第3章微機(jī)原理

第3章80X86微處理器指令系統(tǒng)1NUIST主要內(nèi)容尋址方式8086/8088指令系統(tǒng)32位處理器指令系統(tǒng)2隱含于機(jī)器指令內(nèi)3.1尋址方式處理的數(shù)據(jù)在什么地方?要處理的數(shù)據(jù)有多長?操作碼操作數(shù)……操作數(shù)指令的一般格式：33.1尋址方式操作碼：指計(jì)算機(jī)所要執(zhí)行的操作，是一種助記符。操作數(shù)在指令執(zhí)行操作的過程中所需要的數(shù)據(jù)。該字段可以是操作數(shù)本身，也可以是操作數(shù)地址或是地址的一部分，還可以是指向操作數(shù)地址的指針或其它有關(guān)操作數(shù)的信息。

如何尋找操作數(shù)就是尋址方式4立即尋址匯編指令機(jī)器碼用C語言描述MOVAX,10HB81000H(AX)=16MOVAL,28HB028H(AL)=40操作數(shù)直接放在指令中，緊跟在操作碼后，與操作碼一起放在代碼段5寄存器尋址匯編指令機(jī)器碼用C語言描述指令執(zhí)行前數(shù)據(jù)的位置

MOVAX,BXB81000H(AX)=(BX)CPU內(nèi)寄存器MOVAL,BLB028H(AL)=(BL)CPU內(nèi)寄存器操作數(shù)包含在CPU的內(nèi)部寄存器中，如寄存器AX、BX、CX、DX等。寄存器可以是8位或者16位。6直接尋址匯編指令機(jī)器碼指令執(zhí)行前數(shù)據(jù)的位置

MOVAX,[2]A10200H內(nèi)存的DS:2~3單元MOVAL,[2]A00200H內(nèi)存的DS:2單元MOVBX,ES:[2]8B1E0200H

內(nèi)存的ES:2~3單元指令要處理的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中，地址為段地址(SA):偏移地址(EA)。7直接尋址MOVAX,[2]8直接尋址MOVAL,[2]9寄存器間接尋址操作數(shù)在內(nèi)存中，操作數(shù)地址的16位EA包含在以下寄存器SI、DI、BP、BX中。分成兩種情況：以SI、DI、BX間接尋址，則通常操作數(shù)在現(xiàn)行數(shù)據(jù)段區(qū)域中，此時(shí)（DS）×16+[REG]

為操作數(shù)的地址，REG表示寄存器可以是SI、DI、BX。以寄存器BP間接尋址，操作數(shù)在堆棧段中。即（SS）×16+（BP）作為操作數(shù)的地址。10寄存器間接尋址MOVSI，1000HMOVAX，[SI]11寄存器相對尋址操作數(shù)在存儲(chǔ)器中,由指定的寄存器內(nèi)容，加上指令中給出的8位或16位偏移量作為操作數(shù)的偏移地址。寄存器為四個(gè)寄存器SI、DI、BX、BP之一

尋址方式含義[BX+idata]/idata[BX]EA=(BX)+idata,SA=(DS)[SI+idata]/idata[SI]EA=(SI)+idata,SA=(DS)[DI+idata]/idata[DI]EA=(DI)+idata,SA=(DS)[BP+idata]/idata[BP]EA=(BP)+idata,SA=(SS)12寄存器相對尋址MOVBX，1000HMOVAX，[BX+1]

13基址加變址尋址操作數(shù)在存儲(chǔ)器中其偏移地址由（基址寄存器）＋（變址寄存器）形成基址寄存器——BX(數(shù)據(jù)段)，BP(堆棧段)

變址寄存器——SI、DI

尋址方式含義[BX+SI]/[BX][SI]EA=(BX)+(SI),SA=(DS)[BX+DI]/[BX][DI]EA=(BX)+(DI),SA=(DS)[BP+SI]/[BP][SI]EA=(BP)+(SI),SA=(SS)[BP+DI]/[BX][DI]EA=(BP)+(DI),SA=(SS)14基址加變址尋址MOVBX，1000HMOVSI，1MOVAX，[BX+SI]

15相對基址變址尋址操作數(shù)在存儲(chǔ)器中偏移地址:（基址寄存器）＋（變址寄存器）＋相對偏移量尋址方式含義[BX+SI+idata]/idata[BX][SI]EA=(BX)+(SI)+idata,SA=(DS)[BX+DI+idata]/idata[BX][DI]EA=(BX)+(DI)+idata,SA=(DS)[BP+SI+idata]/idata[BP][SI]EA=(BP)+(SI)+idata,SA=(SS)[BP+DI+idata]/idata[BX][DI]EA=(BP)+(DI)+idata,SA=(SS)16相對基址變址尋址MOVBX，1000HMOVSI，1MOVAX，[BX+SI+1]

17尋址方式小結(jié)從直接尋址方式開始的尋址方式中，操作數(shù)都存放在除代碼段以外的內(nèi)存區(qū)域中，通過求得操作數(shù)所在的有效地址，取得操作數(shù)。比較這幾種尋址方式：

[idata]用一個(gè)常量來表示地址，可以用于直接定位一個(gè)內(nèi)存單元；[BX]用一個(gè)變量來表示內(nèi)存地址，可以用于間接定位一個(gè)內(nèi)存單元；[BX+idata]用一個(gè)變量和常量來表示地址，可以在一個(gè)起始地址的基礎(chǔ)上用變量間接定位一個(gè)內(nèi)存單元；[BX+SI]用兩個(gè)變量表示地址；[BX+SI+idata]用兩個(gè)變量和一個(gè)常量表示地址。183.2指令系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳送指令1算術(shù)運(yùn)算指令2邏輯運(yùn)算指令3移位指令和循環(huán)移位指令4處理器控制指令5193.2指令系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳送指令1算術(shù)運(yùn)算指令2邏輯運(yùn)算指令3移位指令和循環(huán)移位指令4處理器控制指令5203.2.1數(shù)據(jù)傳送指令MOV指令棧指令交換指令累加器專用傳送指令地址傳送指令標(biāo)志位傳送指令21MOV指令格式：MOVDST，SRC;(DST)←(SRC)說明：MOV是操作碼，DST和SRC分別是目的操作數(shù)和源操作數(shù)。執(zhí)行后，目的操作數(shù)改變，源操作數(shù)不變。指令格式舉例MOVREG，idataMOVAX,8MOVREG，REGMOVBX,AXMOVREG，MEMMOVAX,[0]MOVMEM，REGMOV[0],AX22MOV指令格式：MOVDST，SRC;(DST)←(SRC)說明：MOV是操作碼，DST和SRC分別是目的操作數(shù)和源操作數(shù)。執(zhí)行后，目的操作數(shù)改變，源操作數(shù)不變。指令格式舉例MOVSREG，REGMOVDS,AXMOVREG，SEGMOVAX,DSMOVSREG，MEMMOVDS,[0]MOVMEM，SREGMOV[0],DSMOVMEM，idataMOVBYTEPTR[0000H],01H23MOV指令存儲(chǔ)器傳送指令中，不允許對CS和IP進(jìn)行操作；不允許兩個(gè)存儲(chǔ)器操作數(shù)之間直接進(jìn)行信息傳送兩個(gè)段寄存器之間不能直接傳送信息，也不允許用立即尋址方式為段寄存器賦初值目的操作數(shù)，不能用立即尋址方式；操作數(shù)類型要匹配，字對字，字節(jié)對字節(jié)傳送。MOVIP,0010HMOVCS,AXMOV[1230H],[0010H]MOVAX,[0010H],MOV[1230H],AXMOVDS,SSMOVDS,1000HMOV1234H，AXMOVBX,AL24棧指令棧是一種具有特殊訪問方式的存儲(chǔ)空間，它的特殊性就在于，最后進(jìn)入這個(gè)空間的數(shù)據(jù)最先出去(后進(jìn)先出)1234在基于8086CPU編程的時(shí)候，可以通過指令將一段內(nèi)存當(dāng)作棧來使用。棧空間的使用是從高地址往低地址方向的。棧底棧頂25棧指令CPU如何知道哪一段內(nèi)存空間作為?？臻g使用？CPU如何知道棧頂?shù)奈恢茫?/p>

問題：回憶寄存器SS和SP的作用是什么任意時(shí)刻SS:SP指向棧頂元素。26棧指令PUSH和POP指令指令格式說明PUSHREG將一個(gè)寄存器中的數(shù)據(jù)入棧PUSHSREG將一個(gè)段寄存器中的數(shù)據(jù)入棧PUSHMEM將內(nèi)存單元處的字入棧POPREG將棧頂?shù)臄?shù)據(jù)送入一個(gè)寄存器中POPSREG將棧頂?shù)臄?shù)據(jù)送入一個(gè)段寄存器中POPMEM將棧頂?shù)臄?shù)據(jù)送入內(nèi)存單元兩個(gè)操作都是以字為單位進(jìn)行的27棧指令PUSHAX的執(zhí)行過程（1）(SP)=(SP)

2，SS:SP指向當(dāng)前棧頂前面的單元，以當(dāng)前棧頂上面的單元為新的棧頂;（2）將AX中的內(nèi)容送入SS:SP指向的內(nèi)存單元處，此時(shí)SS:SP指向新棧頂。1234AX28棧指令POPBX的執(zhí)行過程（1）將SS:SP指向的內(nèi)存單元處的一個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)送入BX中

;（2）(SP)=(SP)

+2，SS:SP指向當(dāng)前棧頂下面的單元，以當(dāng)前棧頂下面的單元為新的棧頂

1234BX29棧指令棧指令與MOV指令的區(qū)別PUSH和POP指令訪問的內(nèi)存單元地址不是在指令中給出的，而是由SS:SP指出的；CPU執(zhí)行MOV指令只需要一步操作；而執(zhí)行PUSH和POP指令則要分兩步，先修改SP，然后向SS:SP傳送，或先取SS:SP處的數(shù)據(jù)，后改變SP。30交換指令交換指令XCHG的作用是把一個(gè)字節(jié)或一個(gè)字的源操作數(shù)與目的操作數(shù)相交換

指令格式舉例XCHGREG，REGXCHGCL，BLXCHGREG，MEMXCHGBX，[0]XCHGMEM，REGXCHG[0]，BX31交換指令交換能在通用寄存器與累加器之間、通用寄存器之間、通用寄存器與存儲(chǔ)器之間進(jìn)行但段寄存器和立即數(shù)不能作為一個(gè)操作數(shù)，不能在累加器之間進(jìn)行。如果需要交換兩個(gè)內(nèi)存操作數(shù)，需要使用一個(gè)寄存器作為臨時(shí)存儲(chǔ)容器，并把MOV指令和XCHG指令結(jié)合起來使用MOVAX,[0100H]XCHGAX,[1000H]MOV[0100H],AX

32累加器專用傳送指令

IN指令從I/O端口輸入數(shù)據(jù)至AL或AX指令格式含義INAL，port(AL)←(port)INAX，port(AX)←(port+1)(port)INAL，DX(AL)←((DX))INAX，DX(AX)←((DX+1),(DX))33累加器專用傳送指令OUT指令將AL或AX中的內(nèi)容傳送到一個(gè)輸出端口指令格式含義OUTport，AL(AL)→(port)OUTport，AX(AX)→(port+1)(port)OUTDX，AL(AL)→((DX))OUTDX，AX(AX)→(DX+1)(DX)若端口地址超過255時(shí)，則必須用DX保存端口地址，這樣用DX作端口尋址最多可尋找64K個(gè)端口。34XLAT指令一般格式XLAT；(AL)=((DS)

×16＋(BX)

+（AL))要求：①寄存器AL的內(nèi)容作為一個(gè)256字節(jié)的表的下標(biāo)；②表的基地址在BX中；③轉(zhuǎn)換后的結(jié)果存放在AL中.35XLAT指令MOVAX，SEGTABLE； 取TABLE的段地址MOVDS，AXMOVBX，OFFSETTABLE； 取TABLE的偏移地址MOVAL，06HXLAT舉例：0AL36地址傳送指令

LEAREG，SRC功能：把源操作數(shù)SRC的地址偏移量傳送至寄存器REG。要求：①源操作數(shù)的尋址方式不能是立即數(shù)和寄存器方式；②目的操作數(shù)必須是一個(gè)16位的通用寄存器,但不能是段寄存器。LEAAX，[SI+20H]MOVAX，[SI+20H]0120HAX01ABAX假設(shè)(SI)=0100H，(DS)=0200H37地址傳送指令LDSREG16，SRC功能：將源操作數(shù)SRC的的段地址和偏移地址分別送入DS和指令所指出的寄存器REG16中要求：源操作數(shù)的尋址方式不能是立即數(shù)和寄存器方式；目的操作數(shù)是不能是段寄存器。LESREG16，SRC

這條指令除將地址指針的段地址部分送入ES外，與LDS類似38標(biāo)志位傳送指令LAHF

功能：(AH)←(FLAGS的低字節(jié))，即將標(biāo)志寄存器的低字節(jié)送寄存器AH，即狀態(tài)標(biāo)志位SF、ZF、AF、PF、CF分別送AH的D7、D6、D4、D2、D0位，而AH的第D5、D3、D1位任意。39標(biāo)志位傳送指令SAHF

功能：(FLAGS的低字節(jié))←(AH)，即將寄存器AH送標(biāo)志寄存器的低字節(jié)，即根據(jù)AH的D7、D6、D4、D2、D0位相應(yīng)設(shè)置SF、ZF、AF、PF、CF標(biāo)志。40標(biāo)志位傳送指令PUSHF功能：(SP)←(SP)?2，((SP),(SP)+1)←(FLAGS)，即將標(biāo)志寄存器的內(nèi)容壓入堆棧，同時(shí)棧頂指針SP減2。這條指令可用保護(hù)調(diào)用過程以前的標(biāo)志寄存器的值。41標(biāo)志位傳送指令POPF功能：(FLAGS)←((SP),(SP)+1)，(SP)←(SP)+2，即將棧頂字單元內(nèi)容送標(biāo)志寄存器，同時(shí)棧頂指針SP加2。該指令用于在過程返回以后恢復(fù)標(biāo)志狀態(tài)。423.2指令系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳送指令1算術(shù)運(yùn)算指令2邏輯運(yùn)算指令3移位指令和循環(huán)移位指令4處理器控制指令5433.2.2算術(shù)運(yùn)算指令加法指令減法指令乘除法指令符號擴(kuò)展指令十進(jìn)制調(diào)整指令44加法指令：ADDADD指令A(yù)DDDST，SCR；(DST)←(DST)+(SCR)指令格式舉例ADDREG，idataADDAX,8ADDREG，REGADDAX,BXADDREG，MEMADDAX,[0]ADDMEM，REGADD[0],ALADDMEM，idataADDWORDPTR[0000H],1234H

45加法指令：ADCADCDST，SCR；(DST)←(DST)+(SCR)+(CF)例：將存儲(chǔ)在DS:0000處的4字節(jié)數(shù)12345678H與DS:0010處的4字節(jié)數(shù)00ABCDEFH相加，結(jié)果放在DS:0020處46加法指令：ADC47MOV AX,[0000H]ADD AX,[0010H]；低2字節(jié)相加MOV [0020H],AX；低2字節(jié)相加結(jié)果送DS:0020H處MOV AX,[0002H]；取高2字節(jié)數(shù)據(jù)ADC AX,[0012H];

高2字節(jié)相加MOV [0022H],AX；高2字節(jié)相加結(jié)果送DS:0022H處48加法指令：INCINCDST；(DST)←(DST)+1指令格式舉例INCREG16INCAXINCREG8INCBLINCMEMINCVAR；VAR是變量49減法指令SUB指令SUBDST，SCR；(DST)←(DST)?(SCR)SBB指令SBBDST，SCR；(DST)←(DST)?(SCR)?(CF)

DEC指令DECDST；(DST)←(DST)?150減法指令NEG指令NEGDST；(DST)←0?(DST)CMP指令CMPDST，SCR；(DST)?(SCR)完成兩個(gè)操作數(shù)相減，使結(jié)果反映在標(biāo)志位上，但并不送回結(jié)果(即不帶回送的減法)。比較指令主要用于比較兩個(gè)數(shù)之間的關(guān)系。51乘法指令無符號乘法指令MUL

MULSRC①若SRC為字節(jié)，則默認(rèn)被乘數(shù)在AL中，得到的16位積默認(rèn)在AX中，即：

(AX)←(AL)×(SRC)②若SRC為字，則默認(rèn)被乘數(shù)在AX中，得到的32位積默認(rèn)在DX，AX中，即：

(DX，AX)←(AL)×(SRC)MUL指令影響CF位和OF位，若相乘后的結(jié)果中高16位(16位乘法)或高8位(8位乘法)均為0時(shí)，CF和OF均被置為0，否則CF和OF均被置為1。

52乘法指令帶符號乘法指令I(lǐng)MUL

IMULSRC同MUL一樣可以進(jìn)行字節(jié)與字節(jié)、字和字的乘法運(yùn)算。結(jié)果放在AX或DX，AX中。當(dāng)結(jié)果的高半部分不是結(jié)果的低半部分的符號擴(kuò)展(見CWB和CWD指令)時(shí)，標(biāo)志位CF和OF將置位。53除法指令無符號數(shù)除法指令DIVDIVSRC①若SRC為字節(jié)，則默認(rèn)被除數(shù)在AX中，得到的8位商在AL中余數(shù)在AH中，即：(AX)÷(SRC)→AL,AH②若SRC為字，則默認(rèn)被除數(shù)在DX，AX中，得到的16位商在AX中余數(shù)在DX中，即：(DX,AX)÷(SRC)→AX,DX如果除數(shù)為零，或商的結(jié)果超出相應(yīng)寄存器的范圍，則在內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)類型0的中斷。54除法指令帶符號數(shù)除法指令I(lǐng)DIVIDIVSRC執(zhí)行過程同DIV指令，但I(xiàn)DIV指令認(rèn)為操作數(shù)的最高位為符號位，除法運(yùn)算的結(jié)果商的最高位也為符號位。55符號擴(kuò)展指令應(yīng)該將長度短的數(shù)擴(kuò)展成與長度長的數(shù)位數(shù)相同后再計(jì)算。BX=0101H;+129AL=10H;-128字?jǐn)?shù)據(jù)與字節(jié)數(shù)據(jù)之間的運(yùn)算如何進(jìn)行？問題的提出BX=0101H;+129AX=1110H;-128符號擴(kuò)展56符號擴(kuò)展指令字節(jié)擴(kuò)展指令CBW該指令執(zhí)行時(shí)將AL的符號擴(kuò)展到AH，即若D7=0，則AH=0；否則AH=0FFH。字?jǐn)U展指令CWD該指令執(zhí)行時(shí)將AX的符號擴(kuò)展到DX，即若D15=0，則DX=0；否則DX=0FFFFH。CBWADDAX，BXBX=0101H;+129AL=10H;-12857十進(jìn)制調(diào)整指令

十進(jìn)制數(shù)25D壓縮BCD數(shù)25H非壓縮BCD數(shù)0205H指令格式指令說明DAA壓縮的BCD碼加法調(diào)整DAS壓縮的BCD碼減法調(diào)整AAA非壓縮的BCD碼加法調(diào)整AAS非壓縮的BCD碼減法調(diào)整AAM乘法后的BCD碼調(diào)整AAD除法前的BCD碼調(diào)整58十進(jìn)制調(diào)整指令舉例AL=28H，BL=68HADDAL，BLDAAAL=90HAL=96HAL=07H，BL=09HAAMAX=003FHAX=0603H

MOVAX,0307HAADMOVBL,5DIVBL請分析以下指令的執(zhí)行結(jié)果MULBL593.2指令系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳送指令1算術(shù)運(yùn)算指令2邏輯運(yùn)算指令3移位指令和循環(huán)移位指令4處理器控制指令5603.2.3邏輯運(yùn)算指令A(yù)ND指令OR指令XOR指令TEST指令NOT指令61AND指令A(yù)DDDST，SRC;(DST)←(DST)∧(SRC)

對源操作數(shù)SRC和目的操作數(shù)DST進(jìn)行按位的邏輯“與”運(yùn)算，結(jié)果送回目的DST。源操作數(shù)可以為立即數(shù)，通用寄存器和任一尋址方式所指定的內(nèi)存單元;目的操作數(shù)可以為通用寄存器和任意尋址方式所指定的內(nèi)存單元，但不允許是立即數(shù);當(dāng)源操作數(shù)不是立即數(shù)時(shí)，兩個(gè)操作數(shù)中必須有一個(gè)是寄存器。MOVAL，01100011BANDAL，00110011B執(zhí)行后(AL)=00100011B62AND指令A(yù)ND指令可以將操作對象的相應(yīng)位設(shè)為0，其他位不變。將AL的第3位設(shè)為0的指令是：ANDAL，11110111B將AL的第0位設(shè)為0的指令是:

ANDAL，11111110B將AL的低4位清零指令是：

ANDAL，0F0HAND指令提供了一種把小寫字母轉(zhuǎn)換成大寫字母的簡單方法。01100001=61H（’a’）01000001=41H（’A’）只要將任何字符與1101111相與，則第5位被清零，其他位不變。63OR

指令ORDST，SRC;(DST)←(DST)∨(SRC)

對源操作數(shù)SRC和目的操作數(shù)DST進(jìn)行按位的邏輯“或”運(yùn)算，結(jié)果送回目的DST。MOVAL，01100011BORAL，00110011B執(zhí)行后(AL)=01110011

BOR指令可以將操作對象的相應(yīng)位設(shè)為1，其他位不變。將AL的第3位設(shè)為1的指令是：ORAL，00001000B將AL的第0位設(shè)為1的指令是:

ORAL，00000001B將AL的低4位設(shè)為1的指令是：

ORAL，0FHOR指令可以把0~9之間的整數(shù)轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的ASCII碼數(shù)字字符，方法是把第4位和第5位置1。64XOR指令XORDST，SRC;(DST)←(DST)

(SRC)

對源操作數(shù)SRC和目的操作數(shù)DST進(jìn)行按位的邏輯“異或”運(yùn)算，結(jié)果送回目的DST。MOVAL，01100011BXORAL，00110011B執(zhí)行后(AL)=01010000

BXOR指令可以將操作對象的相應(yīng)位取反，其他位不變。將AL的第3位設(shè)為1的指令是：XORAL，00001000B將AL的第0位設(shè)為1的指令是:

XORAL，00000001B將AL的低4位設(shè)為1的指令是：

XORAL，0FH65TEST指令TESTOPR1，OPR2;(OPR1)∧(OPR2)對操作數(shù)OPR1和OPR2進(jìn)行按位的邏輯“與”運(yùn)算，結(jié)果只體現(xiàn)在標(biāo)志位上，不改變操作數(shù)的值。TEST與AND的關(guān)系類似于CMP與SUB的關(guān)系。利用TEST可以測試操作對象的相應(yīng)位是否為0。

測試AL的第3位是否為0：TESTAL，11110111B一般TEST指令后面會(huì)跟一個(gè)條件轉(zhuǎn)移指令(見4.3.2節(jié))。66NOT指令對操作數(shù)DST的各位按位取反

MOVAL，01100011BNOTAL執(zhí)行后AL=10011100

BNOTDST;(OPR)←(OPR)673.2指令系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳送指令1算術(shù)運(yùn)算指令2邏輯運(yùn)算指令3移位指令和循環(huán)移位指令4處理器控制指令568移位指令SHL/SALDST,CNTSHRDST,CNTSARDST,CNT