第2微機原理接口技術課件清華大學

1、18086指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)（2）2三、邏輯運算和移位類邏輯運算邏輯運算移位操作移位操作非循環(huán)移位非循環(huán)移位循環(huán)移位循環(huán)移位3邏輯運算和移位指令4指令類型n邏輯運算邏輯運算n與，或，非，異或與，或，非，異或n移位操作移位操作n非循環(huán)移位，循環(huán)移位非循環(huán)移位，循環(huán)移位5 一、邏輯運算n邏輯運算指令對操作數(shù)的要求大多與邏輯運算指令對操作數(shù)的要求大多與mov指指令相同。令相同?！胺欠恰边\算指令要求操作數(shù)不能是運算指令要求操作數(shù)不能是立即數(shù)；立即數(shù)；n除除“非非”運算指令外，其余指令的執(zhí)行都會運算指令外，其余指令的執(zhí)行都會使標志位使標志位of=cf=061.“與”指令：n格式：格式： n and opr

2、d1，oprd2n操作：操作： n兩操作數(shù)相兩操作數(shù)相“與與”，結果送目標地址。，結果送目標地址。7“與”指令的應用n實現(xiàn)兩操作數(shù)按位相與的運算實現(xiàn)兩操作數(shù)按位相與的運算nand bl，sin使目標操作數(shù)的某些位不變，某些位清零使目標操作數(shù)的某些位不變，某些位清零nand al，0fhn在操作數(shù)不變的情況下使在操作數(shù)不變的情況下使cf和和of清零清零nand ax，ax8“與”指令應用例n從地址為從地址為3f8h的端口中讀入一個字節(jié)數(shù)，的端口中讀入一個字節(jié)數(shù)，如果該數(shù)的如果該數(shù)的bit1位為位為1，則可從，則可從38fh端口端口將將data為首地址的一個字輸出，否則就不為首地址的一個字輸出，否

3、則就不能進行數(shù)據(jù)傳送。能進行數(shù)據(jù)傳送。 編寫相應的程序段。編寫相應的程序段。9“與”指令應用例開開 始始取待輸出數(shù)的取待輸出數(shù)的偏移地址偏移地址讀入狀態(tài)字讀入狀態(tài)字測試測試bit1位狀態(tài)位狀態(tài)bit1=1？取輸入口地址取輸入口地址取輸出口地址取輸出口地址 輸出一個字輸出一個字ny10“與”指令應用例 lea si，data mov dx，3f8hwatt：in al，dx and al，02h jz watt ；zf=1轉移轉移 mov dx，38fh mov ax，si out dx，ax112.“或”運算指令n格式：格式： nor oprd1，oprd2n操作：操作： n兩操作數(shù)相兩操作數(shù)

4、相“或或”，結果送目標地址，結果送目標地址12“或”指令的應用n實現(xiàn)兩操作數(shù)相實現(xiàn)兩操作數(shù)相“或或”的運算的運算nor ax，din使某些位不變，某些位置使某些位不變，某些位置“1”nor cl，0fhn在不改變操作數(shù)的情況下使在不改變操作數(shù)的情況下使of=cf=0nor ax，ax13“或”指令的應用例 or al，al jpe goon or al，80h goon：.pf=1轉移轉移14“或”指令的應用將一個二進將一個二進制數(shù)制數(shù)9變?yōu)樽肿優(yōu)樽址?如何實現(xiàn)如何實現(xiàn)？153.“非”運算指令n格式：格式：nnot oprdnot oprdn操作：操作：n操作數(shù)按位取反再送回原地址操作數(shù)按位

5、取反再送回原地址n注：注：n指令中的操作數(shù)不能是立即數(shù)指令中的操作數(shù)不能是立即數(shù)n指令的執(zhí)行對標志位無影響指令的執(zhí)行對標志位無影響n例：例：not byte ptrbxnot byte ptrbx164.“異或”運算指令n格式：格式： nxor oprd1，oprd2n操作：操作：n兩操作數(shù)相兩操作數(shù)相“異或異或”，結果送目標地址，結果送目標地址n例：例： xor bl，80h xor ax，ax兩操作數(shù)自身相異或，結果兩操作數(shù)自身相異或，結果175.“測試”指令n格式：格式： ntest oprd1，oprd2n操作：操作： n執(zhí)行執(zhí)行“與與”運算，但運算的結果不送回目運算，但運算的結果不送

6、回目標地址。標地址。n應用：應用：n常用于測試某些位的狀態(tài)常用于測試某些位的狀態(tài)18例：n從地址為從地址為3f8h的端口中讀入一個字節(jié)數(shù)，當?shù)亩丝谥凶x入一個字節(jié)數(shù)，當該數(shù)的該數(shù)的bit1， bit3， bit5位同時為位同時為1時時，可從，可從38fh端口將端口將data為首地址的一個字輸出，為首地址的一個字輸出，否則就不能進行數(shù)據(jù)傳送。否則就不能進行數(shù)據(jù)傳送。 編寫相應的程序段。編寫相應的程序段。19源程序代碼： lea si，data mov dx，3f8hwatt：in al，dx mov dx，38fh mov ax，si out dx，axand al，2ahcmp al，2ahjn

7、z watttest al，02hjz watt ；zf=1轉移轉移test al，08hjz watttest al，20hjz wattand al，2ahxor al，2ahjnz watt20二、移位指令 非循環(huán)移位指令非循環(huán)移位指令 循環(huán)移位指令循環(huán)移位指令注：注：n 移動一位時由指令直接給出；移動一位時由指令直接給出；n 移動兩位及以上，則移位次數(shù)由移動兩位及以上，則移位次數(shù)由cl指定。指定。211. 非循環(huán)移位指令n邏輯左移邏輯左移n算術左移算術左移n邏輯右移邏輯右移n算術右移算術右移22算術左移和邏輯左移n算術左移指令：算術左移指令： sal oprd，1 sal oprd，c

8、ln邏輯左移指令：邏輯左移指令： shl oprd，1 shl oprd，cl有符號數(shù)有符號數(shù)無符號數(shù)無符號數(shù)移動一位后，若移動一位后，若cf與最高不相等，則與最高不相等，則of=1；否則；否則of=023邏輯右移n格式：格式： shr oprd，i shr oprd，cl0cf無符號數(shù)無符號數(shù)的右移的右移移動一位后，若次高位與最高位不相等，則移動一位后，若次高位與最高位不相等，則of=1；否則；否則of=024邏輯右移例：nmov al，68hnmov cl，2nshr al，cl0cf0 1 1 0 1 0 al0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0alcf0 00 0 0 1 1 0

9、 1 0 alcf0 0移動移動1次次移動移動2次次25算術右移n格式：格式： sar oprd，i sar oprd，cl有符號數(shù)有符號數(shù)的右移的右移cf26非循環(huán)移位指令的應用n左移可實現(xiàn)乘法運算左移可實現(xiàn)乘法運算n右移可實現(xiàn)除法運算右移可實現(xiàn)除法運算 272. 循環(huán)移位指令n不帶進位位的循環(huán)移位不帶進位位的循環(huán)移位n帶進位位的循環(huán)移位帶進位位的循環(huán)移位左移左移 rol右移右移 ror左移左移 rcl右移右移 rcr指令格式、對操作數(shù)的要求與非循環(huán)移位指令相同指令格式、對操作數(shù)的要求與非循環(huán)移位指令相同28不帶進位位的循環(huán)移位cfcf29帶進位位的循環(huán)移位cfcf30循環(huán)移位指令的應用n用

10、于對某些位狀態(tài)的測試；用于對某些位狀態(tài)的測試；n高位部分和低位部分的交換；高位部分和低位部分的交換；n與非循環(huán)移位指令一起組成與非循環(huán)移位指令一起組成32位或更長字位或更長字長數(shù)的移位。長數(shù)的移位。31程序例 mov si,1000h mov di,3000h mov cx,4bbb：mov al,si mov bl,al and al,0fh or al,30h mov di,al inc di mov al,blpush cxmov cl,4程序程序功能？功能？32程序功能n將將1000h1000h開始存放的開始存放的四個壓縮四個壓縮bcdbcd碼轉換碼轉換為為asciiascii碼存放在

11、碼存放在3000h3000h開始的單元中開始的單元中去。去。12h34h56h78h1000h3000h33例：n計算計算2658+3619=2658+3619=？ 結果存放在結果存放在sumsum單元單元n說明：說明：n被加數(shù)和加數(shù)的每被加數(shù)和加數(shù)的每一位都以一位都以asciiascii碼形碼形式存放在內存中，式存放在內存中，低位在前，高位在低位在前，高位在后。后。36h32h39h31hstring1string238h35h36h33h數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)段段sum.34代碼1 lea si，string1 ；取偏移地址；取偏移地址 lea di，string2 lea bx，sum mov ch，

12、4 ；設循環(huán)次數(shù)；設循環(huán)次數(shù) clc ；使；使cf清零清零a：and byte ptrsi，0fh ；將；將ascii轉換為二進制數(shù)轉換為二進制數(shù) and byte ptrdi，0fh mov al，si ；兩字節(jié)數(shù)求和；兩字節(jié)數(shù)求和 adc al，di35代碼1（續(xù)）mov dl,al and al,0fhor al,30hmov bx,alinc bxmov al,dlmov cl,4inc siinc diinc bxdec ch jnz ahlt36代碼2 lea si，string1 lea di，string2 lea bx，sum mov cx，4 clcnext：mov al，

13、si adc al，di aaa mov bx，alinc siinc diinc bxdec cxjnz nexthlt37串操作指令38串操作指令說明n針對數(shù)據(jù)塊或字符串的操作；針對數(shù)據(jù)塊或字符串的操作；n可實現(xiàn)存儲器到存儲器的數(shù)據(jù)傳送；可實現(xiàn)存儲器到存儲器的數(shù)據(jù)傳送；n待操作的數(shù)據(jù)串稱為源串，目標地址稱為待操作的數(shù)據(jù)串稱為源串，目標地址稱為目標串。目標串。39串操作指令的特點n源串一般存放在數(shù)據(jù)段，偏移地址由源串一般存放在數(shù)據(jù)段，偏移地址由si指定。允許段指定。允許段重設；重設；n目標串必須在附加段，偏移地址由目標串必須在附加段，偏移地址由di指定；指定；n指令自動修改地址指針，修改方向

14、由指令自動修改地址指針，修改方向由df決定。決定。 df=0 df=1n數(shù)據(jù)塊長度值由數(shù)據(jù)塊長度值由cx指定指定n可增加自動重復前綴以實現(xiàn)自動修改可增加自動重復前綴以實現(xiàn)自動修改cx內容。內容。增地址方向；增地址方向；減地址方向；減地址方向；40重復前綴n無條件重復無條件重復nrepn條件重復條件重復nrepe 相等重復相等重復nrepz 為零重復為零重復nrepne 不相等重復不相等重復nrepnz 不為零重復不為零重復cx0 zf=1cx0 zf=0cx0 重復重復41串操作指令流程取源串地址取源串地址取目標串地址取目標串地址設串長度設串長度傳送一個字節(jié)或字傳送一個字節(jié)或字修改地址指針修改

15、地址指針修改串長度值修改串長度值傳送完否？傳送完否？ny設操作方向設操作方向42串操作指令n串傳送串傳送 movsn串比較串比較 cmpsn串掃描串掃描 scasn串裝入串裝入 lodsn串送存串送存 stos431. 串傳送指令n格式：格式： movs oprd1，oprd2 movsb movswn串傳送指令常與無條件重復前綴連用串傳送指令常與無條件重復前綴連用44串傳送指令n對比用對比用mov指令和指令和movs指令實現(xiàn)將指令實現(xiàn)將200個字節(jié)數(shù)據(jù)從內存的一個區(qū)域送到個字節(jié)數(shù)據(jù)從內存的一個區(qū)域送到另一個區(qū)域的程序段。另一個區(qū)域的程序段。45串傳送指令例n用串傳送指令實現(xiàn)用串傳送指令實現(xiàn)2

16、00個字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送：個字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送： lea si，mem1 lea di，mem2 mov cx，200 cld rep movsb hlt462. 串比較指令n格式：格式： cmps oprd1，oprd2 cmpsb cmpswn串比較指令常與條件重復前綴連用，指令的執(zhí)串比較指令常與條件重復前綴連用，指令的執(zhí) 行不改變操作數(shù)，僅影響標志位。行不改變操作數(shù)，僅影響標志位。n前綴的操作對標志位不影響前綴的操作對標志位不影響47串比較指令例測試測試200個字節(jié)數(shù)據(jù)是否傳送正確：個字節(jié)數(shù)據(jù)是否傳送正確：lea si，mem1lea di，mem2mov cx，200cld repe cmps

17、b test cx，00ffh jz stop dec si mov al，si mov bx，sistop：hlt 483. 串掃描指令n格式：格式： scas oprd scasb scaswn執(zhí)行與執(zhí)行與cmps指令相似的操作，只是這里的源指令相似的操作，只是這里的源 操作數(shù)是操作數(shù)是ax或或al目目 標標操作數(shù)操作數(shù)49串掃描指令的應用n常用于在指定存儲區(qū)域中尋找某個關鍵字。常用于在指定存儲區(qū)域中尋找某個關鍵字。50串裝入指令n格式：格式： lods oprd lodsb lodswn操作：操作：n對字節(jié)：對字節(jié)： alaln對對 字：字： axax源操作數(shù)源操作數(shù)ds:sids:si

18、ds:sids:si514. 串裝入指令n用于將內存某個區(qū)域的數(shù)據(jù)串依次裝入累加用于將內存某個區(qū)域的數(shù)據(jù)串依次裝入累加器，以便顯示或輸出到接口。器，以便顯示或輸出到接口。nlods指令一般不加重復前綴。指令一般不加重復前綴。525. 串存儲指令n格式：格式： stos oprd stosb stoswn操作：操作：n對字節(jié)：對字節(jié)： alaln對對 字：字： axax目目 標標操作數(shù)操作數(shù)es:dies:di53串存儲指令例 內存某個區(qū)域清零n設計思想：設計思想： 區(qū)域首地址送區(qū)域首地址送es：di串長度送串長度送cx置方向標志置方向標志df0送累加器送累加器al執(zhí)行串送存指令執(zhí)行串送存指令p

19、13254程序控制指令n轉移指令轉移指令n循環(huán)控制循環(huán)控制n過程調用過程調用n中斷控制中斷控制55一、轉移指令無條件無條件轉移指令轉移指令 無條件轉移到目標地址，執(zhí)行新的指令無條件轉移到目標地址，執(zhí)行新的指令有條件轉移指令有條件轉移指令 在具備一定條件的情況下轉移到目標地址在具備一定條件的情況下轉移到目標地址通過修改指令的通過修改指令的偏移地址偏移地址或或段地址及偏移地址段地址及偏移地址實現(xiàn)程序的轉移實現(xiàn)程序的轉移561. 無條件轉移指令n格式：格式： jmp oprd目標地址目標地址與與jmp在同在同一代碼段一代碼段與與jmp不在同不在同一代碼段一代碼段原則上可實現(xiàn)在整個內存空間的轉移原則上

20、可實現(xiàn)在整個內存空間的轉移57無條件段內轉移n轉移的轉移的目標地址目標地址在當前代碼段內，段地址不改變。在當前代碼段內，段地址不改變。n即：即：目標地址目標地址是是16位偏移地址。位偏移地址。指令中直接給出指令中直接給出目標地址目標地址由指令中的寄存器或由指令中的寄存器或存儲器操作數(shù)指出目存儲器操作數(shù)指出目標地址標地址段內直接轉移段內直接轉移段內間接段內間接轉移轉移58段內直接轉移n段內直接轉移段內直接轉移n轉移的目標地址由指令直接給出轉移的目標地址由指令直接給出n格式：格式：njmp label近地址標號近地址標號59段內直接轉移示圖jmplabel代代碼碼段段位移量位移量下一條要執(zhí)行指令的

21、偏移地址下一條要執(zhí)行指令的偏移地址=當前當前ip+位移量位移量60段內間接轉移n段內間接轉移段內間接轉移n轉移的目標地址存放在某個轉移的目標地址存放在某個16位寄存器或存儲器位寄存器或存儲器 的某兩個單元中的某兩個單元中n例：例：njmp bxn若：若：bx=1200hn則：轉移的目標地址則：轉移的目標地址=1200hjmp代代碼碼段段1200hmov61段內間接轉移例njmp word ptrbx 設：設：bx=1200hjmp代代碼碼段段數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)段段bx=1200xxhxxhip指令碼指令碼62無條件段間轉移n轉移的轉移的目標地址目標地址不在當前代碼段內。不在當前代碼段內。n目標地址目標地

22、址為為32位，包括段地址和偏移地址。位，包括段地址和偏移地址。指令中直接給出指令中直接給出目標地址目標地址由指令中的由指令中的32位存儲器位存儲器操作數(shù)指出目標地址操作數(shù)指出目標地址段間直接轉移段間直接轉移段間間接轉移段間間接轉移63段間直接轉移n段內直接轉移段內直接轉移n轉移的目標地址由指令直接給出轉移的目標地址由指令直接給出n格式：格式：njmp far label遠地址標號遠地址標號64段間直接轉移示圖jmplabel代代碼碼段段1label與與jmp之間的位移量之間的位移量代代碼碼段段2xxhxxhxxhxxhipcs65段間間接轉移n段內間接尋址段內間接尋址n轉移的目標地址由指令中的

23、轉移的目標地址由指令中的32位操作數(shù)給出位操作數(shù)給出n 例：例：njmp dword ptrbxxxhxxhxxhxxhbxipcsjmp指令碼指令碼代代碼碼段段1代代碼碼段段2數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)段段662. 條件轉移指令n在滿足一定條件下，程序轉移到目標地在滿足一定條件下，程序轉移到目標地址繼續(xù)執(zhí)行址繼續(xù)執(zhí)行n條件轉移指令均為段內短轉移，即轉移條件轉移指令均為段內短轉移，即轉移 范圍為：范圍為： -128-+127p13667條件轉移指令的應用n幾種條件轉移指令的應用幾種條件轉移指令的應用68轉移指令例n統(tǒng)計內存數(shù)據(jù)段中以統(tǒng)計內存數(shù)據(jù)段中以table為首地址的為首地址的100個個8位符號數(shù)中正數(shù)、負數(shù)

24、和零元數(shù)位符號數(shù)中正數(shù)、負數(shù)和零元數(shù)的個數(shù)。的個數(shù)。69轉移指令例（流程圖）將存放各元素個將存放各元素個數(shù)的單元清零數(shù)的單元清零取首地址取首地址設串長度設串長度取一個字節(jié)數(shù)取一個字節(jié)數(shù)正數(shù)個數(shù)加正數(shù)個數(shù)加1零元素加零元素加1為負？為負？為零？為零？負數(shù)個數(shù)加負數(shù)個數(shù)加1nynyp14470二、循環(huán)控制指令n循環(huán)范圍：循環(huán)范圍：n以當前以當前ip為中心的為中心的-128+127范圍內循環(huán)。范圍內循環(huán)。n循環(huán)次數(shù)由循環(huán)次數(shù)由cx寄存器指定。寄存器指定。n循環(huán)指令：循環(huán)指令：loop *loopz *loopnz無條件循環(huán)指令無條件循環(huán)指令條件循環(huán)指令條件循環(huán)指令71無條件循環(huán)指令n格式：格式： l

25、oop labeln循環(huán)條件：循環(huán)條件： cx 0n操作：操作： dec cx jnz 符號地址符號地址72條件循環(huán)指令n格式：格式： loopz label loope labeln循環(huán)條件：循環(huán)條件： cx 0 zf=1n格式：格式： loopnz label loopne labeln循環(huán)條件：循環(huán)條件： cx 0 zf=073三、過程調用和返回n用于調用一個子過程；用于調用一個子過程；n子過程由程序員預先設計子過程由程序員預先設計 并裝入內存并裝入內存 n子過程執(zhí)行結束后要返回子過程執(zhí)行結束后要返回 原調用處原調用處調用程序調用程序斷點斷點入口入口地址地址入口地址入口地址斷點地址斷點地

26、址子程序子程序74調用指令的執(zhí)行過程n保護斷點；保護斷點；n將調用指令的下一條指令的地址（斷點）壓入堆棧將調用指令的下一條指令的地址（斷點）壓入堆棧n獲取子過程的入口地址；獲取子過程的入口地址；n子過程第子過程第1條指令的偏移地址條指令的偏移地址n執(zhí)行子過程，含相應參數(shù)的保存及恢復；執(zhí)行子過程，含相應參數(shù)的保存及恢復；n恢復斷點，返回原程序?；謴蛿帱c，返回原程序。n將斷點偏移地址由堆棧彈出將斷點偏移地址由堆棧彈出75過程調用段內調用段內調用段間調用段間調用段內直接調用段內直接調用段內間接調用段內間接調用段間直接調用段間直接調用段間間接調用段間間接調用761. 段內調用n被調用程序與調用程序在同

27、一代碼段被調用程序與調用程序在同一代碼段n調用前只需保護斷點的偏移地址調用前只需保護斷點的偏移地址n格式：格式： call near procn執(zhí)行過程：執(zhí)行過程：近過程名近過程名代碼代碼段段1調用程序調用程序被調用程序被調用程序代碼代碼段段1n 將斷點的偏移地址壓入堆棧將斷點的偏移地址壓入堆棧n 根據(jù)過程名找子程序入口根據(jù)過程名找子程序入口77段內調用例（1）call timre（2）call word ptrsi直接調用直接調用間接調用間接調用44h33hcall代代碼碼段段數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)段段設：設：si=1200h cs=6000h1200h執(zhí)行第（執(zhí)行第（2）條指令后：）條指令后：6000h

28、cs =3344hip =782. 段間調用n子過程與原調用程序不在同一代碼段子過程與原調用程序不在同一代碼段n先將斷點的先將斷點的cs壓棧，再壓入壓棧，再壓入ip。調用前需保護斷點的段基地址和偏移地址調用前需保護斷點的段基地址和偏移地址79段間調用例n格式：格式： call far procn格式例：格式例：ncall far timrencall dword ptrsixxhxxhcall代代碼碼段段數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)段段sixxhxxhcsip803. 返回指令n功能：功能：n從堆棧中彈出斷點地址，返回原程序從堆棧中彈出斷點地址，返回原程序n格式：格式： retretnretret指令一般位于子程

29、序的最后。指令一般位于子程序的最后。81四、中斷指令n中斷中斷n中斷源中斷源n中斷的類型中斷的類型n中斷指令中斷指令n引起引起cpu產生一次中斷的指令產生一次中斷的指令82中斷與過程調用：n中斷是隨機事件或異常事件引起，調用則是事中斷是隨機事件或異常事件引起，調用則是事 先已在程序中安排好先已在程序中安排好 ； n響應中斷請求不僅要保護斷點地址，還要保護響應中斷請求不僅要保護斷點地址，還要保護 flags內容；內容；n調用指令在指令中直接給出子程序入口地址，調用指令在指令中直接給出子程序入口地址， 中斷指令只給出中斷向量碼，入口地址則在向中斷指令只給出中斷向量碼，入口地址則在向 量碼指向的內存單元中。量碼指向的內存單元中。831. 中斷指令n格式：格式： int nn說明：說明： n4中斷類型碼中斷類型碼n=0 255n 4 xxhxxhxxhxxh入口的偏移地址入口的偏移地址入口的段地址入口的段地址存放中斷服務子程序入口存放中斷服務子程序入口地址的單元的偏移地址地址的單元的偏移地址代代碼碼段段數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)段段該單元在數(shù)據(jù)段，段地址該單元在數(shù)據(jù)段，段地址=ds84中斷指令的執(zhí)行過程n將將flags壓入堆棧；壓入堆棧；n將將int指令的下一條指令的指令的下一條指令