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1、第4章 80x86微处理器的指令系统,内容提要：本章以8086/8088为例，介绍微型计算机的指令系统，指令格式和基本的寻址方式及有效地址的计算。指令系统包括数据传送指令、 算术运算指令、位操作指令、串操作指令、控制转移指令和处理器控制指令。只所以采用8086/8088CPU的指令系统，是因为8086/8088指令系统是所有80X86系列CPU指令系统的基础，80286、80386、80486乃至Pentium等新型CPU的指令系统仅是在这个基础上做了一些补充。用8086/8088指令系统编写的程序可以毫无改动地在80286、80386、80486、Pentium等CPU上运行。 学习要求：熟
2、练掌握8086/8088微处理器的指令系统，6种基本寻址方式和各种常用指令。,返回主目录,本章目录 4.1 Intel x86的寻址方式 4.2 Intel x86指令系统 小结,第4章 80x86微处理器的指令系统,4.1 Intel x86的寻址方式,指令的一般格式：,计算机中的指令由操作码字段和操作数字段组成。 操作码：指计算机所要执行的操作，是一种助记符。 操作数：指在指令执行操作的过程中所需要的操作数。 分目标操作数、源操作数。该字段除可以是操作数本身外，也可以是操作数地址或是地址的一部分，还可以是指向操作数地址的指针或其它有关操作数的信息。,指令举例： 寻址方式就是指令中用于说明操
3、作数所在地址的方法，或者说是寻找操作数有效地址的方法。寻址方式一般是针对源操作数而言的。在8086/8088系统中，一般将寻址方式分为两种不同的类型，一类是寻找操作数的地址，另一类是寻找要执行的下一条指令的地址，即程序的地址。 80868088的基本寻址方式有六种，下面我们来讨论这六种寻址方式。,ADD CL，BH ； CLCLBH,所提供的操作数直接包含在指令中，这种寻址方式就叫立即寻址，这个操作数叫立即数。所谓立即数是指具有固定数值的操作数，即常数。它紧跟在操作码的后面，与操作码一起放在代码段区域中。如图4-1所示。 例如：,4.1.1 立即寻址,MOV AX，2345H ； AX2345
4、H,立即数若是8位的，可以是无符号数，取值范围是00H-0FFH，也可以是带符号数，取值范围是80H-7FH。立即数若是16位的，可以是无符号数，取值范围是0000H-0FFFFH，也可以是带符号数，取值范围是8000H-7FFFFH。若是16位的，则存储时低位在前，高位在后。在指令中，立即数操作数只能作源操作数，而不能作目的操作数。 立即寻址主要用来给寄存器或存储单元赋初值。,操作数地址的16位偏移量直接包含在指令中，所以这种寻址方式叫直接寻址。16位偏移量与操作码一起存放在代码段区域，操作数一般在数据段区域中，它的地址为数据段寄存器DS加上这16位地址偏移量。如图4-2所示。 例如：,MO
5、V AX，DS：3000H ；AX（DS：3000H）,4.1.2 直接寻址,设DS = 1000H。 直接寻址方式如图所示。,（对DS来讲可以省略成 MOV AX，3000H，系统默认为数据段）,这种寻址方式是以数据段的地址为基础，可在多达64KB的范围内寻找操作数。 这种寻址方式允许段超越，即还允许操作数在以代码段、堆栈段或附加段为基准的区域中。此时只要在指令中指明是段超越的，则16位地址偏移量可以与CS或SS或ES相加，作为操作数的地址。 MOV AX，2000H ；数据段 MOV BX，ES：3000H ；段超越，操作数在附加段 即绝对地址（ES） 163000H,操作数包含在CPU的
6、内部寄存器中，所以这种寻址方式叫寄存器寻址。它们可以是数据寄存器（8位或16位），也可以是地址指针寄存器、变址寄存器或段寄存器，如寄存器AX、BX、CX、DX、SI等。如图4-3所示。 例如：,4.1.3寄存器寻址,MOV BX，AX ；BXAX MOV AL，BH ；ALBH,操作数是在存储器中，但是，操作数地址的16位偏移量包含在以下四个寄存器SI、DI、BP、BX之一中，所以这种寻址方式叫寄存器间接寻址。可以分成两种情况： 1) 以SI、DI、BX间接寻址，则通常操作数在现行数据段区域中，即数据段寄存器（DS）16(或10H)加上SI、DI、BX中的16位偏移量，为操作数的地址，如图4-
7、4所示。,4.1.4寄存器间接寻址,例如： MOV AX，SI ； 操作数地址是：（DS）16（SI）,2) 以寄存器BP间接寻址，则操作数在堆栈段区域中。即堆栈段寄存器（SS）16与BP的内容相加作为操作数的地址。 例如： MOV AX，BP ； 操作数地址是：（SS）16（BP） 若在指令中规定是段超越的，则BP的内容也可以与其它的段寄存器相加，形成操作数地址。 例如： MOV AX，DS：BP ；操作数地址是：（DS）16（BP）,由指定的寄存器内容，加上指令中给出8位或16位的偏移量（当然要由一个段寄存器作为基地址）作为操作数的偏移地址，称为变址寻址。（操作数在存储器中） 可以作为变址
8、寻址的四个寄存器是SI、DI、BX、BP。 1) 若用SI、DI和BX作为变址，则与数据段寄存器相加，形成操作数的地址默认在数据段。 2) 若用BP变址，则与堆栈段寄存器相加，形成操作数的地址默认在堆栈段。 例如： MOV AX，DATABX ；指令的执行过程如图4-5所示 操作数地址是：（DS） 16（BX）DATA 假设（DS）= 4000H，（BX）= 2000H， DATA= 0020H 则物理地址= 4000H10H2000H0020H= 42020H,4.1.5变址寻址(又称为寄存器相对寻址),但是，只要在指令中指定是段超越的，则可以用别的段寄存器作为基地址。 在汇编语言中，变址寻
9、址指令的书写格式允许有几种不同的形式。以下几种写法实质上是完全等价的： MOV AH , DATABX MOV AH , BXDATA MOV AH , DATA+BX MOV AH , BX+DATA MOV AH , DATA+BX MOV AH , BX+DATA 另外，在有的教科书中，若指定的寄存器是BX，BP又称为基址寻址方式。,把BX（数据段）和BP（堆栈段）看成是基址寄存器，把SI、DI看着是变址寄存器，把一个基址寄存器（BX或BP）的内容加上一个变址寄存器（SI或DI）的内容，再加上指令中指定的8位或16位偏移量（当然要以一个段寄存器作为地址基准）作为操作数的偏移地址，称为基址
10、加变址寻址。,4.1.6 基址加变址寻址,操作数在存贮器中，其偏移地址由（基址寄存器）（变址寄存器）相对偏移量形成。 例如： MOV AX，BXSIDATA 或 MOV AX，BXSIDATA 操作数地址是：（DS）16（BX）（SI）DATA 假设（DS）= 4000H，（BX）= 2000H，（SI）= 2000H，DATA=0100H 则物理地址=4000H10H2000H2000H0100H = 44100H 指令的执行过程如图4-6所示,与变址寻址方式类似，基址加变址寻址指令同样也可以表示成多种形式，例如，以下几种写法实质上是完全等价的： MOV AX , DATABXSI MOV
11、AX , BX+DATASI MOV AX , DATA+BX+SI MOV AX , BX DATASI MOV AX , DATASI+BX MOV AX , BXSI+DATA 使用基址加变址寻址时要注意，指令中不允许同时出现两个基址寄存器或两个变址寄存器，例如，以下指令是非法的： MOV AX , DATASIDI MOV AX , BX+DATABP,另外，在有的教科书中，若DATA为0，则称为基址变址寻址方式；若DATA不为0，则称为基址变址相对寻址方式。基址变址相对寻址方式实为基址变址寻址方式的扩充。 若用BX作为基地址，则操作数在数据段区域。 若用BP作为基地址，则操作数在堆栈
12、段区域。 但若在指令中规定是段超越的，则可用其它段寄存器作为基地址。表4-1是段寄存器使用的基本约定。,表4 - 1 段寄存器使用的基本约定,图4 7 不同字长的指令格式,4.1.7指令格式及指令执行时间,1、指令格式,不同字长的指令格式如图4-7所示,返回本章目录,控制计算机完成指定操作的命令称为指令。不同的计算机具有各自不同的指令，其所有指令的集合，就称为该计算机的指令系统。指令系统不仅定义了计算机所能执行的指令的集合，还定义了使用这些指令的规则。因此在使用汇编语言编写程序时，必须要对机器的指令系统非常了解。 对指令系统来说，8086和8088是完全相同的，因此，本章将这两种CPU统称为8
13、086。,4.2 Intel 80x86指令系统,在介绍各种指令之前，先介绍一下本节中要用到的一些符号。 OPRD 指各种类型的操作数 DATA 8位或16位操作数 PROC 过程或子程序的符号地址 LABLE 符号地址 n 输入/输出端口地址 mem 存储器操作数 ( ) 表示寄存器的内容 表示存储单元的内容,8086/8088 CPU的指令系统共包含92种基本指令，按照功能可以分为以下六个功能组。 1) 数据传送指令 (Data Transter) 2) 算术运算指令 (Arithmetic) 3) 逻辑运算指令 (Logic) 4) 串操作指令 (String Menipulation)
14、 5) 程序控制指令 (Program Control) 6) 处理器控制指令 (Processor Control),传送类指令的最大特点是：绝大多数指令执行后不影响标志寄存器FLAGS（除标志寄存器传送指令外）。 传送类指令按功能分为4小类：通用数据传送指令、目标地址传送指令、标志寄存器传送指令和输入输出指令。,4.2.1 数据传送指令,（1）一般传送指令 MOV 一般格式：MOV OPRD1，OPRD2 MOV 是操作码，OPRD1和OPRD2分别是目的操作数和源操作数。 功能：完成数据传送，即将一个操作数从源地址传送到目标地址，而源地址中的操作数不变。传送的操作数可以是8位也可以是16
15、位。,1通用数据传送指令,使用MOV 指令应注意几个问题： 1）一般CS和IP的内容不通过MOV指令进行修改，它们只能作为源操作数。 2）两个存储器操作数之间不允许直接进行信息传送，但可以用CPU内部寄存器为桥梁来完成这样的传送。 如：MOV AX，SI； MOV BX，AX；借助AX完成传送 3）两个段寄存器之间不能直接传送信息。 如：MOV AX，DS； MOV ES，AX；借助AX完成传送 4）目的操作数，不能用立即寻址方式。 5）不允许用立即寻址方式为段寄存器赋初值。 如：MOV AX，DATA； MOV DS，AX ；借助AX完成传送,具体来说，传送指令可以实现以下各种传送：,寄存器
16、之间的传送 MOV BL，AL；字节传送 MOV AX，BX；字传送 MOV DS，BX；字传送 MOV AX，CS；字传送,寄存器与存储器之间的传送 MOV AL，BUF MOV AX，SI MOV SI，DATABP MOV DS，DATASI+BX MOV DI，CX MOV DATABP+DI，ES,立即数到寄存器的传送 MOV CL， 0FFH ； 将立即数0FFH送CL MOV AX，0345H； 将立即数0345H送AX，即（AH）= 03H，（AL）= 45H。,立即数到存储器的传送 MOV 2000H，1122H； 将立即数1122H送偏移地址为 2000H和2001H两个存储单元， 低8位送低地址单元，高8位送高 地址单元。 MOV SI
