主要内容指令系统的一般概念指令操作方式操作码的含义指令对操作数的要求指令执行的结果寻址方式指令说明 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 2

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1 第 3 章 8086 的寻址方式和指令系统 (1) 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 1

2 主要内容指令系统的一般概念指令操作方式操作码的含义指令对操作数的要求指令执行的结果寻址方式指令说明 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 2

3 的寻址方式两种不同的类型 : 一类是程序地址 ( 在代码段中 ) 的寻址方式 ; 另一类是操作数地址的寻址方式 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 3

4 一指令的基本构成目的源操作码操作数, 操作数说明要执行的是什么操作操作对象, 可以有 0 个 1 个或 2 个 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 4

5 指令例 MOV AX, BX 操作码操作数 ADD AX,[SI+6] DEC [BX] HLT 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 5

6 指令按功能分为六大类 (92 种 ) (1) 数据传送类 ; (2) 算术运算类 ; (3) 逻辑运算和移位 ; (4) 串操作 ; (5) 控制转移类 ; (6) 处理器控制 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 6

7 部分 8086 常用指令数据传送算术运算指令类型数据传送地址传送输入输出加法减法乘 / 除法逻辑移位串操作控制转移助记符 MOV,PUSH/POP,XCHG 等 LEA,LDS,LES IN,OUT ADD,ADC,INC SUB,SBB,DEC,NEG,CMP MUL,IMUL,DIV,IDIV AND,OR,NOT,XOR,TEST SHL/SHR/SAR,ROL/ROR,RCL/RCR MOVS,CMPS,SCAS,LODS,STOS JMP,J XX,LOOP,CALL/RET,INT/IRET 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 7

8 二 8086 的操作数分为 3 类 : 1 立即数 ( 常数 ) 取值范围如下表 : 类型 8 位 16 位无符号数 00H-FFH(0-255) 0000H-FFFFH( ) 有符号数 80H-7FH(-128~127) 8000H-7FFFH(-32768~32767) 立即数只能用作源操作数, 如 MOV AX,0FA00H MOV 0A000H,DX ; 正确 ; 错误 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 8

9 2 寄存器操作数放在 8 个通用寄存器或 4 个段寄存器中的操作数 AX 16 位 AH AL BX 16 位 BH BL CX 16 位 CH CL DX 16 位 DH DL 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 9

10 SI DI BP 只能存放字操作数 SP CS DS ES 段寄存器存放当前操作数的段基地址 SS 不允许将立即数传送到段寄存器 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 10

11 3 存储器操作数存储器操作数类型字节字双字存储单元个数一般不允许两个操作数同时为存储器操作数 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 11

12 存储单元的物理地址 = 段首地址 + 偏移地址若指令中没有指明所涉及的段寄存器,CPU 就采用默认的段寄存器来确定操作数所在的段存储器操作数的偏移地址 ( 也称有效地址 ) 可以通过不同的寻址方式由指令给出例如, 若 (BX)=2000H, (SI)=0A00H, (DI)=2A00H, 则以下指令的结果是一样的 : MOV AL, [2A00H] MOV AL, [BX+0A00H] MOV AL, [BX][SI] MOV AL, [DI] 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 12

13 三指令的执行时间一条指令的执行时间 = 单位用时钟周期数表示取指令取操作数执行指令传送结果结论 : 1) 尽量使用寄存器作为操作数 2) 若有可能, 用移位代替乘除法 3) 尽量使用简单的寻址方式 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 13

14 四 8086 的寻址方式寻址方式寻找操作数的位置寻找要执行的下一条指令地址 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 14

15 四 8086 的寻址方式操作数的寻址方式, 分为 8 种 : 1 立即寻址 5 寄存器相对寻址 2 直接寻址 6 基址变址寻址 3 寄存器寻址 7 相对基址变址寻址 4 寄存器间接寻址 8 隐含与其它寻址 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 15

16 3.1.1 立即寻址方式操作数 ( 为一 8 16 位常数 ) 直接由指令给出 ( 此操作数称为立即数 ) 只能用于源操作数例 : MOV AX, 12ABH MOV BYTE PTR[2B94H], 8FH 错误例 : MOV 2B94H, AX ; 错误! 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 16

17 代码段立即寻址指令在存码段指令操作例 :MOV AX,3102H ; AX 3102H ; 执行后,(AH) = 31H,(AL) = 02H 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 17 立即数储器中的存放形式操作码低 8 位高 8 位 AH AL 代AX 存储器 MOV 操作码 02H 31H

18 3.1.2 寄存器寻址方式操作数放在某个寄存器中, 而寄存器名由指令指出源操作数与目的操作数字长要相同寄存器寻址与段地址无关例 : MOV AX, BX MOV [3F00H], AX MOV CL, AL 错误例 : MOV AX, BL ; MOV ES: AX, DX ; 字长不同寄存器与段无关 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 18

19 指令操作例 : MOV SI,AX ; SI (AX) ; 假定指令执行前 :(AX)=2233H ; 则, 指令执行后 :(AX)=2233H,(SI)=2233H AX 2233H SI 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 19

20 3.1.3 直接寻址方式指令中直接给出操作数的 16 位偏移地址偏移地址也称为有效地址 EA( Effective Address) 默认的段寄存器为 DS, 但也可以显式地指定其他段寄存器称为段超越前缀偏移地址, 可用符号地址表示, 如 ADDR VAR 例 : MOV AX, [2A00H]; 默认在 DS 段寻址 MOV DX,ES: [2A00H]; 为 ES 段内寻址 MOV SI,TABLE_PTR; 或者 MOV SI,[TABLE_PTR] 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 20

21 代码段. 数据段指令操作例 :MOV AX,[3102H] AL (3102H), AH (3103H) ; 如果 (DS)=2000H, (23012H) = CDH, (23013H) = ABH ; 则操作数的物理地址为 : 存储器 ; 20000H+3102H = 23102H ; 指令执行后 :(AX) = ABCDH AH AL 23102H MOV 操作码 02H 31H CDH ABH 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 21

22 3.1.4 寄存器间接寻址操作数的偏移地址 ( 有效地址 EA) 放在寄存器中只有 SI DI BX 和 BP 可作间址寄存器 BX SI 或 DI 默认为 DS,BP 时默认为 SS EA = (BP) (BX) (SI) (DI) 例 : MOV AX, [BX] MOV CL, CS:[DI] 错误例 : MOV AX, [DX] MOV CL, [AX] 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 22 SS DS

23 数据段44H 指令操作例 :MOV AX, [SI] ; 若 (DS)=6000H, (SI)=1200H, (61200H)=44H, (61201H)=33H ; 则指令执行后,(AX)=3344H DS SI 存储器 ) H AX 61200H 44H 33H 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 23

24 3.1.5 寄存器相对寻址相对寻址或称变址寻址 EA= 间址寄存器的内容加上一个 8/16 位的位移量 EA = (BP)( BX) (SI) (DI) + 8 位 16 位位移量寄存器相对寻址常用于存取表格或一维数组中的元素把表格的起始地址作为位移量, 元素的下标值放在间址寄存器中 ( 或反之 ) 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 24

25 例 : MOV AX, [BX+8] MOV CX, TABLE[SI] MOV AX, [BP+1000H] ; 默认段寄存器为 SS 指令操作例 :MOV AX,DATA[BX] ; 若 (DS)=6000H, (BX)=1000H, DATA=2A00H, ; (63A00H)=66H, (63A01H)=55H ; 则物理地址 = 60000H H + 2A00H = 63A00H ; 指令执行后 :(AX)=5566H 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 25

26 . 数据段MOV AX,DATA[BX] DS BX DATA 2A A A00H AX AH AL. 操作码 00 偏移量低 2A 偏移量高. 66H 55H. 代码段2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 26

27 3.1.6 基址变址寻址方式若操作数的偏移地址 : 由基址寄存器 (BX 或 BP) 给出基址寻址方式由变址寄存器 (SI 或 DI) 给出变址寻址方式由一个基址寄存器的内容和一个变址寄存器的内容相加而形成操作数的偏移地址, 称为基址变址寻址方式 EA = (BX) (BP) + (SI) (DI) 同一组内的寄存器不能同时出现 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 27

28 例 : MOV AX, [BX] [SI] MOV AX, [BX+SI] MOV AX, DS: [BP] [DI] 错误例 : MOV AX, [BX] [BP] MOV AX, [DI] [SI] 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 28

29 指令操作例 :MOV AX, [BX][SI] ; 假定 :(DS)=8000H, (BX)=2000H, SI=1000H ; 则物理地址 = 80000H H H = 83000H ; 指令执行后 : (AL)=[83000H] (AH)=[83001H] DS 8000 BX SI 1000 AX AH AL 83000H 操作码代码段数据段 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 29.. YY XX.

30 3.1.7 相对基址变址寻址方式在基址变址寻址的基础上再加上一个相对位移量注意事项同基址变址寻址方式 EA = (BX) (BP) + (SI) (DI) + 8 位 16 位位移量例 : MOV AX,BASE [SI] [BX] MOV AX,[BX+BASE] [SI] MOV AX,[BX+SI+BASE] MOV AX,[BX] BASE [SI] MOV AX,[BX+SI] BASE 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 30

31 . 数据段指令操作例 :MOV AX,DATA[DI][BX] ; 若 (DS)=8000H, (BX)=2000H, (DI)=1000H, DATA=200H ; 则指令执行后 (AH)=[83021H], (AL)=[83020H] DS BX 2000 DI 操作码 + DATA 0200 AX AH XX AL YY 83200H. YY XX. 代码段2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 31

32 使用相对基址变址寻址方式可以很方便地访问二维数组位移量数组首地址 ( 偏移地址 ) 基址寄存器数组元素行址 ( 行位移地址 ) 变址寄存器数组元素列址 ( 行内元素下标 ) 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 32

33 二维数组例 : 内存图示 ( 按行存储 ) 偏移地址 BASE 行位移地址 BX A = 行内元素下标 SI BX=00 BX=03 BX=06 BASE 存储器 01H 08H 03H 02H 05H 02H 04H 00H 09H SI=00 SI=01 SI=02 SI=00 SI=01 SI=02 SI=00 SI=01 SI= 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 33

34 3.1.8 其它寻址方式隐含寻址指令中操作数隐含, 即指令中未显式地指明操作数例 :MUL BL (AL) (BL) AX 指令隐含了被乘数 AL 及乘积 AX 类似的指令还有 :DIV CBW MOVS 等 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 34

35 3.1.8 其它寻址方式 I/O 端口寻址直接端口寻址 : 端口地址直接在指令中提供 8 位立即数寻址空间 2 8 例 : IN AL, 23H 间接端口寻址 : 被寻址端口为 16 位, 必须通过 DX 提供端口号寻址空间 2 16 例 :MOV IN DX, 1220H AL, DX 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 35

36 3.1.8 其它寻址方式一条指令有几种寻址方式上述寻址方式是针对源操作数, 对于目的操作数则可用除立即寻址方式以外的所有寻址方式, 其中存在隐含规则例 : MOV [BX],AX 隐含了 BX 存放的存储器偏移地址是在 DS 段 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 36

37 3.1.8 其它寻址方式转移类指令寻址控制转移指令分为 : 转移指令循环控制指令调用和返回指令中断指令均用以改变 CS:IP, 以改变程序执行的顺序和流程 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 37

38 小结指令由 ( 操作码 ) 和 ( 操作数 ) 构成如何取得操作数称为 ( 寻址方式 ) 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 38

39 立即寻址直接寻址寄存器寻址寻址方式可分为寄存器间接寻址寄存器相对寻址基址变址寻址相对基址变址寻址 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 39

40 寄存器间接寄存器相对基址变址相对基址变址四种寻址方式的比较 : 寻址方式指令操作数形式寄存器间接只有一个寄存器 (BX/BP/SI/DI 之一 ) 寄存器相对一个寄存器加上位移量基址变址两个不同类别的寄存器相对基址变址两个不同类别的寄存器加上位移量 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 40

41 3.2 指令的机器码表示方法机器语言指令的编码目的和特点机器语言指令代码的编制 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 41

42 3.2.1 机器语言指令的编码目的和特点 1. 机器语言指令计算机只能识别二进制表示的机器语言指令, 也称为机器码编程时, 一般可不必了解指令的机器码若要透彻了解计算机的工作原理, 看懂包含机器码的程序清单, 对程序进行正确的调试排错等, 就要了解机器语言 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 42

43 3.2.1 机器语言指令的编码目的和特点 2. 机器语言指令的编码特点指令通常由操作码和操作数两部分组成 : 操作码很容易从指令编码表中查到 ; 操作数采用寄存器和存储器寻址方式时, 可以列表给出编码方式操作数采用立即数和端口地址时, 可直接填入指令的编码格式表中 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 43

44 3.2.1 机器语言指令的编码目的和特点 2. 机器语言指令的编码特点 8086 指令的长度可以是 1~6 字节最简单的指令是 1 字节指令, 指令中只包含 8 位操作码, 没有操作数例如, 清进位位指令 CLC, 机器码为 , 可直接从指令编码表中查到大部分指令除了操作码外, 还包含操作数, 所以要由几个字节组成 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 44

45 3.2.2 机器语言指令代码的编制指令控制计算机完成指定操作的命令机器指令指令的二进制代码形式例如 :CD21H 汇编指令助记符形式的指令例如 :INT 21H 指令系统 CPU 所有指令及其使用规则的集合 8088/8086 指令系统 : (1) 指令向后兼容 (x86 系列 ) (2) 应用广泛, 资料易于寻找 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 45

46 1. 编码格式说明例,MOV 指令 D W MOD REG R/M 操作码 D- 数据传送方向 D=0, 数据从寄存器传出 D=1, 数据传送至寄存器 W- 传送数据类型 W=0, 字节 W=1, 字 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 46

47 3.2.2 机器语言指令代码的编制寄存器号由第 2 字节的 REG 字段说明, 用 3 位编码可寻址 8 种不同的寄存器 W 区别 8/16 位寄存器对使用段寄存器的指令,REG 为 2 位编码例如 : 当 REG=010 W=1, 寻址 DX W=0, 寻址 DL REG 段寄存器 01 CS 11 DS 00 ES 10 SS REG W=1 W=0 000 AX AL 011 BX BL 001 CX CL 010 DX DL 100 SP AH 111 DI BH 101 SI CH 110 BP DH 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 47

48 MOD 和 R/M 的编码 MOD R/M W=0 W=1 000 [BX]+[SI] [BX]+[SI]+D8 [BX]+[SI]+D16 AL AX 001 [BX]+[DI] [BX]+[DI]+D8 [BX]+[DI]+D16 CL CX 010 [BP]+[SI] [BP]+[SI]+D8 [BP]+[SI]+D16 DL DX 011 [BP]+[DI] [BP]+[DI]+D8 [BP]+[DI]+D16 BL BX 100 [SI] [SI]+D8 [SI]+D16 AH SP 101 [DI] [DI]+D8 [DI]+D16 CH BP 110 D16( 直接寻 ) [BP]+D8 [BP]+D16 DH SI 111 [BX] [BX]+D8 [BX]+D16 DH DI 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 48

49 MOD 和 R/M 编码的说明如另一个操作数也是寄存器, 则 MOD=11, 可再由寄存器名称及 W 值查出 R/M 编码 :W=0 时,3 位 R/M 码指定 8 个 8 位寄存器, W=1 则为 8 个 16 位寄存器如另一个操作数是存储单元, 则 MOD 11, 也可查表确定有效地址 EA EA 可能包含在寄存器内, 也可能是 1 或 2 个寄存器与 8 位 (D8) 或 16 位 (D16) 位移量之和 MOD 字段的 3 种编码 (MOD 11) 和 R/M 的 8 种编码, 共组成 24 种不同的编码格式, 即涉及存储器操作的寻址方式可以有 24 种不同的表示方法要是指令中包含 8 位位移量, 需再增加 1 字节存放位移量 disp-l; 如果包含 16 位的位移量, 则要增加 2 字节存放位移量 disp-l 和 disp-h 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 49

50 2. 寄存器间传送指令的编码例求指令 MOV SP,BX 的机器码指令功能 : 将 BX 内容送到 SP 寄存器中其操作码为 ; 传送字数据 W=1;REG 字段为 100 指定 SP;D=1 表示传进 SP 另一操作数 BX 也是寄存器, 因此 MOD=11; 再根据 W=1 及 BX, 从表 3.2 可知 R/M=011 这样, 就可求得图 3.8 所示的指令编码如选择 BX 的编码 011 送 REG, 则 D=0, 表示从 BX 传出, R/M=100, 其余同上, 可求得指令的另一种编码格式 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 50

51 3. 寄存器与存储器间传送指令的编码例求指令 MOV CL,[BX+1234H] 的机器码指令功能 : 将地址 (BX+1234H) 中的字节数据传送到 CL 中, 指令编码如图求该指令编码的第 1 2 字节的方法与例 3.18 类似, 可通过查表获得 ; 第 3 字节存放 16 位位移量的低字节 34H, 第 4 字节存放高字节 12H 所以该指令的编码为 8A 8F 34 12H 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 51

52 4. 立即数寻址指令的编码对于立即数寻址的指令, 除操作码外, 还要有 1~2 个字节存放立即数例求指令 MOV [BX+2100H],0FA50H 的机器码指令功能是将 16 位立即数 FA50H 送到有效地址为 (BX+2100H) 的字单元中它是一个 6 字节指令, 指令中不但有 16 位立即数, 而且还有 16 位位移量指令编码如图 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 52

53 求指令 MOV [BX+2100H],0FA50H 的机器码操作码第 1 字节 W, 第 2 字节 MOD 000 R/M 传送 16 位立即数,W=1; 存储器寻址方式的编码为 [BX] +D16, 由表 3.2,MOD=10,R/M=111, 第 2 字节中还有 3 位为 000 可得指令的前 2 字节为 , 即 C7 87H 第 3 和第 4 字节为 16 位位移量的低字节 (disp-l)00h 和高字节 (disp-h)21h 第 5 和第 6 字节存放立即数低字节 (data-l)50h 和高字节 (data- H)FAH 因此, 该指令的编码为 C FA, 在内存中按从低地址到高地址的次序存放若立即数仅 8 位, 例如 MOV [BX+3200H],86H, 可省去第 6 字节 data-h 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 53

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

主要内容 指令系统的一般概念 指令操作方式操作码的含义指令对操作数的要求指令执行的结果 寻址方式 指令说明 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 2

主要内容指令系统的一般概念指令操作方式操作码的含义指令对操作数的要求指令执行的结果寻址方式指令说明 2015 年 3 月 16 日星期一 8 时 2 分 37 秒 2