86
第 3 第 第第第 第第第第第 3.1 指指指 指指 3.2 8088/8086CPU 指指指指指 3.3 指指指指指指指指指指 指指 () 3.4 8088/8086CPU 指指指指

第 3 章 指令系统和寻址方式

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第 3 章 指令系统和寻址方式. 3.1 指令系统概述 3.2 8088/8086CPU 的寻址方式 3.3 指令的机器码表示方法(略) 3.4 8088/8086CPU 的指令系统. 3.1 指令系统概述. 1、指令、指令系统和程序 指令 是 CPU 能执行的一个基本操作。 如:取数、加、减、乘、除、存数等 指令系统 是 CPU 所能执行的全部操作,即全部指令的集合 。 不同的 CPU, 其指令系统不同。 程序 是用户在使用计算机时,针对要解决的问题, 用一条条指令编写的指令的序列 。. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 第 3 章 指令系统和寻址方式

第 3 章 指令系统和寻址方式

3.1指令系统概述

3.2 8088/8086CPU的寻址方式

3.3 指令的机器码表示方法(略)

3.4 8088/8086CPU的指令系统

Page 2: 第 3 章 指令系统和寻址方式

1 、指令、指令系统和程序

指令是 CPU能执行的一个基本操作。 如:取数、加、减、乘、除、存数等

指令系统是 CPU所能执行的全部操作 ,即全部指令的集合。 不同的 CPU,其指令系统不同。

程序是用户在使用计算机时,针对要解决的问题, 用一条条指令编写的指令的序列。

3.1 指令系统概述

Page 3: 第 3 章 指令系统和寻址方式

* 一个 CPU 能执行什么操作,是工程人员设计和制造好的,是固定的,用户不能改变。 构成程序的指令在存储器中一般都是顺序存放,要破坏这种顺序性,必须由转移指令操作。

2 、指令组成 计算机中指令由操作码和操作数两部分组成。一条指令可以由 1~6 个字节组成。

操作码 ----- 指示计算机要执行的操作,

操作数 ----- 指出在指令执行操作过程中的操作对象;

可以是操作数本身;可以是操作数地址或是地址的一部分;可以是指向操作数地址的指针或其他有关 操作数的信息。

Page 4: 第 3 章 指令系统和寻址方式

3 、指令的一般格式 :

操作码字段:在机器里只需对某种操作指定确定的二进制代码。通常用指令的第一个字节表示,不够可以占第二个字节中的 3 位。

操作数字段 :操作数字段可以有一个 , 二个或三个。例: INC CX

ADD AX , BX

操作码 操作数 . . . . . . 操作数

Page 5: 第 3 章 指令系统和寻址方式

4 、操作数的存放操作数的存放不外乎三种情况:

(1) 操作数包含在指令中 即指令的操作数字段包含操作数本身。这种操作数为立即数。——数在指令队列中,执行数度较快。

例: MOV AL , 08H

(2)操作数包含在CPU的一个内部寄存器中例: INC CX指令中的操作数字段是 C PU内部寄存器的一个

编码。这种寻址方式称为寄存器寻址。——数在寄存器中,无需 BIU 去取,执行速度最快。

Page 6: 第 3 章 指令系统和寻址方式

(3)操作数在内存数据区

操作数在内存数据区,操作数字段包含着此操作数地址。——存储容量大

在 8086 中,任何内存地址是由两部分组成:

段的基地址:存储单元所在段的基地址(大部分情况是数据段寄存器DS中);

段内偏移量:此单元与段基地址的距离。

有效地址EA( Effective Address ) :

段内偏移量为适应各种数据结构的需要,可以有几个部分组成,所以也把它称为有效地址EA。

Page 7: 第 3 章 指令系统和寻址方式

3.2 8088/8086CPU 的寻址方式

寻址方式 :

寻找和获得操作数、操作数存放地址或指令转移地址的方法。分数据寻址和指令寻址。

本节介绍数据寻址,根据操作数的三处存放地点对应有三种基本寻址方式:立即寻址方式、寄存器寻址方式和存储器寻址方式。

Page 8: 第 3 章 指令系统和寻址方式

3.2.1 立即寻址方式( Immediate addressing)

操作数直接存放在指令中,紧跟在操作码之后,作为指令 的一部分,存放在代码段里,这种操作数称为立即数。 立即数可以是8位或 16 位的。 16 位的立即数是高位字节放在高地址 , 低位字节放在低地址。使用场合:经常用于给寄存器赋初值。注意:只能用于源操作数字段,不能用于目的操作数字段。

例: MOV AX, 267; 数字

MOV AL, 10010011B AND 0FEH ;表达式

MOV AL, PORT1 ;符号名

MOV AX, DATA1 ;段名

Page 9: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例: MOV AL,05H

指令执行后 : (AL)=05H

例: MOV AX,3064H指令执行后 : (AX)=3064H

立即寻址方式

. . .

操作码

64H

30H

代码段

64H

.. .

30H

ALAH

指令

. . .

操作码

05H

代码段

05H

.. .

AL

指令

Page 10: 第 3 章 指令系统和寻址方式

3.2.2 寄存器寻址方式 ( Register addressing )

操作数在寄存器中,指令指定寄存器号。

对于16位操作数,寄存器可以是 :

AX,BX,CX,DX,SI,DI , SP,BP 以及段寄存器。

对于8位操作数,寄存器可以是 :

AL,AH,BL,BH,CL,CH,DL,DH。

寄存器寻址方式特点:指令长度短,执行速度快。

Page 11: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例:

指令执行前 : ( AX )= 3064 H

( SS )= 1234 H

MOV SS , AX

指令执行后 :

( SS )= 3064H

( AX )保持不变。

指令执行前:

指令执行后 :

寄存器寻址方式

SS AX

3064H3064H

1234H 3064H

Page 12: 第 3 章 指令系统和寻址方式

3.2.3 存储器寻址方式( Memory addressing)1 、直接寻址( Direct addressing )

操作数地址的16位偏移量(有效地址 EA) ,直接包含在指令中, 存放在代码段中指令操作码之后。

操作数一般存放在数据段中, 必须先求出操作数的物理地址, 然后再访问存储器才能取得操作数。

物理地址 : PA = 16d 或( 10H ) ×(DS)+EA

IBM PC 机允许数据存放在数据段以外的其它段中。此时应在指令中指定段超越(可以是 CS , SS , ES )。

Page 13: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例: MOV AX , [3100H]

( DS ) =6000H , (63100H)=3050H

则 : ( AX ) =3050H

例:用符号地址代替数值地址。 MOV AX , VALUE

或 MOV AX , [VALUE]

VALUE—— 变量名,代表有效操作数单元的符号地址。如 VALUE 在附加段中,则应指定段超越。 MOV AX , ES : VALUE

或 MOV AX , ES :[VALUE]

直接寻址方式

6000H .. .

操作码

00

31

.. .

50H

30H

.. .

6 0 0 0 0

3 1 0 0+

6 3 1 0 0

63100H

30H 50H

AH AL

代码段

数据段

DS

Page 14: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例: 假设 TABLE是在数据段定义的一个字节数组的首地址标号(变量名),其偏移地址为 1000H,则指令

MOV AL, TABLEMOV AL, [TABLE]MOV AL, [1000H]

是等效的。

指令MOV AL, TABLE+2MOV AL, [TABLE+2 ]MOV AL, [1000H+2]

也是等效的,都是直接寻址方式。

Page 15: 第 3 章 指令系统和寻址方式

( 1 )直接寻址方式适用于处理单个变量。

( 2 )直接寻址方式隐含的段寄存器是 DS , 8086/8088 允许段超越 , 即允许使用 CS 、 SS 、 ES 作为段寄存器,这时必须在指令中特别标明。

( 3 ) IBM PC 机中规定双操作数指令必须有一个操作数使用寄存器方式,这就是常常先要把一个变量送到寄存器中的原因。

注意:

Page 16: 第 3 章 指令系统和寻址方式

操作数在存储器中,操作数地址的 16位偏移量(有效地址 EA)包含在: BP、 BX、 SI、 DI寄存器中。

1 )、若选择 SI、 DI、 BX作为间接寻址

操作数一般在现行数据段区域中,用 (DS)作为段地址。

即操作数物理地址为:

物理地址 PA=16 d ×( DS) +( BX)

物理地址 PA=16 d × ( DS) +( SI)

物理地址 PA=16 d × ( DS) +( DI)

2 、寄存器间接寻址方式( Register indirect addressing )

Page 17: 第 3 章 指令系统和寻址方式

6000H 2000H

DS DI

6 0 0 0 0

2 0 0 0+

6 2 0 0 0

. . .

AOH

50H

.. .

62000H

50H A0H

BLBH 数据段

例: MOV BX ,[DI]

( DS ) =6000H

( DI ) =2000H

PA=62000H

( 62000H ) =50A0H

(BX)=50A0H 寄存器间接寻址方式 MOV BX , [DI]

Page 18: 第 3 章 指令系统和寻址方式

2 ) 、若选择 BP 寄存器作为间接寻址

操作数在堆栈段区域中,用 SS 寄存器的内容作为段地址。

操作数物理地址 :

PA=16d × ( SS ) + ( BP )

例: MOV [BP], AX

执行前: (SS)=1000H ,

(BP)=3000H ,

(AX)=1234H

执行后: PA=13000H

(13000H)=1234H 寄存器间接寻址方式 MOV [BP], AX

1000H 3000H

SS BP

1 0 0 0 0

3 0 0 0+

1 3 0 0 0

. . .

34H

12H

.. .

13000H

12H 34H

ALAH 堆栈段

寄存器间接寻址方式 MOV [BP], AX

Page 19: 第 3 章 指令系统和寻址方式

3 )、用 SI 、 DI 、 BX 、 BP 作为间接寻址允许段超越

指令中可以指定段超越前缀来取得其他段中的数据。

例: MOV ES:[DI], AX

MOV DX, DS:[BP]

这种寻址方法可以用于表格处理,在循环结构程序设计中经常用到间址方式。

Page 20: 第 3 章 指令系统和寻址方式

操作数的有效地址 (EA) 是一个基址或变址寄存器的内容和指令中指定的 8 位或 16 位位移量( displacement )之和。

EA=

(BX)

(SI)

(DI)

+

8位位移量

16位位移量

(BP)

3 、寄存器相对寻址方式( Register relative addressing )

或变址寻址 ( Index Addressing )

Page 21: 第 3 章 指令系统和寻址方式

操作数一般在内存的数据段中,但允许段超越。除有段超越前缀之外,形成物理地址有二种方式:

PA=16d × (DS)+

(BX)

(SI)

(DI)

+

8位位移量

16位位移量

PA=16d × (SS)+(BP) +

8位位移量

16位位移量

Page 22: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例: MOV AX, COUNT[BP]或 MOV AX, [COUNT+BP]

设 COUNT 为 16 位位移量。

指令执行前 : (SS)=5000H, (BP)=3000H,COUNT=2040H,(AX)=1234H

指令执行后: EA=5040HPA=55040H(55040H)=5548H(AX)=5548H

寄存器相对寻址方式MOV AX,COUNT[BP]

OP

OP

40H

20H

.. .

. . .

48H

55H

.. .

55H 48H

存储器

操作码

位移量COUNT

代码段

堆栈段

55040H

50000H

AH AL

Page 23: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例:

TABLE 是在数据段定义的一个字节数组的首地址标号(变量名),则有如下程序:

MOV SI, 5MOV AL, TABLE[SI];or MOV AL,

[TABLE+SI]

ABC EQU 5LEA SI, TABLEMOV AL, ABC[SI];or MOV AL,

[ABC+SI]

Page 24: 第 3 章 指令系统和寻址方式

用途:这种寻址方式同样用于表格处理。例:某数据表的首地址为 COUNT ,修改基址或变址寄存器来取得表格中的值。

欲读取表中第 10 个数据 , 存放到( AL) 中。

第 10 个数据的有效地址 : EA= COUNT + 9

MOV SI , 09H

MOV AL , [SI+COUNT]

* 寄存器相对寻址方式也可以使用段超越前缀 MOV DL , ES : STRING[SI]

Page 25: 第 3 章 指令系统和寻址方式

操作数的有效地址是一个基址寄存器和一个变址寄存器的内容之和,基址寄存器名和变址寄存器名均由指令指定。

(BP) +

(DI)

(SI)

EA=

(BX) +

(DI)

(SI)

EA=

4 、基址变址寻址方式( Based indexed addressing )

Page 26: 第 3 章 指令系统和寻址方式

除有段超越前缀之外,形成物理地址有二种方式:

PA=16d×(DS)+ (BX) +

(DI)

(SI)

PA=16d×(SS)+ (BP) +

(DI)

(SI)

Page 27: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例: MOV AX, [BX][SI]或 MOV AX, [BX+SI]

执行指令前: (DS)=3200H, (BX)=0456H, (SI) =1094H

(334EAH)=4567H

执行指令后: EA=14EAH PA=334EAH (AX)=4567H 基址加变址寻址方式

MOV AX,[BX+SI]

. . .

. . .

. . .

67H

45H

存储器

32000H

334EAH45H 67H

ALAH数据段

. . .

Page 28: 第 3 章 指令系统和寻址方式

用途:这种寻址方式同样适用于数组或表格处理。

表格首地址 基址寄存器中 ,

用变址寄存器来访问数组中的元素。

二个寄存器都能修改,

所以比寄存器相对寻址更灵活。

这种寻址方式允许段超越。

使用段超越前缀格式 :

MOV AX , ES : [BX][SI]

Page 29: 第 3 章 指令系统和寻址方式

操作数有效地址是一个基址寄存器和一个变址寄存器的内容和 8 位或 16 位位移量之和 。

(BP) +

(DI)

(SI)

+

8位位移量

16位位移量EA=

(BX) +

(DI)

(SI)

+

8位位移量

16位位移量EA=

5 、相对基址加变址寻址方式( Relative based indexed addressing )

Page 30: 第 3 章 指令系统和寻址方式

除有段跨越前缀之外,形成物理地址有二种方式:

(DI)PA=16d×(SS)+(BP) +

(SI)

+

8位位移量

16位位移量

(DI)PA=16d×(DS)+(BX) +

(SI)

+

8位位移量

16位位移量

Page 31: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例:MOV AX, MASK[BX][DI]MOV AX, MASK [BX+DI]MOV AX,[MASX+BX+DI]

执行指令前:(DS)=3000H(BX)=1346H(DI)=0500HMASK=1234H(32A7AH)=4050H

执行指令后:EA=2A7AHPA=32A7AH(AX)=4050H 相对基址加变址

MOV AX, MASK+[BX+DI]

OP

OP

34H

12H

.. .

. . .

50H

40H

存储器

30000H

32A7AH40H 50H

ALAH数据段

操作码

位移量

MASK

代码段

Page 32: 第 3 章 指令系统和寻址方式

用途之一:

这种寻址方式为堆栈处理提供方便:

( BP ) 栈顶(一般 BP 可指向栈顶)

从栈顶到数组的首地址可以用位移量表示(MASK) 。

变址寄存器( SI )或( DI ——) 指向数组中某个元素。

Page 33: 第 3 章 指令系统和寻址方式

1 、三种类型操作数

综观 8086/ 8088 寻址方式,其操作数有三种类型:

立即操作数、寄存器操作数、存储器操作数。

2 、三种类型操作数特点

( 1 )立即操作数• 可以使用立即操作数指令有:

数据传送指令、算术运算指令(乘、除运算指令除外)、 逻辑运算指令等。

• 立即数只能作为源操作数,不能作为目标操作数。

小结:

Page 34: 第 3 章 指令系统和寻址方式

(2)寄存器操作数• 寄存器操作数可能存放在:

8086 /8088 的通用寄存器、地址指针或变址寄存器以及段寄存器。

• 对段寄存器 ES 、 DS 、 SS 进行赋值,不能将立即数直接送段寄存器,要将立即数送通用寄存器,再从通用寄存器送段寄存器。 CS 一般不用赋值。

Page 35: 第 3 章 指令系统和寻址方式

• 隐含操作数 某些指令规定只能使用指定操作数寄存器, 从汇编形式看,似乎没有指出操作数,实际隐含某些特定寄存器操作数。该寄存器可能是:累加器 、通用寄存器、变址寄存器、某些段寄存器。

指令 指令或隐含操作数寄存器

AAA,AAD,AAM.AAS AL,AH

CBW,CWD AL,AH AX,DX或

AL

AL AX或

AL,AH AX,DX或

AH

ES

DS

CL

CX,SI ,DI

DAA,DAS

IN,OUT

MUL,IMUL,DIV,IDIV

LAHF,SAHF

LES

LDS

移位及循环移位指令

串操作指令

AL,BXXLAT

Page 36: 第 3 章 指令系统和寻址方式

( 3 )、存储器操作数• 存储器操作数可能存放在一个、二个、或四个存储器单元中。

• 操作数类型分别为:字节、字、双字。

• 存储器操作数可以作为源操作数,也可以作为目标操作数。 但不允许源操作数、目标操作数同时为存储器操作数。

• 存储器操作数的有效地址 EA 的取得方法: 直接寻址 寄存器间接寻址 相对寄存器寻址 基址加变址寻址 相对基址加变址寻址

• 存储器操作数的物理地址 PA 的取得方法: 一般存储器操作数指令中隐含段寄存器,有的指令允许段超越, 需要在指令中标明。

Page 37: 第 3 章 指令系统和寻址方式

* 立即数可以出现在方括号内,表示直接地址;

1 、指令中使用方括号的地址表达式必须遵循下列规则:

* 只有 SI、 BP、 DI、 BX 可以出现在方括号内,它们可以单独出现,也可以相加后出现,或以寄存器与立即数相加的形式出现,但 BX和 BP或 SI和 DI 不能同时出现在同一个 [ ] 内。

* 方括号有相加的含义,下面几种写法都是等价的: 1200[BX][SI] [BX+1200][SI] [BX+ SI +1200]

* 方括号内包含 BP ,则隐含使用 SS 提供基地址;其余情况均使用 DS 提供基地址。

需说明的几个问题

Page 38: 第 3 章 指令系统和寻址方式

2 、段超越: 在 8088 系统中,数据通常在数据段中,但若需要,数据也可存放在码段,堆栈段以及附加段中,这种情况就是段超越。应用时,需在指令中加以说明。

存储器操作的类型 约定段 允许超越段 逻辑地址

取指令 CS 无 IP

堆栈操作 SS 无 SP

通用数据读写 DS CS、ES、SS EA

源数据串 DS CS、ES、SS SI

目的数据串 ES 无 DI

用 BP作为基寄存器 SS CS、DS、ES EA

例: MOV AX, ES: [0500H]

ES 表示数据在附加段中; : 是修改属性运算符。

Page 39: 第 3 章 指令系统和寻址方式

3 、其它寻址方式

( 1 )隐含寻址:指令中不指明操作数

( 2) I/O 端口寻址: 8086 有直接端口寻址和间接端口寻址两种方式,端口寻址范围分别为 0- 0FFH和 0-FFFFH 。( 3 )转移类指令寻址

( 4 )一条指令有几种寻址方式

例: MOV AX, [SI]

Page 40: 第 3 章 指令系统和寻址方式

3.3 指令的机器码表示方法(略)

8086 指令系统采用变长指令,指令的长度可有 1~6 字节组成。

Page 41: 第 3 章 指令系统和寻址方式

3.4 8088/8086CPU 的指令系统

8086/8088 的指令系统中共有 92 种基本指令。

可以分成 6 个功能组:

1. 数据传送 (Data transfer)

2 . 算术运算( Arithmetic )

3 . 逻辑运算和移位指令 (Logic& Shift)

4 . 串操作 (String manipulation)

5 . 控制转移( Control Transfer )

6 . 处理器控制( Processor Control )

Page 42: 第 3 章 指令系统和寻址方式

3.4.1 数据传送指令 (Data transfer)

(一)通用传送指令( General Purpose Transfer )

包括: 包括: MOVMOV , , PUSHPUSH , , POP POP ,, XCHG, XCHG, XLATXLAT 。。

功能: 负责把数据、地址或立即数传 送到寄存器或存储单元。

特点: 它是计算机最基本、最重要的一种操作,使用比例最高。

种类 ( 分四种 ) :

Page 43: 第 3 章 指令系统和寻址方式

(二)输入输出指令( Input and Output)

包括包括 : : ININ , , OUTOUT 。。

(三)目的地址传送指令( Address-object transfer)

包括包括 : : LEA, LDS, LESLEA, LDS, LES

(四)标志传送指令( Flag register transfer)

包括 包括 : : LAHF, LAHF, SAHF,SAHF, PUSHF, PUSHF, POPFPOPF

* 除 SAHF 和 POPF 指令外,对标志位没有影响。

Page 44: 第 3 章 指令系统和寻址方式

8088提供方便灵活的通用的传送操作,适用于大多数操作数。

通用传送指令(除了通用传送指令(除了 XCHGXCHG 以外)是唯一允许以段寄存器为操以外)是唯一允许以段寄存器为操作数的指令。作数的指令。

通用传送指令包括:1 、 MOV ( Movement)

2 、 PUSH (Push word onto stack)

POP (Pop word off stack)

3 、 XCHG (Exchange)

4 、 XLAT (Translate)

(一)通用传送指令(一)通用传送指令( General Purpose Transfer )

Page 45: 第 3 章 指令系统和寻址方式

MOV dst, src ; (dst) (src) 目的 源 目的 源功能:功能: • 把一个字节 (B)或一个字( W)操作数由源传送至目的。• 实现 : 寄存器 寄存器 /存储器之间;

立即数寄存器 /存储器寄存器 /存储器段寄存器之间的数据传送。

说明: * 指令中至少要有一项明确指出传送的是字节还是字; * 可用不同的寻址方式; * 不影响标志位; * 源操作数不变; * 存储器之间,立即数与段寄存器,段寄存器之间不能用一条指令完成数据传送。注意: 参看教材 P70

1 、 MOV 通用传送指令

Page 46: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例: CPU 内部寄存器之间的数据的任意传送(除了段寄存器 CS 和指令指针 IP 以外,注意:段寄存段寄存器之间不能传送,且器之间不能传送,且段寄存器 CS 不能做目的操作不能做目的操作数)。数)。

MOV DL , CH ; 8 位寄存器 8 位寄存器

MOV AX , DX ; 16 位寄存器 16 位寄存器

MOV SI , BP

MOV DS , BX ;通用寄存器 段寄存器

MOV AX, CS ;段寄存器 通用寄存器

Page 47: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例:立即数传送至 CPU 内部通用寄存器组( AX 、 BX 、 CX 、 DX 、 BP 、 SP 、 SI 、 DI

), 用于给寄存器赋初值。注意: 不能直接给不能直接给段寄存器赋值段寄存器赋值

MOV CL , 04H ;立即数 8 位寄存器

MOV AX , 03FFH ;立即数 16 位寄存器

MOV WORD PTR [SI] , 057BH ;立即数存储器

MOV BYTE PTR MEM, 5 ;立即数存储器

思考:为什么加思考:为什么加 WORD PTR WORD PTR , , BYTE PTR BYTE PTR ??不加不加对吗?对吗?

Page 48: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例: CPU 内部寄存器(除 CS 和 IP 外)与存储器(所有寻址方式)之间数据传送,可以实现一字节或一个字的传送。

注意:两存储单元之间不能直接传送存储单元之间不能直接传送

MOV MEM , AX ; 累加器存储器 , 直接寻址

MOV MEM ,DS ;段寄存器存储器,直接寻址

MOV DISP[BX] ,CX ;寄存器存储器,相对寻址

MOV AX , DISP[SI] ;存储器累加器,相对寻址

MOV DS , MEM ;存储器段寄存器,直接寻址

MOV CX , DISP [BX] [SI] ;存储器寄存器,相对基址加变址

Page 49: 第 3 章 指令系统和寻址方式

不能用一条不能用一条 MOVMOV 指令实现以下传送。指令实现以下传送。

两存储单元之间的传送存储单元之间的传送

MOV MEM2 , MEM1 错。

MOV AX , MEM1MOV MEM2 , AX 对。

立即数送段寄存器立即数送段寄存器

例 : MOV DS , 2000H 错。

MOV AX, 2000HMOV DS , AX 对。

MOV 指令小结小结::

Page 50: 第 3 章 指令系统和寻址方式

段寄存器之间的传送段寄存器之间的传送

MOV ES , DS ; 错

MOV AX , DSMOV ES , AX ; 对 。

注意注意 CSCS 和和 IPIP 的使用的使用 CSCS 和和 IPIP 不能作为目标操作数,不能作为目标操作数, CSCS 可以作为源操作可以作为源操作

数。数。

例: MOV CS , AX ; 错

MOV AX , CS ; 对

MOV IP, AX ;错

Page 51: 第 3 章 指令系统和寻址方式

这是两条堆栈操作指令。

(1) (1) 先复习什么是堆栈,为什么需要堆栈先复习什么是堆栈,为什么需要堆栈

堆栈——按照先进后出或后进先出原则组织的一段内存区域,

特点:特点:• 压入堆栈内容增加, SP 的值减少。注意:

SP——堆栈指针 ,始终指向栈顶。• 先进后出工作原则( First In Last Out 简称FILO)

2 、 PUSH 、 POP 指令

Page 52: 第 3 章 指令系统和寻址方式

•可以用一条立即数传送指令给 SP 赋值,确定 SP 在 SS 段中的初始位置。

例:

设: (SS)=9000H , 堆栈段为 64KB

MOV SP,0E200H ;(SP)=0E200H

则:

整个堆栈段的物理地址范围为:

9000090000H~9FFFFHH~9FFFFH

栈顶的物理地址为:栈顶的物理地址为:

99E200HE200H

堆栈在内存中的情况如右图所示:

. . .

. . .

偏移地址 物理地址00000H(低地址)

90000H

9E200H

9FFFFHFFFFH

(SP)=E200H

0000H

堆栈段

堆栈在内存中的情况

堆栈在内存中的情况堆栈在内存中的情况

Page 53: 第 3 章 指令系统和寻址方式

堆栈用途堆栈用途::

存放存放 CPUCPU 寄存器或存储器中暂时不使用的数据,寄存器或存储器中暂时不使用的数据, 使用数据时将其弹出;使用数据时将其弹出;

调用子程序调用子程序 , , 响应中断时都要用到堆栈。响应中断时都要用到堆栈。

调用子程序(或过程)或发生中断时要保护断点的地址(即当前 CS 和 IP 的值),子程序或中断返回时再恢复断点。

在进入子程序和中断处理后,还需要保存通用寄存器的值,子程序或中断处理返回前,再恢复通用寄存器的值。

子程序嵌套或子程序递归(自调自)时,要使保留的许多信息正确返回,必须后进先出。

Page 54: 第 3 章 指令系统和寻址方式

(2) (2) 堆栈操作指令堆栈操作指令 (堆栈操作指令有两条 ) : 入栈指令入栈指令

格式: PUSH src ; (SP) (SP)-2

((SP)+1,(SP)) (src)

先修改堆栈指针,然后把一个字从源操作数压入堆栈顶部。先修改堆栈指针,然后把一个字从源操作数压入堆栈顶部。

操作如: PUSH AX

出栈指令出栈指令

格式: POP dst ; (dst) ((SP)+1,(SP))

(SP) (SP)+2

把现行把现行 SPSP 所指向堆栈顶部的一个字 弹出到目的操作数,再进所指向堆栈顶部的一个字 弹出到目的操作数,再进行修改堆栈指针的操作。行修改堆栈指针的操作。

操作如: POP BX

Page 55: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例: 存放 CPU 寄存器或存储器中暂时不使用的数据 , 使用数据时将其弹出: PUSH AX ; 将 (AX)入栈

. . .

. . .

11 22

(SP)-2

(SP)-1

(SP)

堆栈段

PUSH AX前

(AX)

. . .

22H

11H

.. .

11H 22H

(SP)

(SP)+1

(SP)+2

堆栈段

PUSH AX后

(AX)

Page 56: 第 3 章 指令系统和寻址方式

使用数据时将其弹出:POP BX

. . .

22H

11H

.. .

33H 44H

BX

(SP)

(SP)+1

(SP)+2

堆栈段

POP BX前

. . .

22H

11H

.. .

11H 22H

BX

(SP)-2

(SP)-1

(SP)

堆栈段

POP BX后

Page 57: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例: 调用子程序(或过程)或发生中断时要保护断点的地址, 子程序或中断返回时恢复断点。

子程序嵌套

. . .

2(L)断点

2(H)断点

1(L)断点

1(H)断点

. . .

(SP)

先压入

后压入

先弹出

后弹出

堆栈段

断点地址压入和弹出情况

主程序

子程序1 子

程序21断点 2断点

弹出2断点弹出

1断点

Page 58: 第 3 章 指令系统和寻址方式

应用时注意:应用时注意:• 堆栈操作都按字操作。低字节放在低地址,高字节放在高地址。• PUSH , POP 指令的操作数可能有三种:

寄存器(通用寄存器,地址指针,变址寄存器) ,

段寄存器 (CS 除外, PUSH CS 合法, POP CS 非法) ,

存储器。• 堆栈工作原则后进先出,且 SP总是指向栈顶。• PUSH ,POPPUSH ,POP 指令应该成对使用,保持堆栈原有状态。指令应该成对使用,保持堆栈原有状态。• 堆栈最大容量为 64KB 。

Page 59: 第 3 章 指令系统和寻址方式

堆栈应用举例:

例:用用 BPBP 的基址指令的基址指令 代替代替 POPPOP 指令指令

…MOV BP,SP

PUSH AXPUSH BXPUSH CX

…MOV CX,[BP-6] MOV BX,[BP-4]MOV AX,[BP-2]

…ADD SP, 6

例 : 压入堆栈的内容压入堆栈的内容与弹出内容顺序相反与弹出内容顺序相反

…PUSH AXPUSH BXPUSH CX

…POP CXPOP BX

POP AX

Page 60: 第 3 章 指令系统和寻址方式

格式: XCHG dst , src ;(dst) (src)

执行操作:

把一个字节或一个字的源操作数与目的操作数相交换。把一个字节或一个字的源操作数与目的操作数相交换。

可以实现: 寄存器之间、寄存器和存储器之间信息的交换。寄存器之间、寄存器和存储器之间信息的交换。

注意:•源、目的操作数的寻址方式不允许是立即寻址方式;• 两存储器之间不能交换,即两个操作数中必须有一个在寄存器中;• 段寄存器及 IP 寄存器不能作为一个操作数;• 允许字或字节操作,不影响标志位。

33 、 、 XCHG 交换指令交换指令

Page 61: 第 3 章 指令系统和寻址方式

应用举例:

XCHG BL,DLXCHG AX,SIXCHG COUNT[DI], AX

XCHG [BX],[DI] (错)XCHG DS, AX (错)

Page 62: 第 3 章 指令系统和寻址方式

该指令不影响标志位。

格式:

XLAT str_table ;( AL ←) (( BX ) +( AL ))

或 XLAT

str_table—— 表格符号地址(首地址),

只是为了提高可读性而设置,汇编时仍用 BX 。

44 、、 XLAT XLAT 换码指令换码指令

Page 63: 第 3 章 指令系统和寻址方式

XLAT 指令使用方法:

• 先建立一个字节表格;• 表格首偏移地址存入表格首偏移地址存入 BXBX ;;

• 需要转换需要转换代码的序号代码的序号(相对于表格首地址位移量)存入存入 ALAL ; (表中第一个元素的序号为0 )• 执行执行 XLATXLAT 指令后,表中指定序号的元素存于指令后,表中指定序号的元素存于ALAL 中中。

(AL) 为转换的代码。

Page 64: 第 3 章 指令系统和寻址方式

XLATXLAT 指令应用:指令应用: 若把字符的扫描码转换成 ASCII 码;

或数字 0~9 转换成 7 段数码所需要的相应代码(字形码)等就要用 XLAT 指令。

例:内存的数据段中有一张十六进制数字的 ASCII码表。

首地址为: Hex_table ,欲查出表中第 10 个元素(‘ A’)

Page 65: 第 3 章 指令系统和寻址方式

执行指令序列:MOV BX , OFFSET Hex_table

MOV AL , 0AH

XLAT Hex_table

假设:

( DS ) =F000H ,

Hex_table=0040H

( AL ) =0AH

执行 XLAT 以后:

( AL ) =41H= ( F004AH ),

即“ A” 的 ASCII 码。

30H

31H

32H

...

39H

41H

42H

...

46H

...

Hex_table

Hex_table+1

Hex_table+2

Hex_table+0AH

Hex_table+0BH

Hex_table+0FH 'F'

'B'

'A'

'9'

'1'

'2'

'0'

16 进制数的 ASCII 码表

Page 66: 第 3 章 指令系统和寻址方式

输入输出指令共两条:

11 、、 ININ (Input byte or word)

2 2 、、 OUTOUT (Output byte or word)

输入指令用于 CPU从外设端口接受数据,

输出指令用于 CPU 向外设端口发送数据。

无论接受还是发送数据,必须通过累加器 AX( 字)或AL( 字节),又称累加器专用传送指令 。

输入、输出指令不影响标志位。输入、输出指令不影响标志位。

(二)输入输出指令(二)输入输出指令( Input and Output)

Page 67: 第 3 章 指令系统和寻址方式

信息交换要通过端口信息交换要通过端口每个外设要占几个端口:数据口,状态口和控制口。

CPUI/O设备

译码

数据端口DB

AB

CB

I/O接口

状态端口

控制端口

Page 68: 第 3 章 指令系统和寻址方式

80868086 系统系统端口地址由 A0~A15译码形成。外部设备最多有 65536 个 I/O端口。外设端口地址范围: 0000H~FFFFH 。

PC 机仅使用 A0~A9译码形成 I/O口地址,即 1024 个端口地址。

端口地址范围: 0000H~03FFH ,其中: A9=1 ,表示扩充槽上的口地址。

当端口地址是当端口地址是 88 位时(位时( 0~0~FFHFFH )),可以用直接寻址方式,即在指令中直接给出 8 位端口地址。

当端口地址超过当端口地址超过 88 位(≥位(≥ FFHFFH ))时,时,只能使用间接寻址方式。只能使用间接寻址方式。即即先把端口地址放到 DX 寄存器中。且间接寻址仅能使用间接寻址仅能使用 DX寄存器。

* 访问端口不需要用任何段寄存器来修改它的值。

Page 69: 第 3 章 指令系统和寻址方式

11 、、 IN (Input byte or word) IN (Input byte or word) 输入指令输入指令

格式:

IN AL, data8 ; 端口地址 8 位,输入一个字节

IN AX, data8 ;端口地址 8 位,输入一个字

IN AL, DX ;端口地址 16 位,输入一个字节

IN AX, DX ;端口地址 16 位,输入一个字

必须通过累加器 AX( 字)或 AL( 节)输入数据。

Page 70: 第 3 章 指令系统和寻址方式

2 2 、、 OUTOUT(Output byte or word) 输出指令输出指令格式:

OUT data8, AL ; 端口地址 8 位,输出一个字节

OUT data8, AX ;端口地址 8 位,输出一个字

OUT DX , AL ;端口地址 16 位,输出一个字节

OUT DX , AX ;端口地址 16 位,输出一个字

必须通过累加器 AX( 字)或 AL( 节)输出数据。

Page 71: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例 1 :实现端口 (29H) ( 28H →) 内存( DATA_WORD )

IN AX , 28H

MOV DATA_WORD , AX

例 2 :从端口 3FCH 送一个字到 AX 寄存器

MOV DX , 3FCH

IN AX , DX ; ( AL ←) ( 3FCH ),

( AH ←) ( 3FDH )

例 3 :实现将( AL) → 内存 (05H)

OUT 05H , AL ;( 05H ←) ( AL )

Page 72: 第 3 章 指令系统和寻址方式

8086 /8088 提供三条 :

地址指针写入指定寄存器或寄存器对指令。

1 、 LEA(Load Effective Address)

2 、 LDS (Load pointer using DS)

3 、 LES (Load pointer using ES)

(三)地址传送指令(三)地址传送指令( Address-object transfer )

Page 73: 第 3 章 指令系统和寻址方式

格式: LEA reg16 , mem16;EA(reg16) ,源操作数为存储器 寻址方式

功能:加载有效地址,用于写近地址指针。

把指令中指定的把指令中指定的存储器操作数有效地址存储器操作数有效地址装入指定的寄存器装入指定的寄存器 。

例:设( BX ) =0400H ,( SI ) =003CH

LEA BX , [BX+SI+0F62H]

执行指令后:

EA= ( BX ) + ( SI )+0F62H=0400H+003CH+0F62H=139EH

( BX ) =139EH

11 、、 LEALEA(Load Effective Address)

Page 74: 第 3 章 指令系统和寻址方式

注意:设 (DS)=3000HBUFFER=1000H(31000H)=0040H

(1) LEA 与 MOV 指令的区别LEA BX , BUFFER ;( BX)=1000HMOV BX , BUFFER ; (BX)=0040H

下两条指令功能等价:LEA BX , BUFFER ; (BX)=1000HMOV BX , OFFSET BUFFER ; (BX)=1000H

40H

00H

.. .

3000H:1000H

(DS) BUFFER

31001H

.. .

存储器

Page 75: 第 3 章 指令系统和寻址方式

( 2 ) LEA LEA 指令中的目标寄存器必须是指令中的目标寄存器必须是 1616 位的通用寄存位的通用寄存器器, 源操作数必须是一个存储器源操作数必须是一个存储器。 错误指令: LEA DX , AX ;

Page 76: 第 3 章 指令系统和寻址方式

格式: LDS reg16, mem32 ;( reg16 ←) ( EA )

( DS ←) (( EA )+2 ))

功能:用于写远地址指针。

将指令指定将指令指定 3232 位地址指针送指令指定寄存器位地址指针送指令指定寄存器 (( 不能是段寄存不能是段寄存器)和器)和 DSDS 寄存器中寄存器中。

将指令指定 mem32 单元的前两个单元内容 (16 位偏移量 )装入指定通用寄存器,把后两个单元内容 ( 段地址 ) 装入到 DS 段寄存器。

22 、、 LDSLDS (Load pointer using DS)

Page 77: 第 3 章 指令系统和寻址方式

格式: LES reg16, mem32 ;( reg16 ←) ( EA )

( ES ←) (( EA ) +2 ))

功能:用于写远地址指针。

把源操作数指定的把源操作数指定的 44 个相继字节送指令指定的寄存器个相继字节送指令指定的寄存器 (( 不能不能是段寄存器)及是段寄存器)及 ESES 寄存器中。寄存器中。

* 此指令常常指定 DI 寄存器

将指令指定 mem32 单元的前两个单元内容 (16 位偏移量 )装入指定通用寄存器,把后两个单元内容 ( 段地址 ) 装入到ES 段寄存器。

33 、、 LES (Load pointer using ES)LES (Load pointer using ES)

Page 78: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例 :

假设: (DS)=C 000H

指令 : LDS SI, [0010H]

执行指令后 :

(SI)=0180H

(DS)=2000H

80H

01H

00H

20H

C000H:0010H

(DS)

C0011H

C0012H

C0013H

.. .

. . .

存储器

Page 79: 第 3 章 指令系统和寻址方式

例 :

假设: (DS)=B 000H

(BX)=080AH

指令 : LES DI, [BX]

执行指令后 :

(DI)=05A2H

(ES)=4000H

A2H

05H

00H

40H

B000H:080AH

(DS)

B080BH

B080CH

B080DH

.. .

. . .

存储器

(BX)

Page 80: 第 3 章 指令系统和寻址方式

综合举例:设:

(DS)=5000H

TABLE=1000H

分析下列指令执行结果:

MOV BX , TABLE ;( BX ) =0040H

MOV BX , OFFSET TABLE ;( BX ) =1000H

LEA BX , TABLE ;( BX ) =1000H

LES BX , TABLE ;( BX ) =0040H ,( ES ) =3000H

LDS BX , TABLE ;( BX ) =0040H ,( DS ) =3000H

40H

00H

00H

5000H:1000H

(DS) TABLE

51001H

.. .

存储器

30H

. . .

51002H

51003H

Page 81: 第 3 章 指令系统和寻址方式

采用了隐含寄存器( AH 、 Flags) 操作数方式。

8088 有四条标志传送操作指令:1. LAHF ( Load AH into flags )

2 . SAHF ( Store AH into flags )

3 . PUSH F ( Push flags onto stack )

4 . POP F ( Pop flags off stack )

(四)标志传送指令(四)标志传送指令( Flag register transfer )

Page 82: 第 3 章 指令系统和寻址方式

11. . LAHFLAHF ( Load AH flags flags )

格式: LAHF ;( AH ←) ( PSW 的低字节)

功能:标志寄存器低八位 标志寄存器低八位 (( AHAH ))。

SF ZF AF PF CF

01234567

TFIFDFOF

89101112131415

01234567

FLAGS

AH

LAHF 指令操作图示意

Page 83: 第 3 章 指令系统和寻址方式

2. SAHF ( Store AH into flags )

格式: SAHF ;( PSW 的低字节)←( AH )

功能:( AH )送标志寄存器低八位。

3. PUSH F ( Push flags onto stack )

格式: PUSH F ;( SP ←) ( SP ) -2

(( SP ) +1 ,( SP ←)) ( PSW )

功能 : 标志进栈。

4. POP F ( Pop flags off stack )

格式: POP F ;( PSW ←) (( SP ) +1 ,( SP ))

( SP ←) ( SP ) +2

功能 :标志出栈。

Page 84: 第 3 章 指令系统和寻址方式

注意:

( 1 ) 标志位的影响

LAHF 、 PUSHF 不影响标志位 ;

SAHF 、 POPF 由装入的值确定标志位的值, 即影响标志位。

( 2 ) PUSHF 、 POPF 用于保护调用过程前( PSW), 过程返回后恢复。例: …

PUSH AX

PUSH CX

PUSHF

CALL TRANS

POPF

POP CX

POP AX

Page 85: 第 3 章 指令系统和寻址方式

作业三:

教材: P120 习题1 , 2 , 3 , 6

Page 86: 第 3 章 指令系统和寻址方式

第 1 题答题格式说明

设定如下:①立即寻址②寄存器寻址③直接寻址④寄存器间接寻址⑤寄存器相对寻址⑥基址变址寻址⑦相对基址变址寻址

例: MOV AX, 2408H ; ② ①

说明指令的源操作数和目的操作数各采用什么寻址方式?