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1、微机原理与接口技术,1,第3章 80 x86指令系统,计算机能识别并执行的基本操作命令称为 计算机指令 计算机所能执行的全部指令的集合称为 指令系统 而程序由按一定顺序排列的指令序列构成。,2,【本章内容提要】,3.1 指令的基本格式,3.2 8086/8088寻址方式,3.3 8086/8088的指令系统,3.4 80 x86的指令扩充（了解内容）,3,3.1 指令的基本格式,3.1.1 指令分类 3.1.2 指令格式,4,3.1.1 指令分类,计算机指令是指计算机所能识别并执行的基本操作命令，这些全部操作命令的集合被称为计算机的指令系统。 对于不同类型的微处理器，其指令系统各不相同。808
2、6指令系统是80 x86系列微处理器的基础指令系统，8086后续微处理器均继承了此指令系统，并在此基础上进行了扩充。,5,8086指令系统按功能可以分为六大类，分别是：,数据传送类指令 算术运算类指令 逻辑运算与移位类指令 字符串操作指令 程序控制类指令 处理器控制类指令,6,由于计算机指令实质上均为二进制形式，其缺点是不便于理解和记忆。 为此，人们发明了助记符来辅助记忆和书写指令，这就是汇编指令。,机器指令：指令的二进制代码形式。 如：89D8H 汇编指令：助记符形式的指令。 如：MOV AX，BX,7,3.1.2 指令格式,计算机指令通常由操作码和操作数两部分组成，其格式如下： 操作码 目
3、的操作数 ,源操作数 在8086指令系统中，操作码的长度一般为12个字节，指令的总长度一般为16个字节。,8,我们把一条指令中所包含的二进制代码的位数称为指令字长，它通常是机器字长的一倍、两倍、多倍或半倍。 另外，即使对于同一条指令，由于其操作数寻址方式的不同，其长度也是变化的，这样的指令被称为不定长指令。 反之，如果某些指令长度始终不变，我们则称其为定长指令。,9,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。说明计算机要执行哪种操作，如传送、运算、移位、跳转等操作 例：加法操作助记符ADD； 数据传送操作助记符MOV； 比较操作助记符CMP 操作数：可由编程人员采用不同方式给
4、出。 寻址方式：寻找操作数(操作数地址)的方式； 指令格式：指令中对操作码、操作数的编码方式。,10,1. 8086指令中操作数的个数可以有以下几种情况 无操作数指令，例：等待指令 WAIT 单操作数指令，例：加1指令 INC AL 双操作数指令， 例：减法指令 SUB AL，BL 源操作数：后者(BL) 目的操作数：前者(AL),操作数,11,操作数,2、操作数存放地点，可以有以下几种：,立即数：操作数直接包含在指令中。 例：MOV AL，50H,寄存器操作数：操作数存放在寄存器中。 例：INC AL,内存操作数：操作数存放在内存单元中。 例：MOV AL，2000H,I/O操作数：操作数来
5、自I/O端口。 例：IN AL，28H,12,3.1 指令的基本格式,3.2 8086/8088寻址方式,3.3 8086/8088的指令系统,13,3.2 8086/8088寻址方式,在8086/8088指令中，操作数可以存放在存储器、寄存器或指令中。 要执行指令，就要通过操作数存放的地址找到操作数，我们把指令中寻找操作数的方式称为寻址方式。,14,8086/8088的寻址方式,15,8086/8088的寻址方式,16,1立即寻址(Immediate Addressing),指令中直接给出指令的操作数（跟在操作码的后面），取出指令的同时就可以获得操作数，这种寻址方式称为立即寻址，这种操作数称
6、为立即数。 源操作数以8位或16位常数的形式直接出现在指令中。一般用于赋值。,8086/8088的非存储器寻址方式,17,【例3-1】,例： MOV AL，E,指令执行后:,（AL）= 45H,18,19,2寄存器寻址(Register Addressing),操作数存放在某个寄存器内，在指令中直接给出寄存器的名字，这种寻址方式称为寄存器寻址。 源寄存器和目的寄存器的位数必须一致。 例如，MOV CL, BX是一条非法指令。,20,【例3-2】,MOV AX, BX ;源操作数和目的操作数都是寄存器寻址方式，指令执行后，(AX)(BX)，BX中的内容不变。 MOV AL, AH ;源操作数和目
7、的操作数都是寄存器寻址方式，指令执行后，;(AL)(AH)，AH中的内容不变。 MOV AX, 1234H ;目的操作数是寄存器寻址方式,21,【例】下列程序执行后，（AX）=？，（BX）=？ MOV AX，1234H MOV BX，5678H ADD AX，BX,执行：1234HAX,执行后：（AX）=68ACH，（BX）=5678H,5678HBX,（AX）+（BX）AX,22,3、固定寻址（隐含寻址） (Inherent Addressing) 操作数并不直接出现在指令中，而是由操作码隐含地指定为某一固定内容。 例： PUSH DS ；目的操作数隐含为栈顶字单元 POP BX ；源操作数
8、隐含为栈顶字单元 LAHF ；源操作数隐含为标志寄存器低字节 ；目的操作数隐含为寄存器AH,23,4、I/O端口寻址(P84) 仅用于输入/输出指令IN、OUT。 长格式I/O寻址端口地址在8位以内，端口地址直接做操作数。可寻址的I/O空间为256字节。例： IN AX，43H OUT 0FH，AL 短格式I/O寻址端口地址16位，固定使用DX做操作数，DX的值就是该16位端口的地址。可寻址的I/O空间为65536字节。 例： IN AL，DX OUT DX，AX,24,8086/8088的存储器寻址(Memory Addressing)方式,除上述寻址方式外，以下各种寻址方式，操作数都在除代
9、码段之外的存储区中。通过不同的寻址方式，获得操作数地址，从而取得操作数。 操作数的物理地址等于段基址左移4位，再加上偏移地址。下面主要解决的问题是如何得到操作数的偏移地址。在8086/8088里，将操作数的偏移地址又称为有效地址（effective address，即EA），因此以下的各种寻址方式即为求有效地址（EA）的不同途径。,25,8086/8088指令中有效地址（EA）由以下3部分组成： 位移量（displacement）：存放在指令中的一个8位或16位的数，但它不是立即数，而是一个地址； 基址（base）：存放在基址寄存器（BX、BP）中的内容。它是有效地址中的基址部分，通常用于指向
10、数据段中数组或字符串的首地址。 变址（index）：存放在变址寄存器（SI、DI）中的内容。通常用来指向数组中某个元素或字符串的某个字符。有效地址（EA）可以用下列式子表示： EA=基址变址位移量 有效地址BX/BPSI/DI8/16位位移量 段地址对应BP基址寄存器默认是SS，其它默认是DS ；可用段超越前缀改变 根据有效地址中含有的成分不同，分别构成不同的寻址方式,26,1直接寻址(Direct Addressing),操作数存放在存储器中，指令中直接给出操作数所在存储单元的偏移地址，这种寻址方式称为直接寻址。 默认情况下，操作数存放在数据段中。要使用其他段中操作数，则应在指令中增加段前缀
11、（称为段超越），如ES：2000H等。 寻址时，用于存放操作数的存储单元的物理地址为：段地址16（即左移四位）偏移地址。,8086/8088的存储器寻址方式,27,【例3-3】,MOV AX, 2000H ;将DS段偏移量为2000H中内容送入AX寄存器 MOV AX, ES:2000H ;将ES段偏移量为2000H中内容送入AX,28,29,在程序中，直接地址通常用内存变量名来表示，如：MOV BX, VARW，其中，VARW是内存字变量。 例如： MOV AX, BUFFER 表示把BUFFER中存放的数据送入AX寄存器。另外，该指令也可写成如下形式，二者是等效的: MOV AX, BUF
12、FER,试比较下列指令中源操作数的寻址方式（VARW是内存字变量）：,30,2. 寄存器间接寻址 (Register Indirect Addressing),操作数在存储器中，操作数的有效地址用SI、DI、BX和BP等四个寄存器之一来指定，称这种寻址方式为寄存器间接寻址。,31,若指令中指定的寄存器是SI、DI和BX，则操作数默认存放在当前数据段DS中； 若指令中指定的寄存器是BP，则操作数默认存放在当前堆栈段SS中 。,32,33,34,【例3-5】,已知：(DS)3000H，(BX)1100H，(31100H)3412H，执行指令： MOV AX, BX 操作数的物理地址为： (DS)1
13、6(BX)3000H161100H31100H 指令执行后(AX)3412H。,35,3寄存器相对寻址(Register Relative Addressing),操作数在存储器中，其有效地址是一个基址寄存器（BX、BP）或变址寄存器（SI、DI）的内容和指令中的8位/16位偏移量之和。这种寻址方式称为寄存器相对寻址。 操作数的物理地址为： 段地址16(寄存器)偏移量。,36,【例3-6】,已知：(DS)3000H，(BX)1000H，COUNT2000H，(33000H)13H，(33001H)24H，执行指令： MOV AX, COUNTBX 操作数的物理地址为： (DS)16(BX)CO
14、UNT 3000H161000H2000H 33000H 指令执行后，(AX)2413H。,37,4基址加变址寻址(Based Indexed Addressing),操作数存放在存储器中，指令中基址寄存器（BX或BP）的内容加上变址寄存器（SI或DI）的内容作为操作数的偏移地址，这种寻址方式称为基址加变址寻址。 操作数的物理地址为：段地址16（基址寄存器）（变址寄存器）。 基址加变址寻址方式可使用段超越前缀， 例如：MOV CL,ES:BXSI,38,【例3-7】,已知：(DS)3000H，(BX)1000H，(DI)2000H，(33000H)13H，(33001H)24H，执行指令： M
15、OV AX, BXDI 或写为 MOV AX, BX+DI 操作数的物理地址为： (DS)16(BX)(DI) 3000H161000H2000H 33000H 指令执行后，(AX)2413H。,39,5相对基址加变址寻址(Relative Based Indexed Addressing),操作数存放在存储器中，指令中基址寄存器（BX或BP）的内容加上变址寄存器（SI或DI）的内容，再加上指令中给出的偏移量作为操作数的偏移地址，这种寻址方式称为相对基址加变址寻址。 操作数的物理地址为： 段地址16（基址寄存器）（变址寄存器）偏移量。,40,操作数EABX或BP值 SI或DI值位移量,例：MO
16、V BX+DI+4，CX 其它等效写法： MOV BX+DI4，CX MOV 4BX+DI，CX MOV BXDI4，CX MOV 4BXDI，CX,41,【例3-8】,已知：(DS)3000H，(BX)1000H，(DI)2000H，COUNT100H，(33100H)12H，(33101H)34H， 指令：MOV AX, COUNTBXDI 操作数的物理地址为： (DS)16COUNT(BX)(DI) 3000H16100H1000H2000H 33100H 指令执行后，(AX)3412H。,42,凡是使用寄存器为BX、SI、DI时，其默认段为DS，使用BP时，默认段为SS。该规定为系统默认状态。当要否定默认状态，到非约定段寻找操作数时，必须用跨段前缀指明操作数的段寄存器名。 汇编格式：段寄存器名：操作数地址。 冒号“：”之前的段寄存器名指明操作数所在的段。 【例 】 MOV AX，DS：BP MOV CX，SS：SI 该例中，DS：，SS：均为跨段前缀，此时默认状态无效，操作数的物理地址
