1、1,第5章指令系統(tǒng),第一部分,2,指令與指令系統(tǒng),指令： 控制計算機完成某種操作的命令。用戶程序都必須翻 譯成指令形式的機器語言后才能運行。 指令系統(tǒng)： 處理器所能識別和執(zhí)行的全部指令的集合。是計算機 系統(tǒng)設(shè)計的核心問題。 指令的兼容性： 同一系列機的指令都是兼容的。,3,5.1.1 指令格式,操作碼(OP) 操作數(shù)地址(A),執(zhí)行何種操作 (做什么),操作數(shù)地址或操作數(shù)本身 (做的對象),4,指令格式,指令的長度與操作碼及操作數(shù)的多少和類型有關(guān),注：兩個操作數(shù)時，操作數(shù)類型要一致。如都是8位或都是16位。,零地址指令： OP 一地址指令： OP A 二地址指令： OP A1 A2 三地址指令

2、： OP A1 A2 A3 多地址指令,5,5.1.2 指令分類,算術(shù)邏輯運算 數(shù)據(jù)傳送 移位操作 浮點運算 字符串處理 轉(zhuǎn)移指令 堆棧操作 輸入/輸出 特權(quán),無條件轉(zhuǎn)移和條件轉(zhuǎn)移 調(diào)用和返回 陷阱,6,5.2 指令的尋址方式,尋址方式 指令中如何提供操作數(shù)地址(或操作數(shù))的方式 立即尋址 直接尋址 寄存器尋址 寄存器間接尋址 寄存器相對尋址 基址-變址尋址 基址-變址-相對尋址,7,一、立即尋址,指令中直接給出操作數(shù)本身（是立即數(shù)） 例：MOV AX，1234H,12H,34H,AH AL,MOV,代碼段,8,二、直接尋址,指令中直接給出操作數(shù)的地址（偏移地址） 例：MOV AX，1200H

3、,22H,11H,1200H,偏移地址,數(shù)據(jù)段,AH AL,9,直接尋址,直接尋址方式下，操作數(shù)的段地址默認(rèn)為數(shù)據(jù)段，但允許段重設(shè)，即由指令定義段。 例：MOV AX，ES：1200H,10,三、寄存器尋址,操作數(shù)在通用寄存器中。 例：MOV AX，BX,AX,BX,11,四、寄存器間接尋址,寄存器中的內(nèi)容為操作數(shù)的偏移地址。操作數(shù)實際存放在內(nèi)存單元中。 例：MOV AX，BX,12,寄存器間接尋址,例： 設(shè)（BX）=1200H 則執(zhí)行MOV AX，BX后,22H,11H,1200H,偏移地址,AH AL,11 22,數(shù)據(jù)段,代碼段,MOV,13,寄存器間接尋址,由寄存器間接給出操作數(shù)的偏移地

4、址； 存放偏移地址的寄存器稱為間址寄存器,它們是：BX，BP，SI，DI 操作數(shù)的段地址（數(shù)據(jù)處于哪個段）取決于選擇哪一個間址寄存器： BX，SI，DI 默認(rèn)在數(shù)據(jù)段 BP 默認(rèn)在堆棧段,14,寄存器間接尋址,寄存器 間接尋址,基址尋址（間址寄存器為基址寄存 器BX，BP） 變址尋址（間址寄存器為變址寄存 器SI，DI）,15,五、寄存器相對尋址,操作數(shù)的偏移地址=寄存器的內(nèi)容+位移量 例：MOV AX，BX+DATA 設(shè)：DS=2000H，BX=0220H， DATA=05H 則：AX=20225H,16,六、基址-變址尋址,操作數(shù)的偏移地址為一個基址寄存器的內(nèi)容加上一個變址寄存器的內(nèi)容，操

5、作數(shù)的段地址由選擇的基址寄存器決定 例：MOV AX，SI+BX,17,七、基址-變址-相對尋址,操作數(shù)的偏移地址為一個基址寄存器的內(nèi)容加上一個變址寄存器的內(nèi)容，再加上一個位移量。 操作數(shù)的段地址由選擇的基址寄存器決定 例：MOV AX，BP+SI+DATA,18,八、隱含尋址,指令隱含了的一個或兩個操作數(shù)的地址，即操作數(shù)在默認(rèn)的地址中 例： MUL BL 指令的執(zhí)行：ALBL AX,19,5.3 RISC指令系統(tǒng),RISC (精簡指令系統(tǒng)計算機)指令特點 是計算機發(fā)展的重要趨勢 使用簡單指令（使用頻率高的） 長度固定、格式和尋址方式少 取數(shù)/存數(shù)指令訪問內(nèi)存，其余指令訪問寄存器(限制內(nèi)存訪問

6、) 通用寄存器數(shù)量特別多 充分使用流水線 以硬布線控制邏輯為主，盡量少用微程序控制 對編譯程序的要求高,20,5.4 匯編語言及偽指令簡介,機器語言和匯編語言統(tǒng)稱為低級語言 基本匯編語言(不使用宏指令)與宏匯編語言 （書中79頁83頁的內(nèi)容，要求實驗前預(yù)習(xí)）,21,匯編語言程序設(shè)計與執(zhí)行過程,輸入?yún)R編語言源程序 源文件 .ASM 匯編（編譯） 目標(biāo)文件 .OBJ 鏈接 可執(zhí)行文件 .EXE 調(diào)試 最終程序,22,匯編語言的基本語法,常量 運算符 變量或標(biāo)號 表達(dá)式,23,變量,代表內(nèi)存中的數(shù)據(jù)區(qū)，變量名是地址單元的名字。 變量的屬性： 段地址 變量所在段的段地址 偏移量 變量單元地址與段首地址

7、之 間的位移量。 類 型 字節(jié)型、字型和雙字型,24,語句,指令語句：由CPU執(zhí)行的指令 偽指令： CPU不執(zhí)行，不生成目標(biāo)代碼； 由匯編程序執(zhí)行，用于分配內(nèi)存空間、定義變量、指示程序開始和結(jié)束等。 宏指令:將某些匯編語言指令定義為新的功能更強的指令,25,匯編語言的語句格式,指令語句的格式： 標(biāo)號： 前綴 助記符 操作數(shù)，操作數(shù) ；注釋,指令的符號地址，標(biāo)號后要有冒號,操作碼,注釋前加分號,26,匯編語言的語句格式,偽指令的格式：,名字 偽指令助記符 操作數(shù) ，操作數(shù)， ；注釋,變量的符號地址其后不加冒號,指示性語句中至少有一個操作數(shù),27,三、基本偽指令,表達(dá)式賦值（符號定義）偽指令 定義

8、數(shù)據(jù)偽指令 段定義偽指令 設(shè)定段寄存器偽指令 過程定義偽指令 程序結(jié)束偽指令,28,表達(dá)式賦值(符號定義)偽指令,格式： 符號名 EQU表達(dá)式 操作： 用符號名取代后邊的表達(dá)式，不可重新定義 例： CONSTANTEQU100 VAR EQU 30H+99H,EQU說明的表達(dá)式不占用內(nèi)存空間,29,定義數(shù)據(jù)偽指令,用于為變量對應(yīng)的內(nèi)存單元分配數(shù)據(jù)。 格式： 變量名 偽指令助記符 操作數(shù)， ；注釋,30,定義數(shù)據(jù)偽指令,偽指令助記符 DB 定義的變量為字節(jié)型 DW 定義的變量為字類型（雙字節(jié)） DD 定義的變量為雙字型（4字節(jié)） DQ 定義的變量為4字型（8字節(jié)） DT 定義的變量為10字節(jié)型,

9、31,定義數(shù)據(jù)偽指令,NUM1 DB 10H ; 將10H存放到NUM1對應(yīng)的字節(jié)單元中 DATA1 DB 11H，22H，33H，44H DATA2 DW 3344H DATA3 DD 33445566H,32,定義數(shù)據(jù)偽指令,偽指令的性質(zhì)決定所定義變量的屬性； 定義字符串必須用DB偽指令 例： DATA1 DB ABCD，66H,A,B,C,D,41H,42H,43H,44H,66H,33,重復(fù)操作符,為一個數(shù)據(jù)區(qū)的各單元設(shè)置相同的初值 格式： 變量名 偽指令助記符 n DUP（初值，） 例： DW 20 DUP (0) DB 3 DUP (22H, 11H, ?),隨機數(shù),34,段定義偽

10、指令,說明邏輯段的起始和結(jié)束； 說明不同程序模塊中同類邏輯段之間的聯(lián)系形態(tài),35,段定義偽指令,段名 SEGMENT 定位類型 組合類型 類別 段名 ENDS,說明邏輯段的起點,說明不同模塊中同名段的組和連接方式,36,段定義偽指令例,DATA SEGMENT MEM1 DB 11H，22H MEM2 DW 1234H DATA ENDS,37,設(shè)定段寄存器偽指令,說明所定義邏輯段的性質(zhì) 格式 ASSUME 段寄存器名：段名 ，段寄存器名：段名，,38,程序結(jié)束偽指令,表示源程序結(jié)束 格式： END 標(biāo)號,39,一個完整源程序結(jié)構(gòu)例,DSEG SEGMENT DATA1 DB 1, 2 DAT

11、A2 DW 1234H DSEG ENDS ESEG SEGMENT DB 20 DUP (?) ESEG ENDS SSEG SEGMENT DB 200 DUP (?) SSEG ENDS,40,一個完整源程序結(jié)構(gòu)例,CSEG SEGMENT ASSUME CS: CSEG, DS: DSEG， ES: ESEG, SS: SSEG START: MOV AX, DSEG MOV DS, AX MOV AX, ESEG MOV ES, AX MOV AX, SSEG MOV SS, AX CSEG ENDS END START,源程序 代碼,41,過程定義偽指令,用于定義一個過程體 格式：

12、 過程名 PROC NEAR / FAR RET 過程名 ENDP,過程入口的符號地址,42,5.5 8086指令系統(tǒng),從功能上包括六大類：,數(shù)據(jù)傳送 算術(shù)運算 邏輯運算和移位 串操作 控制轉(zhuǎn)移 處理器控制,43,一、數(shù)據(jù)傳送指令,通用數(shù)據(jù)傳送 輸入/輸出 地址傳送 標(biāo)志位寄存器操作,44,1. 通用數(shù)據(jù)傳送,一般數(shù)據(jù)傳送指令 堆棧操作指令 交換指令 查表換碼指令 字位擴展指令,特點： 該類指令的執(zhí)行對標(biāo)志位不產(chǎn)生影響,45,一般數(shù)據(jù)傳送指令,一般數(shù)據(jù)傳送指令 MOV 格式：MOV dest，src 操作：src dest 例： MOV AL，BL,46,一般數(shù)據(jù)傳送指令,注： 兩操作數(shù)字長必

13、須相同 ； 不允許在兩個存儲單元之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送； 不允許在兩個段寄存器之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送； 在源操作數(shù)是立即數(shù)時，目標(biāo)操作數(shù)不能是段寄存器； IP和CS不作為目標(biāo)操作數(shù)，F(xiàn)LAGS一般也不作為操作數(shù)在指令中出現(xiàn)。,47,一般數(shù)據(jù)傳送指令,判斷下列指令的正確性： MOV AL, BX MOV AX, SI+05H MOV DS, 1000H MOV DX, 09H MOV 1200 , SI MOV BYTE PTRBX, 5 MOV WORD PTRBX, 5,48,一般數(shù)據(jù)傳送指令例,將(*) 的ASCII碼2AH送入內(nèi)存1000H開始的100個單元中： MOV DI，1000H M

14、OV CX，64H MOV AL，2AH AGAIN：MOV DI，AL INC DI ；DI+1 DEC CX ；CX-1 JNZ AGAIN ；CX0則繼續(xù) HLT,49,上段程序在代碼段中的存放形式,設(shè)CS=109EH，IP=0100H，則各條指令存放地址如下： CS : IP 109E：0100 MOV DI，1000H 109E：0103 MOV CX，64H 109E：0105 MOV AL，2AH 109E：0107 MOV DI，AL 109E：0109 INC DI 109E：010A DEC CX 109E：010B JNZ 0107H 109E：010D HLT,50,數(shù)

15、據(jù)段中的分布,送上2AH后數(shù)據(jù)段中相應(yīng)存儲單元的內(nèi)容改變?nèi)缦拢?DS：1000 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A DS：1010 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A DS：1020 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A DS：1030 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A DS：1040 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 2A 2A 2A

16、2A 2A 2A 2A DS：1050 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A-2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A 2A DS：1060 2A 2A 2A 2A 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00,偏移地址DI,51,堆棧操作指令,堆棧操作的原則 先進(jìn)后出 以字為單位,52,堆棧操作指令,入棧指令 PUSH 格式: PUSH OPRD 出棧指令 POP 格式: POP OPRD,53,入棧指令PUSH,指令執(zhí)行過程： (SP） （SP）-2 （SP）-1 操作數(shù)高字節(jié) （SP）-2 操作數(shù)低字節(jié),54,入棧指令PUSH,設(shè)AX=1234H，SP

17、=1200H 執(zhí)行 PUSH AX 指令后堆棧區(qū)的狀態(tài)：,1200H,堆棧段,SP-2=11FEH,12H,34H,1200H,堆棧段,12H 34H,AX,入棧后,入棧前,55,出棧指令POP,指令執(zhí)行過程： （SP） 操作數(shù)低字節(jié) （SP）+1 操作數(shù)高字節(jié) (SP）（SP）+2,56,出棧指令的操作,執(zhí)行 POP AX 堆棧區(qū)的狀態(tài)：,12H,34H,11FEH,堆棧段,代碼段,PUSH,12 34,AX,SP+2,57,堆棧操作指令說明,指令的操作數(shù)必須是16位的； 操作數(shù)可以是寄存器或存儲器兩單元，但不能是立即數(shù)； 不能從棧頂彈出一個字給CS； PUSH和POP指令在程序中一般成對出

18、現(xiàn)； PUSH指令的操作方向是從高地址向低地址，而POP指令的操作正好相反。,58,堆棧操作指令例,PUSH AX PUSH BX PUSH WORD PTRBX POP WORD PTRBX POP AX POP BX,59,交換指令,格式： XCHG MEM/REG，MEM/REG 兩操作數(shù)必須有一個是寄存器操作數(shù) 不允許使用段寄存器 例： XCHGAX，BX XCHG2000，CL,60,查表換碼指令,格式： XLAT 將累加器AL中的值換為內(nèi)存表格中的某個值。 用BX的內(nèi)容代表內(nèi)存表格首地址，AL內(nèi)容為表內(nèi)位移量，BX+AL得到要查找元素的偏移地址 操作：BX+AL AL,61,查表換

19、碼指令例,數(shù)據(jù)段中存放有一張ASCII碼轉(zhuǎn)換表，設(shè)表首地址為2000H，現(xiàn)欲查出表中第11個代碼的ASCII碼 （設(shè)DS=4000H）,62,查表換碼指令例,30,31,32,.,39,41,42,.,45,46,.,42000H+0,42000H+11,0,1,2,9,A,B,E,F,63,查表換碼指令例,可用如下指令實現(xiàn)： MOV BX，2000H ；（BX）表首地址 MOV AL，0BH ；（AL）序號 XLAT ； 查表轉(zhuǎn)換 執(zhí)行后得到：（AL）=42H,64,字位擴展指令,將符號數(shù)的符號位擴展到高位； 指令為零操作數(shù)指令，采用隱含尋址，隱含的操作數(shù)為AX及AX，DX 無符號數(shù)的擴展規(guī)

20、則為在高位補0,字節(jié)到字的擴展 字到雙字的擴展,65,字節(jié)到字的擴展指令,格式： CBW 操作：將AL內(nèi)容擴展到AX 規(guī)則：若最高位=1，則執(zhí)行后AH=FFH 若最高位=0，則執(zhí)行后AH=00H,66,字到雙字的擴展指令,格式： CWD 操作：將AX內(nèi)容擴展到DX AX 規(guī)則：若最高位=1，則執(zhí)行后DX=FFFFH 若最高位=0，則執(zhí)行后DX=0000H,67,字位擴展指令例,MOV AL，44H CBW MOV AX，0AFDEH CWD MOV AL，86H CBW,執(zhí)行結(jié)果,？,68,2. 地址傳送指令,取偏移地址指令LEA LDS指令 LES指令,69,取偏移地址指令LEA,將變量的1

21、6位偏移地址取出送目標(biāo)寄存器 格式： LEA REG，MEM 指令要求源操作數(shù)必須是一個內(nèi)存單元地址，目標(biāo)操作數(shù)是16位通用寄存器。,內(nèi)存單元地址,70,LEA指令,比較下列指令： LEA SI，DATA1 MOV SI，DATA1 MOV BX，BX LEA BX，BX,符號地址,71,LEA指令,DATA1,12H,34H,1100H,88H,77H,BX=1100H,72,LEA指令在程序中的應(yīng)用,將數(shù)據(jù)段中首地址為MEM1 的50個字節(jié)的數(shù)據(jù)傳送到同一邏輯段首地址為MEM2的區(qū)域存放。編寫相應(yīng)的程序段 。,73,LEA指令在程序中的應(yīng)用,開 始,取源地址,取目標(biāo)地址,送數(shù)據(jù)塊長度到CL

22、,傳送一個字節(jié),修改地址指針,修改計數(shù)值,計數(shù)值=0？,結(jié) 束,N,Y,74,LEA指令在程序中的應(yīng)用,LEA SI，MEM1 LEA DI，MEM2 MOV CL，50 NEXT： MOV AL，SI MOV DI，AL INC SI INC DI DEC CL JNZ NEXT HLT,75,取遠(yuǎn)地址指針指令,LDS reg，MEM32 LES reg，MEM32 指令中源操作數(shù)是存儲器某4個連續(xù)單元的內(nèi)容取出，低地址兩單元的數(shù)據(jù)送reg(間址寄存器)，高地址兩單元的數(shù)據(jù)送DS或ES。,76,LDS指令例,例： LDS SI，1200H MOV AX，SI,指令執(zhí)行后：,77,LDS指令例

23、,DS = 6000H SI = 1234H AX = 2233H,12H,34H,00H,60H,1200H,數(shù)據(jù)段 1,DS,SI,數(shù)據(jù)段2,33H,22H,61234H,78,LES指令例,LES DI，1200H MOV AX，DI,12H,34H,00H,60H,1200H,數(shù)據(jù)段,ES,DI,附加段,33H,22H,61234H,79,3. 標(biāo)志寄存器操作指令,LAHF SAHF PUSHF POPF,隱含操作數(shù)AH,隱含操作數(shù)FLAGS,80,LAHF，SAHF,LAHF ；將FLAGS的低8位裝入AH SAHF ;將AH 的內(nèi)容送FLAGS的低8位,CF,PF,AF,ZF,CF

24、,.,AH,FLAGS,D15,D0,D7,D0,81,PUSHF，POPF,針對FLAGS的堆棧操作指令 將標(biāo)志寄存器的內(nèi)容入?；驈亩褩棾?82,4. 輸入/輸出指令,專門面向I/O端口操作的指令 指令格式： 輸入指令 IN AX(AL)，PORT 輸出指令 OUT PORT，AX(AL),端口地址,累加器,83,輸入/輸出指令尋址方式,直接尋址 直接給出8位端口地址，可尋址256個端口 間接尋址 16位端口地址由DX指定，可尋址64K個端口,84,例,IN AL，50H ;從50H端口讀一個字節(jié)到AL中 IN AX，50H ;從50H端口讀一個字節(jié)到AL中 從51H端口讀一個字節(jié)到AH中

25、 MOV DX，03FFH IN AL，DX OUT DX，AX OUT 3FH，AL,85,二、算術(shù)運算類指令,加法運算指令 減法運算指令 乘法指令 除法指令 十進(jìn)制調(diào)整指令,算術(shù)運算指令的執(zhí)行大多對狀態(tài)標(biāo)志位會產(chǎn)生影響,86,1. 加法指令,普通加法指令A(yù)DD 帶進(jìn)位位的加法指令A(yù)DC 加1指令I(lǐng)NC 加法指令對操作數(shù)的要求與MOV指令相同,87,ADD 指令,格式： ADD OPRD1，OPRD2 操作： OPRD1 OPRD1+OPRD2,ADD指令的執(zhí)行對全部6個狀態(tài)標(biāo)志位都產(chǎn)生影響,88,ADD 指令例,MOV AL，78H ADD AL，0A6H 指令執(zhí)行后6個狀態(tài)標(biāo)志位的狀態(tài)=

26、？,89,ADD 指令例,01111000 + 10100110 00011110,1,標(biāo)志位狀態(tài)： CF= SF= AF= ZF= PF= OF=,90,ADC 指令,指令格式、對操作數(shù)的要求、對標(biāo)志位的影響與ADD指令完全一樣 指令的操作： OPRD1 OPRD1+OPRD2+CF ADC指令多用于多字節(jié)數(shù)相加運算,91,INC 指令,格式： INC OPRD 操作： OPRD OPRD+1,常用于在程序中修改地址指針,不能是段寄存器或立即數(shù),92,2. 減法指令,普通減法指令SUB 考慮借位的減法指令SBB 減1指令DEC 比較指令CMP 求補指令NEG 減法指令對操作數(shù)的要求與對應(yīng)的加

27、法指令相同,93,SUB 指令,格式： SUB OPRD1，OPRD2 操作： OPRD1 OPRD1- OPRD2 對標(biāo)志位的影響與ADD指令同,94,SBB 指令,指令格式、對操作數(shù)的要求、對標(biāo)志位的影響與SUB指令完全一樣 指令的操作： OPRD1 OPRD1- OPRD2- CF SBB指令多用于多字節(jié)數(shù)相減運算,95,DEC 指令,格式： DEC OPRD 操作： OPRD OPRD 1 指令常用于在程序中修改計數(shù)值，其對操作數(shù)的 要求與INC指令相同,96,應(yīng)用程序例,MOV BL，2 NEXT1 ：MOV CX，0F000H NEXT2： DEC CX JNZ NEXT2 DEC BL JNZ NEXT1 HLT,97,NEG 指令,格式： NEG OPRD 操作： OPRD 0 OPRD 用0減去操作數(shù)，相當(dāng)于對該操作數(shù)求補碼,8/16位寄存器或存儲器操作數(shù),98,CMP 指令,格式： CMP OPRD1，OPRD2 操作： OPRD1- OPRD2 指令執(zhí)行的結(jié)果不影響目標(biāo)操作數(shù)！,99,CMP 指令,用途： 用于比較兩個數(shù)的大小，可作為條件轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)移的條件 指令對操作數(shù)的要求及對標(biāo)志位的影響與SUB指令相同,100,CMP 指令比較原理,兩個無符號數(shù)的比較： CMP AX，