机器语言指令概况

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1、补充：IBM PC 机的机器语言指令概况 由于时间关系，这些补充内容就不讲了 机器语言指令由操作码和地址码两部分组成。 1.操作码的机器语言表示 IBM PC 机的机器语言指令是多字节指令，一条指令可以 由17个字节组成。这些字节包括以下三个字段。（1）OP（操作码）字段：它通常用指令的第一个字节表示，如8位还不够，还可 能占有第二个字节中的3位，除此以外的其他字节则用来表示 地址码。操作码表示了指令规定的操作种类和两个操作数的 来源。OPdw1（2）d（方向）字段（Bit1）：只在双操作数指令中才有效。 1) 若d=1，表示目的操作数由REG字段确定，而源操作数 则由MOD和R/M字段确定。

2、 2) 若d=0，表示目的操作数由MOD和R/M字段确定，而源 操作数则由REG字段确定。 （3）W（字/字节）字段（Bit0）：1) 当W=1时，表示两个操作数为字.2) 当W=0时，表示两个操作数为字节。 另外，当使用立即方式寻址时，操作码中用S位表示符号扩展：如立即数为8位，但要求扩展成16位时，S位为1。因此，当指 令做字节操作时，SW=00；当指令有16位立即数且作字操作时 SW=01；而当指令有8位立即数但需要经符号扩展成16位立即数 作字操作时，则SW=11。22.寻址方式的机器语言表示 IBM PC机用一个寻址方式字节表示操作数的寻 址方式，它通常是机器指令的第二个字节。寻址

3、方式字节可表示如下： 其中reg表示寄存器方式，在双操作数指令的 情况下规定必须有一个操作数在寄存器中，该寄 存器由reg字段指定。它与操作码字节中的W位相 结合确定的寄存器如表1所示。 Mod字段与r/m字段结合在一起确定另一个操作 数的寻址方式。 Mod=11为寄存器方式，由r/m的内容确定选用 哪个寄存器，具体值由表2确定。modregr/m3表1 reg字段所对应的寄存器45 其他三种寻址方式则为操作数在存储器中时的 寻址方式，由表2表示，下面分别加以说明： Mod=00为无位移量字节的存储器寻址方式。 其中当r/m=110时指定为直接寻址方式，此时寻 址方式字节之后跟16位位移量D1

4、6，用来指出操 作数的有效地址。 Mod=01为带有一个位移量字节的存储器寻址 方式，因此指令中应有 其中D8为8位位移量，是带符号数，当用来计 算有效地址时，可自动将符号扩展到16位。01 Reg r/mD86 Mod=10为带有二个位移量字节的存储器寻址方 式，因此指令中有 其中D16为16位位移量，它也是带符号数。 表2中每项下的段寄存器是指无段跨越前缀的 情况下所使用的隐含的段寄存器。如果指令中指 定段跨越前缀的情况下所使用的隐含的段寄存器 。如果指令中指定段跨越前缀，则在机器语言中 使用放在指令之前的一个字节来表示，如下所示 ： 其中001及110均为段前缀标志，SEG则指定四 个段

5、寄存器中的一个，如表3.3所示。01 Reg r/mD16 低位D16 高位001SEG1107表3 SEG字段所对应的段寄存器 SEG段寄存器00ES01CS10SS11DS8 IBM PC机规定下列三种情况下不允许使用段跨越 前缀： 1。访问堆栈的指令（如PUSH和CALL等）使用SP 作为偏移地址指针，只能使用SS作为段寄存器。 2。串处理指令规定源寄存器使用SI，源串在DS 段中，目的寄存器使用DI，目的串必须在ES段中 。这里如果要用段跨越前缀则只能用于源而不能 用于目的，也就是说，SI可以更换段寄存器，而 DI则只能使用ES作为段寄存器，不允许用段跨越 前缀更换。 指令只能存放在代

6、码段中。93.加法的机器指令举例加法指令格式：ADD DEST，SRC 指令功能：将源操作数与目的操作数相加，结果送到目的地 址中。并根据相加结果设置标志寄存器的OF、SF、ZF、AF 、PF和CF标志位。DEST（DEST）+（SRC）根据不同的寻址方式，加法指令可以有三种格式： ADD mem/reg1,mem/reg2其中mem/reg1表示目的操作数地址，mem/reg2表示源操作数 地址，它们都可以指定一个寄存器或一个存储单元的内容作 为操作数。这些操作数可以是8位的或16位的，它们可同时 指定两个寄存器，但不能同时指定两个存储单元，因此它的 工作方式可以是以下三种方式中的一种： 1

7、0 A)寄存器与寄存器的内容相加，结果存入寄存器中 。 B)寄存器与存储单元的内容相加，结果存入存储单 元中。 C)存储单元与寄存器的内容相加，结果存入寄存器 中。 这种寻址方式的机器语言为： 其中000000为操作码。W=0为字节运算；w=1为字运 算。D=0时，由mod、r/m决定目的mem/reg1，reg决定 源mem/reg2；d=1时，由mod、r/m决定源 mem/reg2,reg决定目的mem/reg1,虚线框中的位移量 根据寻址方式确定其有无。0 0 0 0 0 0 d wmod reg r/m11 2. ADD mem/reg,data 把存储在代码段中的立即数与指定的寄存

8、器或 存储单元的内容相加，结果存放于寄存器或存储 单元中。指令的机器语言为： 其中第一字节的100000及第二字节的000均为 操作码。W=0时作字节运算；w=1时作字运算。当 w=0时，S位无效；当w=1时，S=0时立即数为16位 ；而S=1时由8位立即数的低位符号扩展形成16位 立即数。位移量则根据寻址方式确定其有无。1 0 0 0 0 0 s wmod 0 0 0 r/m12 3. ADD ac,data 把存储在代码段中的立即数与AL（W=0时）或 AX（W=1时）中的内容相加，结果送回AL或AX中 。指令的机器语言为： 其中000001为操作码，S位指定为0。W=0时为 字节操作，使

9、用AL寄存器；W=1时为字操作，使 用AX寄存器。当W=1时有data高位字节。 下面用具体例子来说明加法指令的几种寻址方 式及其机器语言表示：0 0 0 0 0 1 0 w13 例 ADD CL,BH 机器语言为： 如指令执行前: (CL)=29H, (BH)=4DH,则指令 执行后（CL）=76H，（BH）则保持原值不变。 注：这是采用第一种指令格式REG为目的操作数字节运算寄存器方式Reg CLR/m BH14 例 ADD BH，CL 机器语言为： 如指令执行前： （CL）=29H，（BH）=4DH ，则指令执行后（BH）=76H，而（CL）则保持 原值不变。Reg 为 目 的 操 作

10、数字 节 运 算寄 存 器 方 式Reg BHR/m CL15 例 ADD DISPBXDI，DX 机器语言为： 如指令执行前： （BX）=0892H，（DI）=59A3H，（DS ）=2000H，（DX）=04EDH，（2857A）=0029H可求得目的操作数地址 =20000+0892+59A3+2345=2857AH 指令执行后，（2857AH）=0029+04ED=0516H，（DX） 的内容则不变。Reg 为源 操作 数字 运 算Reg DXEA=（BX）+（DI）+D16低位在前16 例 ADD DISPBXDI，-105D 机器语言为： 如指令执行前（2857A）=0029H，低

11、位立即数 经符号扩展后为0FF97H，则指令执行后（2857A ）=0029+0FF97=0FFC0H。低位数据符号扩展字 操 作EA=(BX)+(DI)+D1617 例 ADD AX，0123H 机器指令为： 如指令执行前（AX）=4567H，则指令执行后（AX） =4567+0123=468AH。这里的机器指令为长格式（格式2）的表 示法，这条指令也可用短格式（格式3）表示为： 从上面的例子可以看出，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储空间。16 位 立 即 数寄 存 器 方 式R/m AX16 位 立 即 数183.2 程序占有的空间和执行时间 由于指令是存储在

12、存储器中的，因此运算器要执行指令就 需要先访问存储器，把指令取到控制器中进行分析。 一方面，80X86的机器指令是可变字节指令，即不同指令 或不同寻址方式的机器指令长度不同。一条16位格式指令的 长度可为17个字节，32位指令则可达14个字节，如计入前 缀字节长度还会增加。这样程序量越大，占有的存储空间也 越大。 另一方面，当程序在计算机上运行时，访问存储器取得操 作数或存放结果需要时间。运算器执行指令也需要时间，一 条指令的执行时间是取指令、取操作数、执行指令及传送结 果各个阶段所需时间的总和。 完成同样功能的不同程序，可能在占有存储空间和执行时 间上有很大差别。因此，在编程时，如果对程序所

13、占有的空 间或程序的执行时间要求不高，那就只要根据题意编制出合 乎要求的程序就可以了。 193.3 80X86的指令系统80X86的指令系统可以分为以下6组： 数据传送指令 算术指令 逻辑指令 串处理指令 控制转移指令 处理机控制与杂项操作指令203.3.1数据传送指令 数据传送指令负责把数据、地址或立即数传送 到寄存器或存储单元中。它又可分为五种。 1.通用数据传送指令MOV传送MOVSX带符号扩展传送MOVZX带零扩展传送PUSH进栈POP出栈PUSHA/PUSHAD所有寄存器进栈POPA/POPAD所有寄存器出栈XCHG交换21(1) Mov传送指令指令助记符 MOV 指令格式： MOV

14、 DEST，SRC指令功能：将源操作数送到目的地址中。指令执行完 后只改变目的操作数的内容，源操作数保持不变。指令执行完后状态标志位不受影响。 数据传送指令注意几点：1）MOV指令的两个操作数可以同时是字节或字2）目的操作数不能为立即数3）两个操作数不能同时为存储器操作数。 4）立即数不能直接传送给段寄存器5）段寄存器之间不能直接传送数据22 MOV指令的机器语言可以有7种格式： 1) MOV mem/reg1,mem/reg2当然双操作数指令不允许两个操作数都使用存储器，因而两 个操作数中必须有一个是寄存器。不允许指定段寄存器。 2)MOV reg,data不允许指定段寄存器。 3)MOV

15、ac, mem 4)MOV mem,ac 5)MOV segreg,mem/reg不允许使用CS寄存器，这条指令执行完后不响应中断，要等 下一条指令执行完后才可能响应中断。 6)MOV mem/reg,segreg 7)MOV mem/reg,data这种方式的目的操作数只用存储器寻址方式不用寄存器方式 。mem:存储器； regi:任意寄存器；reg:指定寄存器 data:立即数 ac:累加器； segreg:段寄存器23数据传送指令MOV例：将立即数传送到通用寄存器MOVAL，1FHMOVAX，2345H例：将立即数传送到存储器中MOV DA_BYTE，0FEH MOV ARYBX，1234H例：寄存器之间的数据传送MOV AH，BLMOVDS，AX例：寄存器与存储器之间的数据传送MOV CL，DA_BYTE MOVTABBXDI，AX24例3.20 MOV AX, DATA_SEGMOV DS, AX 段地址必须通过寄存器（如AX寄存器）送到DS寄存器。 例3.21 MOV AL, E把立即数（字符E的ASCII码）送到AL寄存器。 例3.22 MOV BX, OFFSET TABLE