【正文】 第 4章 16位和 32位微處理器的指令系統(tǒng)及匯編語言編程 教學(xué)目的和要求 掌握 16位微處理器的尋址方式、指令系統(tǒng)及匯編語言編程，了解 32位微處理器的指令系統(tǒng)，并結(jié)合附錄 A能夠掌握匯編語言編程的上機(jī)操作 教學(xué)重點(diǎn) ? 16位微處理器的尋址方式、指令系統(tǒng)及匯編語言編程（完整段模式） ? 32位匯編語言編程（簡化段模式） 教學(xué)難點(diǎn) ? 微處理器的尋址方式與指令系統(tǒng) ? 匯編語言編程的基本概念和編程方法 入 門 ? 指令通常應(yīng)提供的信息 1. 做什么操作 2. 操作數(shù)從哪里來 3. 操作結(jié)果放在哪里 4. 對(duì)于調(diào)用和轉(zhuǎn)移指令 ， 還要涉及轉(zhuǎn)移或調(diào)用地址的提供方式 指令系統(tǒng)的特點(diǎn) ? 8086/8088的指令系統(tǒng)完全相同 ， 都能在 x86系列CPU上運(yùn)行 ? 指令的特點(diǎn)體現(xiàn)在：格式上 、 功能上和尋址方式 可變長指令 ， 如 CISC指令 1～ 8字節(jié) 尋址方式多樣靈活 ， 處理數(shù)據(jù)能力強(qiáng) 有重復(fù)指令和運(yùn)算指令 ， 擴(kuò)充了條件指令 、 移位 /循環(huán)指令 為加強(qiáng)軟件中斷功能和支持多處理器相同的工作 ，增設(shè)了有關(guān)的指令 ， 如 test， wait等 指令的組成 ? 操作碼 (OP)字段 －－標(biāo)明計(jì)算機(jī)要執(zhí)行什么操作 ? 操作數(shù) （ operand） 字段 －－指出指令在執(zhí)行過程中所需要的 操作數(shù) （ 值為多少 或者 放在什么地方 ） ， 以及操作結(jié)果送到哪里 指令的一般格式 ? 每條指令為字節(jié)的整數(shù)倍長 （ 指令規(guī)整 ） ? 操作數(shù)字段可以有零個(gè) 、 一個(gè) 、 二個(gè)或三個(gè)操作數(shù) ， 通常稱為 “ 一地址 ” ， “ 二地址 ”或 “ 三地址 ” 指令 。 操作碼 操作數(shù) 。 操作數(shù) 示例 1 ? 無操作數(shù)指令 （ 控制類指令 ） ， 如： HLT LOCK CLC CLD CLI IRET 示例 2 單操作數(shù)指令 ， 如： 加 1指令 INC AX 只需要指出加 1的操作數(shù) ， 它是 “ 一地址 ”指令 。 雙操作數(shù)指令 ， 如： ADD AX, BX 大多數(shù)運(yùn)算型指令都是雙操作數(shù)指令 ， 對(duì)這種指令 ， 有的機(jī)器 （ 大中型 ） 使用 “ 三地址 ”指令：除給出參加運(yùn)算的兩個(gè)操作數(shù)外 ， 還要指出運(yùn)算結(jié)果的存放地址 操作指令 ? 現(xiàn)代微型計(jì)算機(jī)中多采用二地址指令 ， 兩個(gè)操作數(shù)分別稱為 “ 源操作數(shù) ” 和 “ 目的操作數(shù) ” ， 指令執(zhí)行后 ， 把運(yùn)算結(jié)果放到目的操作數(shù)的地址之中 。 ? 指令的操作碼在機(jī)器中的表示比較簡單 ， 只要對(duì)每一種操作指定相應(yīng)的二進(jìn)制代碼即可；而指令的操作數(shù)字段的情形就比較復(fù)雜 。 編址方式 ? 計(jì)算機(jī)中的編址設(shè)備： Register、 系統(tǒng)主存和 I/O設(shè)備 ? 編址方式： ? 三個(gè)零地址空間：即對(duì)上述三種設(shè)備分別進(jìn)行編址 ， 并分別采用不同的尋址方式 ， 很復(fù)雜 ，如： PC/XT ? 兩個(gè)零地址空間：對(duì)通用寄存器 R進(jìn)行獨(dú)立編址 ， 主存和 I/O統(tǒng)一編址 ， 地址碼的地址高端用于 I/O地址 ， 64K。 ? 優(yōu)點(diǎn)：簡化了指令系統(tǒng) ? 缺點(diǎn)：指令執(zhí)行過程復(fù)雜 編址方式 ? 一個(gè)零地址空間：三種設(shè)備統(tǒng)一編址 ， 寄存器 、 主存和 I/O對(duì)應(yīng)低地址到高地址 ? 無零地址空間：指堆棧計(jì)算機(jī) ? CACHE和 BUFFER是否需要編址 ？ 尋址方式 ? 尋址方式的定義： ? 指令中如何提供操作數(shù)或操作數(shù)地址的方式 。 ? 規(guī)定如何對(duì)地址字段作出解釋以找到操作數(shù) 。 *程序轉(zhuǎn)移時(shí)需提供轉(zhuǎn)移地址 ， 這跟提供操作數(shù)地址在方法上沒有本質(zhì)區(qū)別 ， 因此也歸入尋址方式的范疇 。 指令系統(tǒng)設(shè)計(jì) ? 包括操作碼字段和操作數(shù)字段 ? 一個(gè)指令系統(tǒng)能夠提供哪些尋址方式 ， 能否為編制程序提供方便 ， 這是指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵 。 ? 需要說明的是 ， 在不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中 ， 尋址方式的名稱和分類并不統(tǒng)一 ， 但基本可以歸結(jié)為以下幾種方式或它們的變型或組合： 尋址方式 ? 固定尋址 ? 立即尋址 （ 立即數(shù)尋址 ） ? 寄存器尋址 ? 直接尋址 ? 間接尋址 ? 變址尋址 8086微處理器的尋址方式與指令系統(tǒng) 尋址方式 一條指令包含操作碼和操作數(shù)兩部分，操作碼指出該指令要進(jìn)行的操作，操作數(shù)指出該指令需要的操作數(shù)或操作數(shù)的地址。指令根據(jù)一定的方式，找到操作數(shù)或操作數(shù)的地址，然后取出操作數(shù)進(jìn)行處理。尋找操作數(shù)地址的方式稱為尋址方式 表 41 8086/8088的 6種尋址方式 尋址方式 匯編格式 操作數(shù)位置 寄存器尋址 R 寄存器 寄存器間接尋址 [R] 內(nèi)存 變址尋址 X[R] 內(nèi)存 基址變址尋址 X[BR+IR] 內(nèi)存 直接尋址 [EA] 內(nèi)存 立即尋址 n 內(nèi)存代碼段 一、寄存器尋址 匯編格式： R（ R是寄存器名 ） 說明：尋找的操作數(shù)在寄存器 R中 例 【 41】 INC AX 二、寄存器間接尋址 匯編格式： [R]（ R是寄存器名 ） 說明：寄存器 R的內(nèi)容是操作數(shù)在內(nèi)存的 EA， 先從寄存器 R中取出操作數(shù)在內(nèi)存的 EA， 再根據(jù) EA和某段寄存器生成 PA尋找操作數(shù) ， 所以稱為間接尋址 。 能用來作間接尋址的寄存器只能是 BX、 SI、DI或 BP四者之一 例 【 42】 MOV AX， [SI] 二、寄存器間接尋址 (續(xù) ) 表 42 寄存器間接尋址方式物理地址生成 段 段寄存器 EA PA 數(shù)據(jù)段 DS [BX] (DS)左移 4位+EA [SI] [DI] 附加數(shù)據(jù)段 ES [BX] (ES)左移 4位+EA [SI] [DI] 堆棧段 SS [BP] (SS)左移 4位+EA 三、變址尋址 匯編格式： X[R]（ R是寄存器名， X表示位移量，其值是用 8位或 16位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的有符號(hào)數(shù)）。 說明：寄存器 R內(nèi)容和位移量 X之和是操作數(shù)在內(nèi)存的 EA。先將寄存器 R中的值和位移量 X相加求出操作數(shù)在內(nèi)存的 EA，再根據(jù) EA和某段寄存器生成 PA尋找操作數(shù)。能用來作變址尋址的寄存器只能是 BX、SI、 DI 或 BP四者之一。 例 【 43】 MOV BX， 2[BX] 三、變址尋址 (續(xù) ) 表 43 變址尋址方式物理地址生成 段 段寄存器 EA PA 數(shù)據(jù)段 DS [BX]+X (DS)左移 4位+EA [SI] +X [DI] +X 附加數(shù)據(jù)段 ES [BX] +X (ES)左移 4位+EA [SI] +X [DI] +X 堆棧段 SS [BP] +X (SS)左移 4位+EA 四、基址變址尋址 匯編格式： X[BR+IR]或 X[BR][IR]（ BR為基址寄存器， IR為變址寄存器， X表示位移量，其值是用 8位或 16位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的有符號(hào)數(shù)） 說明：基址寄存器 BR、變址寄存器 IR的內(nèi)容和位移量 X三者之和是操作數(shù)在內(nèi)存的 EA。先將寄存器 BR、IR中的值和位移量 X相加求出操作數(shù)在內(nèi)存的 EA，再根據(jù) EA和某段寄存器生成 PA尋找操作數(shù)?；芳拇嫫髦荒苡?BX或 BP，變址寄存器只能用 SI或 DI 四、基址變址尋址 (續(xù) ) 表 43基址變址尋址方式物理地址生成 段 段寄存器 EA PA 數(shù)據(jù)段 DS [BX]+ [SI] +X (DS)左移4位 +EA [BX]+ [DI] +X 附加數(shù)據(jù)段 ES [BX]+ [SI] +X (ES)左移 4位 +EA [BX]+ [DI] +X 堆棧段 SS [BP] + [SI] +X (SS)左移 4位 +EA [BP] + [DI] +X 五、立即尋址 匯編格式： n（ n是一個(gè)常數(shù) ， 稱為立即數(shù) ） 說明：指令操作碼后面單元的內(nèi)容為操作數(shù) （ 常數(shù)n） ， 操作數(shù)在內(nèi)存代碼段 。 立即尋址所提供的操作數(shù)直接放在指令中 ， 它是緊跟在指令操作碼后面的一個(gè)可用 8位或 16位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的有符號(hào)數(shù) 。 立即尋址主要用來給寄存器或內(nèi)存單元賦初值 例 【 46】 MOV AX， 2是將立即數(shù) 2送到 AX中 六、直接尋址 匯編格式：含有變量的地址表達(dá)式或段寄存器 :[EA] 說明：在一條指令中直接給出某一內(nèi)存單元的 EA， 這個(gè) EA經(jīng)過匯編后放在這條指令的下一個(gè)字單元 。 例 【 47】 MOV AX， [2020]是將數(shù)據(jù)段中EA為 2020的內(nèi)存單元中的內(nèi)容送到 AX中 。 8086指令系統(tǒng) 一、數(shù)據(jù)傳送指令 表 46數(shù)據(jù)傳送指令 類別 操作碼 格式 一般數(shù)據(jù)傳送指令 MOV MOV OPD， OPS XCHG XCHG OPD， OPS XLAT XLAT OPS或 XLAT 8086指令系統(tǒng) 一、數(shù)據(jù)傳送指令 (續(xù) 1) 表 46數(shù)據(jù)傳送指令 類別 操作碼 格式 堆棧操作指令 PUSH PUSH OPS POP POP OPD 8086指令系統(tǒng) 一、數(shù)據(jù)傳送指令 (續(xù) 2) 表 46數(shù)據(jù)傳送指令 類別 操作碼 格式 標(biāo)志寄存器傳送指令 PUSHF PUSHF POPF POPF LAHF LAHF SAHF SAHF 8086指令系統(tǒng) 一、數(shù)據(jù)傳送指令 (續(xù) 3) 表 46數(shù)據(jù)傳送指令 類別 操作碼 格式 地址傳送指令 LEA LEA OPD， OPS LDS LDS OPD， OPS LES LES OPD， OPS 輸入輸出指令 IN IN OPD， OPS OUT OUT OPD， OPS 8086指令系統(tǒng) 二、算術(shù)運(yùn)算指令 表 47 算術(shù)運(yùn)算指令 類別 操作碼 格式 加法指令 ADD ADD OPD， OPS ADC ADC OPD， OPS INC INC OPD 8086指令系統(tǒng) 二、算術(shù)運(yùn)算指令 (續(xù) 1) 表 47 算術(shù)運(yùn)算指令 類別 操作碼 格式 減法指令 SUB SUB OPD， OPS SBB SBB OPD， OPS DEC DEC OPD NEG NEG OPD CMP CMP OPD， OPS 8086指令系統(tǒng) 二、算術(shù)運(yùn)算指令 (續(xù) 2) 表 47 算術(shù)運(yùn)算指令 類別 操作碼 格式 乘法指令 MUL MUL OPS IMUL IMUL OPS 除法指令 DIV DIV OPS IDIV IDIV OPS 8086指令系統(tǒng) 三、位操作指令 表 48 位操作指令 類別 操作碼 格式 邏輯運(yùn)算指令 NOT NOT OPD AND AND OPD， OPS TEST TEST OPD， OPS OR OR OPD， OPS XOR XOR OPD， OPS 8086指令系統(tǒng) 三、位操作指令 (續(xù) 1) 表 48 位操作指令 類別 操作碼 格式 算術(shù)移位指令 SAL SAL OPD， 1或 SAL OPD， CL SAR SAR OPD， 1或 SAR OPD， CL 邏輯移位指令 SHL SHL OPD， 1或 SHL OPD， CL SHR SHR OPD， 1或 SHR OPD， CL 8086指令系統(tǒng) 三、位操作指令 (續(xù) 2) 表 48 位操作指令 類別 操作碼 格式 不帶進(jìn)位的循環(huán)移位指令 ROL ROL OPD， 1或 ROL OPD， CL ROR ROR OPD， 1或 ROROPD， CL 帶進(jìn)位的循環(huán)移位指令 RCL RCL OPD， 1或 RCL OPD， CL RCR RCR OPD， 1或 RCR OPD， CL 8086指令系統(tǒng) 四、轉(zhuǎn)移指令 轉(zhuǎn)移指令分條件轉(zhuǎn)移指令和無條件轉(zhuǎn)移指令兩大類，其特點(diǎn)是改變程序的執(zhí)行順序（即改變指令指針 IP的值），但