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姗终
5 years ago
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1 2018 版微机原理与接口技术第三章 8086CPU 指令系统董明皓

2 汇编语言基本概念汇编语言指令分类数据与转移地址的寻址方式 8086 的六类指令总结

3 汇编语言基本概念汇编语言指令分类数据与转移地址的寻址方式 8086 的六类指令总结

4 的指令系统 b b b b b 数据传送指令算术运算指令逻辑运算指令移位循环指令串操作指令 b 控制转移指令 b 处理器控制指令 I/O 输入输出指令其它指令宏指令

5 1. I/O 输入输出指令 8086/8088CPU 采用两个地址空间, 即存储器地址空间和 I/O 端口地址空间, 这就是说, 访问存储器与访问 I/O 端口的指令是不同的, 因此, 我们不能采用 MOV 指令来访问 I/O 端口 8086/8088CPU 提供了访问 I/O 端口的专门指令, 由于系统至多可以设计个端口寄存器, 因此端口地址只需要用 16 位地址表示, 这一点与存储器不同

6 1. I/O 输入指令 -IN(Input byte or word from port) 格式 : IN DST, SRC( 端口地址 ) CPU 从端口读取数据 DST 用于指定存储读取数据的寄存器, 只能取 AL 或 AX 寄存器 ; 当从 8 位端口中读取一个字节时, 采用 AL 寄存器 ; 当从 16 位端口中读取一个字时, 采用 AX 寄存器

7 1. I/O 输入指令 -IN(Input byte or word from port) 格式 : IN DST, SRC( 端口地址 ) SRC 用于指定端口地址, 有两种寻址方式 : 直接寻址间接寻址 ; 当端口地址可以用 8 位地址值表示时 (0~255),SRC 可以直接用地址值 (port) 表示, 这时的寻址方式为直接寻址 ; 也可以采用寄存器间接寻址方式当端口地址不能用 8 位表示时 (>255),SRC 的地址必须放入 DX, 即将端口地址存放在 DX 中, 通过 DX 找到端口地址, 这时的寻址方式为寄存器间接寻址

8 1. I/O 输出指令 -OUT(Output byte or word to port) 格式 : OUT DST, SRC 表示 CPU 将数据送给 I/O 端口其说明类似与 IN 指令, 只是 SRC 用于指定存储 / 读取数据的寄存器,DST 用于指定端口地址

9 1. I/O 输入 / 输出指令表 3.7 列出了合法的输入输出指令 (port 表示 8 位的地址值 ) 操作类型端口输入指令端口输出指令字节 IN AL, PORT OUT PORT, AL 字 IN AX, PORT OUT PORT, AX 字节 IN AL, DX OUT DX, AL 字 IN AX, DX OUT DX, AX 只能用 DX, 且书写格式不用 [DX]

10 1. I/O 输出指令 -OUT(Output byte or word to port) IN/OUT 指令执行, 比一般指令 (4 个时钟周期 ) 多一个时钟周期 : 预概念 : 时钟周期与总线周期 CLK T 1 T 2 T 3 T 4 CLK 基本总线周期 T 1 T 2 T 3 T W T 4

11 2. 其处理器控制指令 - 空操作指令 (NOP) 格式 : NOP 空操作指令 NOP(No operation) 表示什么也不做, 但要占用机器的三个时钟周期, 利用 NOP 指令可以构成适当的延时操作常用

12 2. 其处理器控制指令 - 暂停指令 (HLT- Halt until interrupt or reset) 格式 : HLT 使 CPU 进入暂停状态, 不继续执行后续指令, 退出暂停状态的条件有 : RESET 信号有效, 即 CPU 进行复位操作 ; NMI ( 非屏蔽中断请求 ) 信号有效, 即系统收到了非屏蔽的中断请求, 这时系统必须进行适当的处理 ; INTR ( 可屏蔽中断请求 ) 信号有效, 而且 IF=1, 这时要求系统响应该指定请求

13 2. 其处理器控制指令 - 等待指令 (WAIT- Wait for pin active) 格式 : WAIT 可以使 CPU 处于等待状态, 不继续执行指令, 这时 CPU 会定期测试 8086/8088 芯片的 TEST 引脚, 当它为高电平时, 则继续等待每隔 5 个时钟周期对 TEST 线的状态进行测试, 直到线上出现低电平时,CPU 退出等待, 并顺序执行下一条指令, 达到与设备同步的目的

14 3. 宏指令宏指令是用户自己定义的指令, 由指令和伪指令构成的一个程序段, 不是 8086 指令系统中的指令用户要采用宏指令时, 必须先定义后调用宏指令在汇编时并没有相对应的指令代码, 而只是类似于 EQU 定义的一个标识符可以将在程序中多次重复的程序段经过整理后定义成宏指令, 从而使汇编语言的程序设计得到简化问宏指令和子程序的优缺点分别是什么?

15 3. 宏指令 - 宏指令的定义宏指令名 MACRO [ 形式参数 1, 形式参数 2] ; 宏体 ( 由指令语句组成的能完成某一特定功能的一段程序 ) ENDM ; 宏定义结束伪指令 < 宏指令名 >: 一个标识符, 即定义的宏指令的名称 ; 宏定义在伪指令段进行 ( 宏定义伪指令 )

16 3. 宏指令 - 宏指令的定义 < 形式参数 >: 宏体中使用的参数, 它允许宏指令中具有待定的参数, 在宏调用时必须用实际的参数代替它, 因此每次宏指令调用时可以通过改变实际参数而改变宏指令的功能, 使宏指令的设计更加灵活宏指令可有多个形式参数, 它们之间以逗号间隔, 但总长度不得超过 132 调用时, 实际参数的个数和类型必须与形式参数一致宏指令也可以不带任何形式参数

17 3. 宏指令 - 宏的调用与展开宏调用的格式为 : 宏指令名 < 实际参数 > 调用时, 直接写出宏名字实际参数应该与宏指令定义时的形式参数一一对应若实际参数 > 形式参数, 编译时, 实参自动删除最后若实际参数 < 形式参数, 编译时, 自动补 0 填补

18 3. 宏指令 - 宏指令的定义 P76 例 3.43 设计对通用寄存器的左移右移 N 位的宏指令解 :3 个未知量,REG: 任一个调用寄存器,N: 移位次数, CC: 移位方式 : SHIFTN MACRO N, REG, CC MOV CL, N 1.CC 取 HR 时, 表示采用 SHR 移位 ; 2.CC 取 HL 时, 表示采用 SHL 移位 ; 3.CC 取 AR 时, 表示采用 SAR 移位 ; 4.CC 取 AL 时, 表示采用 SAL 移位宏的参数也可以出现在操作助记符中 S&CC REG, CL ; & 连接符, 表示字符串 CC 与 S 直接连接 ENDM SHIFTN 3, BL, HL

19 3. 宏指令 - 宏指令的定义 P75 例 3.41 设计对通用寄存器左移 4 位的宏指令解 : 设形式参数 REG 表示任一个调用寄存器, 则宏指令 LSHIFT4 定义为 : LSHIFT4 MACRO REG MOV CL,4 SHL REG,CL ENDM 这样, 在程序中, 如果要对 BX 的内容左移 4 位, 则可以直接采用 : LSHIFT4 BX 如果要对 DL 的内容左移 4 位, 则可以直接采用 : LSHIFT4 DL

20 3. 宏指令编写宏指令, 实现光标回车换行 CRLF MACRO MOV AH,2 MOV DL,0DH INT 21H MOV AH,2 MOV DL,0AH INT 21H ENDM CRLF

21 3. 宏指令 - 宏的调用与展开宏指令是指用一个标识符 ( 称为宏指令名 ) 来表示指定的一段程序, 在调用该宏指令时可以在程序汇编时展开成相应的程序段 ( 这一过程称为宏展开 ) 在汇编过程中, 当汇编到宏调用语句时, 将用宏体中的一段程序来代替这一条宏指令, 并且用实际参数取代形式参数在汇编过程产生的 LST( 列表 ) 文件中, 可看到宏展开语句的前面有一个 + 号或其它符号, 以表示与其它指令的区别

22 3. 宏指令 - 宏的调用与展开 P76 例 3.43 设计对通用寄存器的左移右移 N 位的宏指令解 :SHIFTN MACRO N, REG, CC MOV CL, N S&CC REG, CL ENDM SHIFTN 3, BL, HL ; 汇编程序对用户代码逐行汇编, 汇编到此句时 : 宏体插入 ; 自动实参代替形参, 继续汇编 ; 汇编后的指令, 左侧加上 +

23 3. 宏指令 v.s. 子程序宏指令是采用一个标识符来代替一段程序, 它在汇编时要进行宏展开, 对程序执行来说并没有增加额外的指令, 因此执行速度快, 但由于通过宏展开, 使宏体在程序中多处出现, 因此会占用较多的存储空间子程序也是一段功能独立的子程序, 但它只出现一次, 每次需要时, 通过 CALL 指令进行调用, 会额外引入子程序调用子程序返回指令, 因此会影响程序的执行速度

24 3. 宏指令 v.s. 子程序 (P78, 表 3.8) 优点宏指令 1. 执行速度快 2. 修改方便 3. 设计灵活 ( 可借助参数改变功能 ) 子程序占用内存少缺点占用内存多 1. 执行速度慢 2. 设计不太灵活

25 3. 宏指令 - 宏指令中的标号与变量 LOCAL 标号或变量 ; 局部标号或变量的定义格式宏指令定义中出现标号和 / 或变量定义语句时, 由于多次调用会出现相同的标号 / 变量的定义, 导致汇编出错采用伪指令 LOCAL 将宏指令中的来标号 / 变量指定为局部标号或变量这样在宏展开时, 系统会自动将其中标号和 / 或变量赋以新的标识符, 约定依次采用??0000??0001??0002 等等

26 3. 宏指令 - 宏指令中的标号与变量例 : 编写宏指令实现数据块搬家, 设源 / 目的块均在 DS DATAMOV MACRO DAT1, DAT2, N ;N 为待搬单元个数 LOCAL NEXT LEA SI, DAT1 LEA DI, DAT2 MOV CX, N NEXT: MOV AL, [SI] MOV [DI], AL INC SI INC DI LOOP NEXT ENDM

27 3. 宏指令 - 宏指令中的标号与变量 ; 将 BUF1 中 100 个单元搬到 BUF2 中 DATAMOV BUF1, BUF2, 100 ; 宏展开 : + LEA SI, DAT1 + LEA DI, DAT2 + MOV CX, N +NEXT: MOV AL, [SI] + MOV [DI], AL +INC SI + INC DI +LOOP NEXT ; 将 BUF3 中 200 个单元搬到 BUF4 中 DATAMOV BUF3, BUF4, 200 ; 宏展开 : + LEA SI, DAT1 + LEA DI, DAT2 + MOV CX, N +NEXT: MOV AL, [SI] + MOV [DI], AL +INC SI + INC DI +LOOP NEXT

28 3. 宏指令 - 宏指令中的标号与变量 ; 将 BUF1 中 100 个单元搬到 BUF2 中 DATAMOV BUF1, BUF2, 100 ; 宏展开 : + LEA SI, DAT1 + LEA DI, DAT2 + MOV CX, N +??0000: MOV AL, [SI] + MOV [DI], AL +INC SI + INC DI +LOOP??0000 ; 将 BUF3 中 200 个单元搬到 BUF4 中 DATAMOV BUF3, BUF4, 200 ; 宏展开 : + LEA SI, DAT1 + LEA DI, DAT2 + MOV CX, N +??0001: MOV AL, [SI] + MOV [DI], AL +INC SI + INC DI +LOOP??0001

29 3. 宏指令 - 重复宏重复宏是一种伪指令, 它指示汇编程序对指定的一组语句进行重复汇编, 其结束语句也是 ENDM 重复宏不一定出现在宏定义中, 可以在程序的任意位置, 但一旦出现在宏定义中, 则必须先结束重复宏, 然后再结束宏定义重复宏有 3 种格式 : REPT( 重复 ) IRP( 不定重复 ) IRPC( 不定字符重复 )

30 3. 宏指令 - 重复宏 REPT REPT < 表达式 > ; 由指令和伪指令构成的重复内容 ENDM 根据给定的表达式计算出重复的次数, 从而重复指定的程序段当表达式的值不是整数时, 进行取整运算

31 3. 宏指令 - 重复宏 REPT P77 例 3.45 在数据段中定义字节型变量, 其值为随机数, 产生的数据满足 : x( k) x( k 1) M MOD(256) k 1,2, M 79, n 200 x( 0) 17, 初值解 : 这是一种产生随机数的简单方法, 题目要求产生 200 个字节数据, 其前 5 个数据为 , 有一定的随机性, 这种方法在实际应用中具有重要的作用重复宏提供了产生随机数的便利手段, 其重复宏可以表示成 : X=17 REPT 200 X=(X+79) mod 256 DB X ENDM n

32 3. 宏指令 - 不定重复宏 IRP (Indefinite Repeat) IRP < 形式参数 >,< < 参数 1>,< 参数 2>, > ENDM 由指令和伪指令构成的重复内容表示将尖括号内的各个参数依次赋给形式参数, 并重复指定的程序段

33 3. 宏指令 - 不定重复宏 IRP (Indefinite Repeat Character) IRPC < 形式参数 >,< 字符串 > ENDM 由指令和伪指令构成的重复内容表示将字符串中的各个字符依次赋给形式参数, 并重复执行指定的程序段

34 3. 宏指令 - 不定重复宏 IRP (Indefinite Repeat Character) 例 3.47 不定字符重复宏 IRPC 示例解 : 设有不定字符重复宏 : IRPC CC, AAB ADD AX, CC&X ENDM 这等效于 : ADD AX, AX ADD AX, AX ADD AX, BX

35 3. 宏指令 P75 例 3.42 设计在显示器上显示出缓冲区中字符串的宏指令解 : 为了显示出字符串, 需要用到 DOS 功能调用 INT 21H 的 09 号功能, 参见附录 C 而且要求缓冲区中存放好以 ASCII 码表示的字符串, 并以 $ 结尾为设计具有调用性的宏指令, 采用形式参数 MESSAGE 表示要显示缓冲区的首地址, 则宏指令 DISPMESSAGE 可以定义为 : DISPMESSAGE MACRO MESSGE LEA DX, MESSGE MOV AH, 09H INT 21H ENDM 这样, 当要显示 STRING 中的字符串时, 可以采用 : DISPMESSAGE STRING

36 3. 宏指令 P74 例 3.40 设计宏指令 REGSAVE 和 REGRESTO 分别实现保护和恢复所有通用寄存器解 : 在设计子程序和中断服务子程序时, 经常需要在入口处对寄存器的内容进行保护, 在出口处恢复寄存器的内容 : LSHIFT4 MACRO REG MOV CL,4 SHL REG,CL ENDM 这样, 在程序中, 如果要对 BX 的内容左移 4 位, 则可以直接采用 : LSHIFT4 BX 如果要对 DL 的内容左移 4 位, 则可以直接采用 : LSHIFT4 DL

37 3. 宏指令保护寄存器的宏指令 REGSAVE 为 : REGSAVE MACRO PUSH AX PUSH BX PUSH CX PUSH DX PUSH SI PUSH DI PUSH BP PUSHF ENDM 恢复寄存器的宏指令 REGRESTO 为 : REGRESTOMACRO POPF POP BP POP DI POP SI POP DX POP CX POP BX POP AX ENDM

38 3. 宏指令 - 宏的调用与展开 LSHRFT4MACRO REG MOV CL,4 SHR REG,CL ENDM DISPM MACRO REG MOV DL MOV AH, 02H INT 21H ENDM STACK SEGMENT STACK DW 256 DUP(?) TOP LABEL WORD STACK ENDS DATA SEGMENT BUF DB 7AH DATA EDNS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA,ES:DATA,SS:STACK START: MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV ES, AX MOV AX, STACK MOV SS, AX MOV SP OFFSET TOP CHANG CODE MOV BL, BUF MOV AL, BL LSHRFT4 AL CALL CHANGE DISPM AL AND BL, 0FH MOV AL, BL CALL CHANGE DISPM AL MOV AH 4CH INT 21H PROC NEAR ; CMP AL,10 JNGE CHANG1; ADD AL,7 ; A ~ F CHANG1: ADD AL,30H; 将数字转换为 ASCII 码 RET CHANG ENDP ENDS END START

39 的指令系统 2 n x 例 3.44 编写宏指令实现计算的值解 : 设 x 为字型变量, 则 2 n x 的值会超出一个字的值, 因此, 采用 (DX:AX) 表示相乘的结果宏指令 MULPX 定义为 : MULPXMACRO N, X LOCAL L1, L2 XOR DX, DX MOV AX, X MOV CX, N JCXZ L2 L1: ADD AX, AX ADDC DX, DX LOOP L1 L2: 宏指令 ENDM xtwang@mail.xidian.edu.cn

40 的指令系统宏指令 3 5 这样, 当要计算 z 2 x 2 序 ( 设变量 z 为双字类型 ): MULPX 3,x MOV WORD PTR z, AX MOV WORD PTR z+2, DX MULPX 5,y ADD WORD PTR z, AX ADDC WORD PTR z+2, DX y 的值时, 有程 xtwang@mail.xidian.edu.cn

幻灯片 1

幻灯片 1 3 8086 Tel:2656809 tjx@csu.edu.cn 2005-9-14 1 2005-9-14 2 8086 8 8086 8086 7 2005-9-14 3 PC 2005-9-14 4 2005-9-14 5 81616 2005-9-14 6 [ ] MOV AX, 3064H AX=3064H 16AX OP 64H 30H 2005-9-14 7 16 AX BX CX