bp;
        uint16_t si;
        uint16_t di;
    };
    struct
    {
        uint16_t es;
        uint16_t cs;
        uint16_t ss;
        uint16_t ds;
    };
    uint16_t ip;
    union
    {
        uint16_t flags;
        struct
        {
            uint8_t c: 1;
            uint8_t  : 1;
            uint8_t p: 1;
            uint8_t  : 1;
            uint8_t a: 1;
            uint8_t  : 1;
            uint8_t z: 1;
            uint8_t s: 1;
            uint8_t t: 1;
            uint8_t i: 1;
            uint8_t d: 1;
            uint8_t o: 1;
        };
    };
};

Answer 4

为什么不像这样使用 struct 和 union ：

union AX_R {
    AX_R() {
        AX = 0;
    }
    unsigned __int16 AX;
    struct {
        unsigned __int8 AL;
        unsigned __int8 AH;
    } _AX_R;
};