第3章 指令系统1.ppt

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1、第3章指令系统1指令系统：指令系统：微机处理器所能执行的各种指令的集合，不同的微 处理器有不同的指令系统。对对80X86/Pentium80X86/Pentium：8086、8088指令系统为基本指令系统286、386、486、Pentium在此基础上进行了扩充：8086/8088基本指令的增强及一些专用指令构成X86/Pentium系列的实模式指令集，系统控制指令对保护模式的多任务、存贮器管理、保护机制提供了控制能力。本章重点本章重点：基本指令集基本指令集3、规则存放：数据的地址对齐规则存放：数据的地址对齐字节数据：顺序存放。字节数据：顺序存放。字数据：字数据：规则字规则字-低字节存放在地址

2、为偶数的单元，顺序存低字节存放在地址为偶数的单元，顺序存 放高字节。读写用放高字节。读写用1 1个总线周期。个总线周期。非规则字非规则字-低字节存放在地址为奇数的单元，低字节存放在地址为奇数的单元，顺序存放高字节。读写用顺序存放高字节。读写用2 2个总线周期个总线周期。80868086的两个的两个512 KB512 KB存储体：奇体、偶体存储体：奇体、偶体D15-D8D7-D0高位存储体(奇数地址)低位存储体(偶数地址)A19-A1A19-A1A19-A1D7-D0D7-D064KB8片64KB8片SEL512X8SEL512X8BHEA0 读16位数据时每个体被选中几次？X880888088

3、的的1M1M存储器为存储器为1 1体，进行体，进行字字数据读写数据读写时，需要访问时，需要访问2 2次存次存储器。储器。l微处理器的主要功能是由它的指令系统来体微处理器的主要功能是由它的指令系统来体现的。编写汇编程序时现的。编写汇编程序时，必须首先了解所，必须首先了解所用计算机的用计算机的CPU的指令系统，然后把我们的指令系统，然后把我们要解决的问题用一条条指令描述出来。要解决的问题用一条条指令描述出来。l各种各种CPU指令条数不一样，但功能相近，指令条数不一样，但功能相近，格式类似。格式类似。l80X86系列系列CPU有共同的有共同的基本指令基本指令。3.1 8086/8088的指令格式和寻

4、址方式的指令格式和寻址方式3.1.1 指令格式指令格式l机器指令机器指令机器指令机器指令：指令的二进制代码形式。如：指令的二进制代码形式。如：指令的二进制代码形式。如：指令的二进制代码形式。如：89D8H89D8Hl汇编指令汇编指令汇编指令汇编指令：助记符形式的指令。如：助记符形式的指令。如：助记符形式的指令。如：助记符形式的指令。如：MOV AXMOV AX，BXBX由指令的格式入手，掌握其中操作数的表达方法，由指令的格式入手，掌握其中操作数的表达方法，即寻址方式，为展开即寻址方式，为展开8086指令系统做好准备。指令系统做好准备。l指令由操作码和操作数两部分组成指令由操作码和操作数两部分组

5、成操作码操作码说明计算机要执行哪种操作，如传送、运算、移位、跳转等说明计算机要执行哪种操作，如传送、运算、移位、跳转等操作，它是指令中不可缺少的组成部分操作，它是指令中不可缺少的组成部分操作数操作数是指令执行的参与者，即各种操作的对象是指令执行的参与者，即各种操作的对象操作码操作数操作码操作码：由CPU设计人员定义。每一种操作唯一对应一个操作码。例：加法加法操作助记符ADD；数据传送数据传送操作助记符MOV；比较比较操作助记符CMP；操作数操作数：可由编程人员采用不同方式给出。8086/80888086/8088指令格式：指令格式：1 16 6字节字节DATA(高)DATA(低)Disp/DA

6、TA(高)Disp/DATA(低)Mod r/mOP Code1、机器码的格式、机器码的格式 对对X86X86，由，由1 11616个字节构成。个字节构成。datadispS-i-bMod r/m操作码前缀14 1 2 1 1 0.1.2.4 0.1.2.4 1、指令中对操作码、操作数的编码方式、指令中对操作码、操作数的编码方式。机器码机器码 2、指令的助记符格式、指令的助记符格式l指令格式指令格式l指令中的操作数：指令中的操作数：操作数可以有操作数可以有0-30-3个；个；操作数可以是参加操作的数的本身，即一个具体的数值；操作数可以是参加操作的数的本身，即一个具体的数值；也可以是操作数所在的

7、位置的指示，即提供了操作数的地也可以是操作数所在的位置的指示，即提供了操作数的地址址 例：例：L1:MOV AL，CL2、指令的助记符格式指令的助记符格式标号：助记符标号：助记符 操作数操作数1,操作数操作数2 3、说明、说明：汇编语言指令可手工汇编成机器码汇编语言指令可手工汇编成机器码.即使是同一种指令，不同的寻址方式也会使机器指令占据即使是同一种指令，不同的寻址方式也会使机器指令占据不同的存贮空间。编程时应选择合理算法、数据结构、寻址方不同的存贮空间。编程时应选择合理算法、数据结构、寻址方式等节省式等节省MEMMEM。目的操作数目的操作数源操作数源操作数3.1.2 寻址方式寻址方式l寻址方

8、式寻址方式指令中给出操作数所在地址的方指令中给出操作数所在地址的方法。法。l指令中操作数可能存在的地方指令中操作数可能存在的地方：指令中指令中 寄存器寄存器 存储单元存储单元 I/O I/O端口端口对应的寻址方式：对应的寻址方式：立即寻址立即寻址 寄存器寻址寄存器寻址 存储器寻址：给出存储器寻址：给出EAEA的方式多样，的方式多样，5 5种。种。I/O I/O端口寻址端口寻址1、立即寻址、立即寻址l指令中的源操作数是立即数，即源操作数是参加指令中的源操作数是立即数，即源操作数是参加操作的数据本身。操作的数据本身。立即数可以是立即数可以是8 8位或位或1616位的整数位的整数例：例：MOV AX

9、MOV AX，1234H1234H12H34HAH AL 操作码操作码代代码码段段 2、寄存器寻址、寄存器寻址l参加操作的操作数存放在参加操作的操作数存放在CPU的内部寄存器的内部寄存器中。中。8/16位。位。l例：例：MOV AHMOV AH，BLBL MOV AX MOV AX，CXCX AX CX存储器寻址存储器寻址l操作数存放在存储器中操作数存放在存储器中l指令的操作数部分给出的是该操作数的段内偏移指令的操作数部分给出的是该操作数的段内偏移地址地址l而段地址在默认的或用段超越前缀指定的段寄存而段地址在默认的或用段超越前缀指定的段寄存器中器中l8086设计了多种存储器寻址方式设计了多种存

10、储器寻址方式1、直接寻址、直接寻址2、寄存器间接寻址、寄存器间接寻址3、基址加变址寻址、基址加变址寻址4、寄存器相对寻址、寄存器相对寻址5、相对基址加变址寻址、相对基址加变址寻址EA =基址值基址值 +变址值变址值 比例因子比例因子 +位移量位移量 （BX或或BP）（SI或或DI）v运算是在指令执行时根据所采用的寻址方式自动计算得出，运算是在指令执行时根据所采用的寻址方式自动计算得出，结果为一个结果为一个16位的无符号数。位的无符号数。设计多种寻址方式是为了处理各种数据结构的需要。设计多种寻址方式是为了处理各种数据结构的需要。存储器寻址的各种寻址方式的不同，实质上是构成段内偏移存储器寻址的各种

11、寻址方式的不同，实质上是构成段内偏移量量 EA的方法不同。的方法不同。v有效地址有效地址EA：段内偏移地址由几个基本部分组合而成，：段内偏移地址由几个基本部分组合而成，把这种方式提供的偏移地址称为有效地址把这种方式提供的偏移地址称为有效地址EA。vEA的基本部分包括的基本部分包括：基址寄存器、变址寄存器、位移量、：基址寄存器、变址寄存器、位移量、比例因子。比例因子。v最终的偏移地址是这几部分运算后的结果。最终的偏移地址是这几部分运算后的结果。v计算计算EA的通式：（的通式：（16位寻址，比例因子为位寻址，比例因子为1）3、直接寻址方式、直接寻址方式v指令中直接给出操作数的指令中直接给出操作数的

12、1616位偏移地址位偏移地址v直接寻址方式下，操作数直接寻址方式下，操作数默认默认为在数据段，段地址在为在数据段，段地址在DSDS中。中。v但允许段超越。可在指令中增加但允许段超越。可在指令中增加段超越前缀段超越前缀指出特定段寄指出特定段寄存器名。存器名。MOV AX ,2000H ；将；将DS段中段中2000H和和2001H单元的内容送到单元的内容送到AX ；指令代码：；指令代码：A10020MOV AX ,ES:2000H ；AX（ES:2000H 和和 ES：2001H）；指令代码：；指令代码：26A10020以符号地址（变量名）的形式给出以符号地址（变量名）的形式给出 VALUE DB

13、 12H MOV AL ,VALUE MOV AL ,VALUE例例：设设DS=2000HMOV AX，3102H ；AL (DS:3102H),AH (DS:3103H)；机器码为：；机器码为：A10231H 指令执行后：指令执行后：(AX)=0ABCDHA1H02H31HAHAL23102HCDHABH存储器存储器代码段数据段.23102+D S 20000H3102H物理地址4、寄存器间接寻址、寄存器间接寻址l操作数存放在内存中，其偏移地址在指令中指定的寄存器操作数存放在内存中，其偏移地址在指令中指定的寄存器中。中。l存放偏移地址的寄存器可以是：存放偏移地址的寄存器可以是：BX BX，B

14、PBP，SISI，DIDIl操作数的段地址（数据处于哪个段）取决于选择哪一个寄操作数的段地址（数据处于哪个段）取决于选择哪一个寄存器：存器：BX BX，SISI，DI DI 默认在数据段默认在数据段,DS,DS BP BP 默认在堆栈段默认在堆栈段,SS,SS均可使用段超越前缀改变均可使用段超越前缀改变l例：例：MOV AX,BX MOV AX,BX MOV AX,ES:BX MOV AX,ES:BX MOV AL,BP MOV AL,BP l例：例：MOV AX，BX 设设 BX=1200H,DS=2000H22H11H21200HAH AL 11 22数数据据段段代代码码段段MOVDS 2

15、0000HEA 1200H 21200H20000H5、寄存器相对寻址、寄存器相对寻址 v有效地址是有效地址是基址或变址寄存器的内容再加上一个基址或变址寄存器的内容再加上一个8/16位的位位的位移量。移量。v默认段地址同寄存器间接寻址默认段地址同寄存器间接寻址。且均可段超越。且均可段超越。MOV AX，BX+04H MOV AL，DI+1203H MOV AL，SI+VALUE EA=(BX)(BP)(SI)(DI)+8位/16位位移量 例：例：MOV AX，DATABX若(DS)=8000H,(BX)=2000H,DATA=200H8220082200HAHALAX+DATA 0200机器码

16、机器码代码段数据段.FFA8DS 80000BX 20007、基址变址寻址基址变址寻址v有效地址由基址寄存器（有效地址由基址寄存器（BX或或BP）的内容加上）的内容加上变址寄存器（变址寄存器（SI或或DI）的内容构成：）的内容构成：v默认段地址由使用的基址寄存器决定默认段地址由使用的基址寄存器决定vBX默认是默认是DS，BP默认是默认是SS；均可用段超越前缀；均可用段超越前缀改变。改变。例：例：MOV AX,BX+SI MOV AX,DS:BP+DIEA=(BX)(BP)+(SI)(DI)例：例：MOV AX，DI+BX若(DS)=8000H,(BX)=2000H,(DI)=1000H 830

17、0083000HAHALAX操作码操作码代码段数据段.12A5DS 80000BX 2000 DI 1000+30008、相对基址变址寻址、相对基址变址寻址v在基址在基址-变址寻址的基础上再加上一个位移变址寻址的基础上再加上一个位移量量v默认段地址同基址加变址寻址。默认段地址同基址加变址寻址。MOV AX,BX+DI+34H MOV AX,BP+DI+0200HEA=(BX)(BP)+(SI)(DI)+8位16位位移量 例：例：MOV AX，DATADIBX若(DS)=8000H,(BX)=2000H,(DI)=1000H,DATA=200H8320083200HAHALAX+DATA 020

18、0机器码机器码代码段数据段.FFA8DS 80000BX 2000 DI 1000为什么搞这么复杂的存储器寻址方式？为什么搞这么复杂的存储器寻址方式？提高了灵活性提高了灵活性便于处理各种数据结构的数据便于处理各种数据结构的数据寄存器相对寻址寄存器相对寻址常用于存取表格或一维数组中常用于存取表格或一维数组中的元素的元素把表格的起始地址作为位移量，元把表格的起始地址作为位移量，元素的下标值放在间址寄存器中素的下标值放在间址寄存器中。例：例：BX+0100H BX+MATl使用相对基址使用相对基址-变址变址 寻址方式可以很方寻址方式可以很方 便地访问二维数组便地访问二维数组 或表格。或表格。例：例：

19、BX+SI+0100H SI指向一行中的某一个元素。指向一行中的某一个元素。由由02 变化变化BX指向某一行。指向某一行。BX=BX+3为为0，3，61 2 37 8 94 5 61234567890100H20000H数据段存储器寻址方式的多种表示方式存储器寻址方式的多种表示方式l位移量可用符号表示：位移量可用符号表示：uMOV AX,SI+COUNT ；COUNT是事先定义的变量或常量（就是数值）是事先定义的变量或常量（就是数值）uMOV AX,BX+SI+WNUM ；WNUM是变量或常量是变量或常量l同一寻址方式可以写成不同的形式：同一寻址方式可以写成不同的形式：uMOV AX,BX+S

20、I MOV AX,BXSI uMOV AX,SI+COUNT MOV AX,COUNT SI uMOV AX,BX+SI+WNUM MOV AX,WNUM BXSIMOV AX,WNUM BX+SI l指令操作数是隐含的，在指令中未显式地指明指令操作数是隐含的，在指令中未显式地指明串操作指令寻址方式串操作指令寻址方式 源串源串 DS DS：SI SI 目的串目的串 ES ES：DI DI 例：例：MOVSB MOVSB堆栈操作指令堆栈操作指令 SS SS：SPSP PUSH AXPUSH AX POP BX POP BXMUL BL 指令隐含了被乘数指令隐含了被乘数AL及乘积及乘积AX 类似的

21、指令还有：类似的指令还有：DIV、CBW等等 8、隐含寻址方式隐含寻址方式 被隐含的可以是寄存器或存储器操作数存储器操作数寻址时段寄存器的使用约定存储器操作数寻址时段寄存器的使用约定访问存储器的方式访问存储器的方式默认默认是否可超越是否可超越偏移地址偏移地址取指令取指令CSCS无无IPIP堆栈操作堆栈操作SSSS无无SPSP源串数据访问源串数据访问DSDSCS ES SSCS ES SSSISI目的串数据访问目的串数据访问ESES无无DIDI一般数据访问一般数据访问DSDSCS ES SSCS ES SS有效地址有效地址EAEABPBP基址的寻址方式基址的寻址方式SSSSCS ES DSCS

22、ES DS有效地址有效地址EAEA9、I/O端口寻址方式端口寻址方式l 在在8086/8088指令系统中指令系统中,输入输入/输出指令对输出指令对I/O端端口的寻址可采用直接或间接两种方式。口的寻址可采用直接或间接两种方式。(1)直接端口寻址：直接端口寻址：I/O端口地址以端口地址以8位常数方式在指令中直接给出。位常数方式在指令中直接给出。即所寻址的端口号只能在即所寻址的端口号只能在0255范围内。范围内。例：例：IN AL，n (2)间接端口寻址：间接端口寻址：这类似于寄存器间接寻址，这类似于寄存器间接寻址，16位的位的I/O端口地址在端口地址在DX寄存器中，即通过寄存器中，即通过DX间接寻

23、址，故可寻址的端口号为间接寻址，故可寻址的端口号为065535。例：例：OUT DX，AL ；它是将它是将AL的内容输出到的内容输出到 ；由；由(DX)指出的端口中去。指出的端口中去。10、转移类指令寻址方式、转移类指令寻址方式l 转移类指令的寻址方式：如何提供要转移转移类指令的寻址方式：如何提供要转移到的指令的地址。到的指令的地址。l 具体方式讲具体方式讲转移类指令转移类指令时再展开。时再展开。例：例：JMP L1l指令由（指令由（）和（）和（）构成）构成l如何取得操作数如何取得操作数称为（称为（）l理解操作数的寻址方式，是理解指令功理解操作数的寻址方式，是理解指令功能的前提。学习具体指令时

24、，操作数给出能的前提。学习具体指令时，操作数给出方式：操作数本身或操作数的地址，几乎方式：操作数本身或操作数的地址，几乎是每条指令都要涉及到。是每条指令都要涉及到。操作码操作码 操作数操作数寻址方式寻址方式SUM-UP寻址方式的几点讨论寻址方式的几点讨论l寻址寻址方式可分为方式可分为立即寻址立即寻址（只能是源操作数）只能是源操作数）寄存器寻址寄存器寻址直接寻址直接寻址寄存器间接寻址寄存器间接寻址寄存器相对寻址寄存器相对寻址基址变址寻址基址变址寻址相对基址变址寻址相对基址变址寻址隐含寻址隐含寻址I/O端口寻址端口寻址转移指令寻址转移指令寻址l错误例：错误例：MOV 34H,AL MOV CX,AX MOV CX,SP MOV AX,BX+BP MOV AX,DI+SI此此课件下件下载可自行可自行编辑修改，修改，仅供参考！供参考！感感谢您的支持，我您的支持，我们努力做得更好！努力做得更好！谢谢!