微机原理与接口技术 第3章1

1第3章指令系统2主要内容：指令系统的一般概念对操作数的寻址方式六大类指令的操作原理：操作码的含义指令对操作数的要求指令执行的结果3§3.1概述4了解:指令及指令系统；指令的格式；指令中的操作数类型；指令字长与机器字长；指令的执行时间CISC和RISC指令系统5一、指令与指令系统指令：控制计算机完成某种操作的命令指令系统：处理器所能识别的所有指令的集合指令的兼容性：同一系列机的指令都是兼容的。6二、指令格式指令中应包含的信息：运算数据的来源运算结果的去向执行的操作7指令格式操作码[操作数]，[操作数]执行何种操作目标操作数源操作数参加操作的数据或数据存放的地址8指令格式：零操作数指令：操作码单操作数指令：操作码操作数双操作数指令：操作码操作数，操作数多操作数指令：三操作数及以上9三、指令中的操作数立即数寄存器存储器表征参加操作的数据本身表征数据存放的地址10立即数操作数立即数只能作为源操作数。其本身是参加操作的数据，可以是8位或16位。例：MOVAX，1234HMOVBL，22H立即数无法作为目标操作数立即数可以是无符号或带符号数，其数值应在可取值范围内。11寄存器操作数：参加运算的数存放在指令给出的寄存器中，可以是16位或8位。例：MOVAX，BXMOVDL，CH12存储器操作数参加运算的数存放在存储器的某一个或某两个单元中表现形式：[]立即数或寄存器13存储器操作数例例：MOVAX，[1200H]MOVAL，[1200H]22H11H1200H偏移地址AHAL┇14四、指令字长与机器字长指令字长：由操作码的长度、操作数地址长度、操作数个数决定；机器字长：计算机能够直接处理的二进制数的位数。15五、指令的执行速度指令的字长影响指令的执行速度（常用指令的执行时间见表3-4）对不同的操作数，指令执行的时间不同：存储器快！立即数寄存器16六、CISC和RISC指令系统CISC指令系统指令的功能强，种类多，高级语言和机器语言间的距离缩小；指令系统复杂，难使用。RISC指令系统指令功能较弱，种类少，格式简单；多数指令在一个计算机周期内完成；对存储器的结构和存取速度要求较高。17§3.2寻址方式18寻址方式寻找操作数所在地址的方法寻找转移地址的方法本节19一、立即寻址指令中的源操作数是立即数，即源操作数是参加操作的数据本身例：MOVAX，1200H12H00HAHALMOV代码段┇20二、直接寻址指令中直接给出操作数的偏移地址例：MOVAX，[1200H]22H11H1200H偏移地址┇数据段AHAL21直接寻址直接寻址方式下，操作数的段地址默认为数据段，但允许段重设，即由指令定义段。例：MOVAX，ES：[1200H]22三、寄存器寻址参加操作的操作数在CPU的通用寄存器中。例：MOVAX，BXAXBX23四、寄存器间接寻址参与操作的操作数存放在内存中，其偏移地址为指令中的寄存器的内容。24寄存器间接寻址例例：MOVAX，[BX]设BX=1200H22H11H1200H偏移地址AHAL┇1122数据段代码段MOV25寄存器间接寻址由寄存器间接给出操作数的偏移地址；存放偏移地址的寄存器称为间址寄存器，它们是：BX，BP，SI，DI操作数的段地址（数据处于哪个段）取决于选择哪一个间址寄存器：BX，SI，DIBP默认在数据段默认在堆栈段26寄存器间接寻址寄存器间接寻址基址寻址（间址寄存器为基址寄存器BX，BP）变址寻址（间址寄存器为变址寄存器SI，DI）27五、寄存器相对寻址操作数的偏移地址为寄存器的内容加上一个位移量例：MOVAX，[BX+DATA]设：DS=2000H，BX=0220H，DATA=05H则：AX=[20225H]28六、基址、变址寻址操作数的偏移地址为一个基址寄存器的内容加上一个变址寄存器的内容，操作数的段地址由选择的基址寄存器决定例：MOVAX，[SI+BX]29七、基址、变址、相对寻址操作数的偏移地址为一个基址寄存器的内容加上一个变址寄存器的内容，再加上一个位移量。操作数的段地址由选择的基址寄存器决定例：MOVAX，[BP+SI+DATA]30八、隐含寻址指令隐含了的一个或两个操作数的地址，即操作数在默认的地址中例：MULBL指令的执行：AL×BLAX31§3.38086指令系统32掌握：指令码的含义指令对操作数的要求指令的对标志位的影响指令的功能338086指令系统从功能上包括六大类：数据传送算术运算逻辑运算和移位串操作程序控制处理器控制34数据传送指令通用数据传送输入输出地址传送标志位操作35一、通用数据传送一般数据传送指令堆栈操作指令交换指令查表转换指令字位扩展指令特点：该类指令的执行对标志位不产生影响361.一般数据传送指令一般数据传送指令MOV格式：MOVdest，src操作：src例：MOVAL，BLdest37一般数据传送指令注：两操作数字长必须相同；两操作数不允许同时为存储器操作数；两操作数不允许同时为段寄存器；在源操作数是立即数时，目标操作数不能是段寄存器；IP和CS不作为目标操作数，FLAGS一般也不作为操作数在指令中出现。38一般数据传送指令判断下列指令的正确性：MOVAL，BXMOVAX，[SI]05HMOV[BX][BP]，BXMOVDS，1000HMOVDX，09HMOV[1200]，[SI]39一般数据传送指令应用例将(*)的ASCII码2AH送入内存1000H开始的100个单元中：MOVDI，1000HMOVCX，64HMOVAL，2AHAGAIN：MOV[DI]，ALINCDI；DI+1DECCX；CX-1JNZAGAIN；CX≠0则继续HLT40上段程序在代码段中的存放形式設CS=109EH，IP=0100H，则各条指令存放地址如下：CS:IP机器指令汇编指令109E：0100B80010MOVDI，1000H109E：0103.MOVCX，64H109E：0105.MOVAL，2AH109E：0107.MOV[DI]，AL109E：0109INCDI109E：010ADECCX109E：010BJNZ0107H109E：010DHLT41数据段中的分布送上2AH后数据段中相应存储单元的内容改变如下：DS：10002A2A2A2A2A2A2A2A-2A2A2A2A2A2A2A2ADS：10102A2A2A2A2A2A2A2A-2A2A2A2A2A2A2A2ADS：10202A2A2A2A2A2A2A2A-2A2A2A2A2A2A2A2ADS：10302A2A2A2A2A2A2A2A-2A2A2A2A2A2A2A2ADS：10402A2A2A2A2A2A2A2A-2A2A2A2A2A2A2A2ADS：10502A2A2A2A2A2A2A2A-2A2A2A2A2A2A2A2ADS：10602A2A2A2A000000000000000000000000偏移地址[DI]422.堆栈操作指令掌握：有关堆栈的概念栈顶、栈首、栈底堆栈指令的操作原理执行过程，执行结果43堆栈操作的原则先进后出以字为单位44堆栈操作指令压栈指令PUSH格式:PUSHOPRD出栈指令POP格式:POPOPRD45压栈指令PUSH指令执行过程：(SP）←（SP）-2（SP）-1←操作数高字节（SP）-2←操作数低字节┇SP堆栈段SP高8位低8位46压栈指令的操作设AX=1234H，SP=1200H执行PUSHAX指令后堆栈区的状态：1200H┇堆栈段SP-2=11FEH12H34H1200H┇堆栈段12H34HAX入栈后入栈前47出栈指令POP指令执行过程：SPSP+1SP←SP+2操作数低字节操作数高字节┇SP堆栈段SP高8位低8位48出栈指令的操作执行POPAX12H34H11FEH┇堆栈段代码段PUSH1234AXSP+21200H┇出栈后出栈前49堆栈操作指令说明指令的操作数必须是16位的；操作数可以是寄存器或存储器两单元，但不能是立即数；不能从栈顶弹出一个字给CS；PUSH和POP指令在程序中一般成对出现；PUSH指令的操作方向是从高地址向低地址，而POP指令的操作正好相反。50堆栈操作指令例PUSHAXPUSHBXPUSHWORDPTR[BX]POPWORDPTR[BX]POPAXPOPBX┇如此，会使AX和BX的内容互换513.交换指令格式：XCHGREG，MEM/REG注：两操作数必须有一个是寄存器操作数不允许使用段寄存器。例：XCHGAX，BXXCHG[2000]，CL524.查表指令格式：XLAT说明：用BX的内容代表表格首地址，AL内容为表内位移量，BX+AL得到要查找元素的偏移地址操作：将BX+AL所指单元的内容送AL53查表指令例数据段中存放有一张ASCII码转换表，设首地址为2000H，现欲查出表中第11个代码的ASCII码303132...394142...45462000H+02000H+11‘0’‘1’‘2’‘9’‘A’‘B’‘E’‘F’54查表指令例可用如下指令实现：MOVBX，2000H；BX←表首地址MOVAL，0BH；AL←序号XALT；查表转换执行后得到：AL=42H555.字位扩展指令将符号数的符号位扩展到高位；指令为零操作数指令，采用隐含寻址，隐含的操作数为AX及AX，DX无符号数的扩展规则为在高位补056字节到字的扩展指令格式：CBW操作：将AL内容扩展到AX规则：若最高位=1，则执行后AH=FFH若最高位=0，则执行后AH=00H57字到双字的扩展指令格式：CWD操作：将AX内容扩展到DXAX规则：若最高位=1，则执行后DX=FFFFH若最高位=0，则执行后DX=0000H58字位扩展指令例判断以下指令执行结果：MOVAL，44HCBWMOVAX，0AFDEHCWDMOVAL，86HCBW59二、输入输出指令掌握：指令的格式及操作指令的两种寻址方式指令对操作数的要求60输入输出指令专门面向I/O端口操作的指令指令格式：输入指令：INacc，PORT输出指令：OUTPORT，acc端口地址61指令寻址方式直接寻址直接给出8位端口地址，可寻址256个端口间接寻址16位端口地址由DX指定，可寻址64K个端口62I/O指令例INAX，80HMOVDX，2400HINAL，DXOUTDX，AXOUT35H，ALOUTAL，35H63三、地址传送指令取偏移地址指令LEA*LDS指令*LES指令64取偏移地址指令LEA操作：将变量的16位偏移地址取出送目标寄存器格式：LEAREG，MEM指令要求：源操作数必须是一个存储器操作数，目标操作数通常是间址寄存器。65LEA指令比较下列指令：MOVSI，DATA1LEASI，DATA1MOVBX，[BX]LEABX，[BX]┇┇┇DATA1符号地址12H34H1100H88H77HBX=1100H66LEA指令在程序中的应用将数据段中首地址为MEM1的50个字节的数据传送到同一逻辑段首地址为MEM2的区域存放。编写相应的程序段。67LEA指令在程序中的应用开始取源地址取目标地址送数据块长度到CL传送一个字节修改地址指针修改计数值计数值=0？结束NY68LEA指令在程序中的应用LEASI，MEM1LEADI，MEM2MOVCL，50NEXT：MOVAL，[SI]MOV[DI]，ALINCSIINCDIDECCLJNZNEXTHLT69四、标志位操作指令LAHFSAHFPUSHFPOPF隐含操作数AH隐含操作数FLAGS701.LAHF，SAHF指令格式：LAHF操作：将FLAGS的低8位装入AHCFPFAFZFCF….AHFLAGSD15D0D7D0SAHF执行与LAHF相反的操作712.PUSHF，POPF针对FLAGS的堆栈操作