《微机原理与接口技术 第二版 教学课件 ppt 作者 郑博仁 邹纯递 第4章 指 令 系 统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机原理与接口技术 第二版 教学课件 ppt 作者 郑博仁 邹纯递 第4章 指 令 系 统（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章 指 令 系 统,前面几章介绍了CPU的基本知识，本章主要介绍80x86的寻址方式和指令系统。本章是学习汇编程序设计语言的基础。只有学好了寻址方式和指令系统，才能够真正了解汇编程序的含义，读懂别人写的汇编程序，进而写出自己的汇编语言程序。,【学习目标】, 掌握80x86常见的寻址方式。 掌握80x86指令的基本格式。 掌握80x86的指令系统。,4.1 指令格式,4.1.1 指令格式 4.1.2 指令编码格式,计算机是通过指令来工作的，不同的计算机有不同的指令，80x86与早期8位的CPU相比，指令更丰富、功能更强大。为了减少指令所占的存储空间，提高指令执行速度，每条指令应尽量简短，80
2、x86采用最多5字节的指令格式。本节主要介绍80x86的指令格式和指令编码格式。,4.1.1 指令格式,指令格式是指指令在源程序中的书写格式，指令的基本格式为： 标号： 助记符 操作数 ；注释 下面对格式中的各部分作简单的解释。 1标号 标号是某条指令所存单元的符号地址，其后要跟冒号。标号一般是由字母开头，允许使用字母、数字及特殊字符（？、*、_、$）；不允许使用保留字（关键字），例如ADD、MOV、EDN等。 2助记符 助记符指令的操作码，即指示要发生什么动作。例如“MOVAL，12H”中的助记符是MOV，是动词MOVE的简写，意思是将12H送到AL中。,3操作数 指令中可以无操作数，也可以
3、有13个操作数，操作数之间用逗号隔开， 例如： MOV DEST,SRC 为数据传送指令。SRC表示源操作数，DEST表示目的操作数。数据流动的方向是由源操作数传送到目的操作数。操作数可以是寄存器操作数或存储器操作数。有关操作数的说明如下。 通用寄存器操作数（REG）：包括8位寄存器AL、AH、BL、BH、CL、CH、DL、DH；16位寄存器AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP；32位寄存器EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、EDI、ESP、EBP。, 存储器操作数（MEM）：间接寻址时16位寻址寄存器包括BX、BP、SI、DI；32位寻址寄存器包括EAX、EBX、ECX、EDX
4、、ESI、EDI、EBP。其中BX、SI、DI、EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、EDI对应的默认段寄存器为DS；BP、EBP对应的默认段寄存器为SS。 存储器操作数默认的数据类型：在16位指令模式时为字类型，在32位指令模式时为双字类型。在使用中，如果要改变字类型，应使用伪指令PTR来定义，即： 字节类型 BYTE PTRREG 字类型 WORD PTRREG 双字类型 DWORD PTRREG, 段寄存器操作数（SEG）：为16位段寄存器，包括CS、DS、ES、SS、FS、GS。 立即数（Imm）：只允许作为源操作数，其数据类型由目的操作数决定。 4注释 注释由分号（；）开始，用来对
5、指令的功能加以说明，使程序便于阅读，汇编程序对它不进行处理。,4.1.2 指令编码格式,1前缀 指令前缀为地址长度前缀和操作数长度前缀。为了实现80x86系列的兼容性，在实地址方式和保护方式下均可执行16位或32位指令。在汇编程序中，为某些指令附加指令前缀可以将指令操作数或地址长度由16位转移到32位，也可以由32位转移到16位。,2操作码及寻址方式 操作码及寻址方式属于指令中最基本的组成部分，指令编码的格式为： 第一字节第二字节 （1）操作码：规定处理器执行的操作。如传送、加、减等，具体操作采用编码表示。 （2）D位：规定数据流的方向。为第二字节指定R/M域和REG域之间数据流动的方向。 （
6、3）W位：规定操作数长度是字节、字或双字。,（4）MOD域：选择寻址类型，指定R/M域为寄存器还是存储器。如为存储器，还要指定是否有偏移量。MOD占两位，有以下4种情况。 MOD=00为无相对量字节的内存寻址方式。 MOD=01为带一个字节相对量的内存寻址方式，在寻址方式字节后紧跟的是一字节的相对值。 MOD=10为带两个字节相对量的内存寻址方式，在寻址方式字节后紧跟的是二字节的相对值。 MOD=11为寄存器寻址，由R/M域确定选用哪个寄存器。 （5）REG域：采用位编码表示8个寄存器。它需要与指令操作码中的W位结合。 （6）R/M域：表示寄存器或存储器，由MOD域指定。如为寄存器，则与REG
7、域相同；如为存储器，则表示8种寻址方式。,4.2 寻址方式,寻址方式是指指令中寻找操作数的方式，一般有3种寻址方式。 与数据有关的寻址方式。 与转移指令或过程调用指令有关的寻址方式。 与输入/输出（IN/OUT）指令有关的寻址方式。,1立即寻址 操作数包含在指令中，作为指令的一部分存放在代码段中。操作数（又称立即数）的存放形式为：数据高位存放在地址高位存储单元，数据低位存放在地址低位存储单元。 2寄存器寻址 操作数在CPU内部的寄存器中，操作数可以是8位、16位或32位通用寄存器，也可以是16位段寄存器。 3存储器寻址 操作数在存储器中，指令以某种方式给出操作数在存储器中的地址。操作数地址可以
8、在指令中直接给出，也可以在寄存器中间接给出。存放地址的寄存器可以是16位或32位的通用寄存器。,4.3 指令系统,4.3.1 数据传送指令 4.3.2 堆栈操作指令 4.3.3 算术运算指令 4.3.4 逻辑运算指令 4.3.5 控制转移类指令 4.3.6 串处理指令 4.3.7 处理器控制指令,4.3.1 数据传送指令,数据传送指令包括：通用数据传送指令、地址传送指令、标志寄存器传送指令、符号扩展指令、扩展传送指令等。对于汇编程序来说，数据传送指令是最基本的、使用最频繁的指令。,1传送指令 传送指令是使用最频繁的指令。 2扩展传送指令 该指令是对传送指令MOV的扩展。 格式：MOVSX DE
9、ST，SRC MOVZX DEST，SRC 3交换指令 交换指令有两种格式。 格式1：XCHG OPR1， OPR2 功能：交换操作数OPR1和OPR2的值，操作数数据类型为字节、字或双字。允许通用寄存器之间、通用寄存器和存储器之间交换数据。,4.3.2 堆栈操作指令,1压栈指令 压栈指令有两种格式。 格式1：PUSH SRC 功能：将源操作数压入堆栈，源操作数允许为16位或32位通用寄存器、存储器或立即数以及16位段寄存器。当操作数的数据类型为字类型时，压栈操作使SP的值减2；当数据类型为双字类型时，压栈操作使SP的值减4。 2出栈指令 出栈指令有两种格式。 格式1：POP DEST 功能：
10、从栈顶弾出操作数传送给目的操作数。目的操作数允许为16位或32位通用寄存器、存储器和16位段寄存器。当操作数的数据类型为字类型时，出栈操作使SP加2；当操作数的数据类型为双字类型时，出栈操作使SP加4。,3地址传送指令 地址传送指令有两种格式。 格式1：LEA REG，MEM 功能：将源操作数的有效地址传送给通用寄存器，操作数REG为16位或32位通用寄存器，源操作数为16位或32位存储器操作数。 4查表指令 格式：XLAT 功能：将寄存器AL中的内容转换成存储器表格中的对应值。该指令可以实现直接查表功能。 BX寄存器存放表的首地址，AL寄存器存放表内偏移量。执行XLAT指令后，以段寄存器DS
11、的内容为段基址，有效地址为BX和AL内容之和，取出表中一个字节的内容送AL。,4.3.3 算术运算指令,80x86指令包括加、减、乘、除4种基本算术运算操作及十进制算术运算调整指令。二进制加、减法指令带符号操作数采用补码表示时，无符号数和带符号数的运算可以使用相同的指令。二进制乘、除法指令分为带符号数和无符号数运算指令。,1加法指令 格式：ADD DEST，SRC ADC DEST，SRC 功能：ADD是普通加法指令，它将源操作数SRC与目的操作数DEST相加，结果送目的操作数DEST，即DESTDEST+SRC。ADC是带进位加法指令，它将源操作数与目的操作数以及CF（低位进位）的值相加，结
12、果传送到目的操作数，即DESTDEST+ SRC+CF。 2减法指令 格式：SUB DEST，SRC SBB DEST，SRC 功能：SUB是普通减法指令，将目的操作数减去源操作数，结果送目的操作数，即DESTDESTSRC。SBB是带借位减法指令，它将目的操作数减去源操作数，还要减CF（低位借位）的值，结果送目的操作数，即DESTDESTSRCCF。,3加1、减1指令 格式：INC DEST DEC DEST 功能：INC指令将目的操作数加1，结果送目的操作数，即DESTDEST+1。DEC指令将目的操作数减1，结果送目的操作数，即DESTDEST1。 4比较指令 格式：CMP DEST，S
13、RC 功能：将目的操作数减去源操作数，结果不回送。源操作数为通用寄存器、存储器操作数或立即数。,5求补指令 格式：NEG DEST 功能：对目的操作数求补，将零减去目的操作数，结果送目的操作数，即DEST0DEST。 6乘法指令 乘法指令有3种格式。 格式1：MUL SRC IMUL SRC 功能：MUL为无符号数乘法指令，IMUL为带符号数乘法指令。源操作数为通用寄存器或存储器操作数。目的操作数默认存放在ACC（AL，AX，EAX）中，乘积存放在AX、DX：AX、EDX：EAX中。,7除法指令 格式：DIV SRC IDIV SRC 功能：DIV为无符号数除法，IDIV为带符号数除法。源操作
14、数作为除数，为通用寄存器或存储器操作数。被除数默认作为目的操作数存放在AX、DX：AX、EDX：EAX中。 8BCD码的算术运算 十进制在机器中采用BCD码表示，以压缩格式存放，即一个字节存储两位BCD码，BCD加减法是在二进制加减运算的基础上，对其二进制结果进行调整，将结果调整成BCD码的表示形式。 格式1：DAA 功能：将存放在AL中的二进制数的和（两个二进制数经过加法运算所得到的和）调整为压缩格式的BCD码表示形式。,9ASCII码的算术运算 数字09的ASCII码为30H39H，机器采用一个字节存放一位ASCII码，对于ASCII码的算术运算在二进制运算基础上进行调整。调整指令有加、减
15、、乘、除4种。 格式1：AAA 功能：将存放在AL中的二进制数的和调整为ASCII码表示形式。,4.3.4 逻辑运算指令,这组指令包括逻辑、移位和循环移位指令3部分。逻辑指令除了NOT指令外均有两个操作数，移位和循环移位指令只有一个操作数。,1逻辑指令 （1）逻辑与指令 格式：AND DEST，SRC 功能：目的操作数和源操作数按位进行逻辑与运算，结果送目的操作数。源操作数可以是通用寄存器、存储器或立即数。目的操作数可以是通用寄存器或存储器操作数。 2移位指令 移位指令对操作数按某种方式左移或右移，移位位数可以由立即数直接给出，也可以由CL间接给出。移位指令分一般移位指令和循环移位指令。 一般
16、移位指令有3种：算术/逻辑左移指令、算术右移指令和逻辑右移指令，具体如下。,（1）算术/逻辑左移指令 格式：SAL DEST，OPRD SHL DEST，OPRD 功能：按照操作数OPRD规定的移位位数对目的操作数进行左移操作，最高位移入CF中。每移动一位，右边补一位0，如图4-2所示。目的操作数可以为通用寄存器或存储器操作数。 3循环移位指令 循环移位指令有4种：左循环移位指令、右循环移位指令、带进位左循环移位指令和带进位右循环移位指令。 格式：ROL DEST，OPRD （左循环移位指令） ROR DEST，OPRD （右循环移位指令） RCL DEST，OPRD （带进位左循环移位指令） RCR DEST，OPRD （带进位右循环移位指令）,功能： 左循环移位指令ROL每移位一次，操作数左移，其最高位移入最低位，同时最高位也移入进位标志位CF； 右循环移位指令ROR每移位一次，
