微機系統與接口課件2章-24學時指令系統

1、算術運算（Arithmetic）指令二進制運算十進制調整加 ADD, ADC, INC AAA, DAA減 SUB, SBB, DEC, NEG, CMPAAS, DAS乘 MUL, IMULAAM除DIV, IDIVAAD 符號擴展指令（CBW、CWD）加法運算指令ADD (Addition） 加法 用法：ADD dest,src; 執(zhí)行 (dest)(dest)+(src)如：ADD WORD PTRBX, 20 例: AL=7EH(01111110B) AH=5BH(01011011B) ADD AL,AH AL=D9H(11011001B) SF=1, OF=1, AF=1;CF=0,

2、ZF=0,PF=0; 加法運算指令利用Debug觀察add操作中寄存器的變化：Debug中十六進制數末尾不需要加h加法運算指令Debug常用命令集 命令含義使用方法a (Assemble) 逐行匯編a addresse (Enter) 修改內存字節(jié) e address listg (Go) 執(zhí)行程序g =addressaddress.q (Quit) 結束qr (Register) 顯示和修改寄存器r register name t (Trace) 跟蹤執(zhí)行t =address valueu (Unassemble) 反匯編 u address 或range? 聯機幫助 ?加法運算指令Debu

3、g中標志寄存器的表示：寄存器含義(A/B)ABOF溢出（是/否） OV NVDF方向（減量/增量）DNUPIF中斷（允許/關閉）EIDISF符號（負/正）NGPLZF零（是/否）ZRNZAF輔助進位（是/否）ACNAPF奇偶（偶/奇）PEPOCF進位（是/否）CYNC加法運算指令ADC (ADD with Carry) (dest)(dest)+(src)+(CF)帶進位加法， 例：加法運算指令INC (Increment by 1) (dest) (dest)+1加一操作例：CF和OF位舉例 （P74）MOV AL, 7EHMOV BL, 5BHADD AL, BL01111110 + 01

4、011011 = 1101,1011CF = 0（無符號數相加結果未超出255）OF = 1（帶符號數相加結果超出了127）SUB AL, BL01111110 + 10100101 = 1,0010,0011CF = 1（無符號數相加結果超出了255）OF = 0（帶符號數相加結果未超出127）加法運算指令例: 將buffer為首的4個字節(jié)內存內容相加，存放在AX中。 1318271Abuffer MOV CX, 4 LEA BX, buffer CLC MOV AX, 0lop1: ADC AL, BX ADC AH,0 INC BX DEC CX JNZ lop1Review數據傳送指令

5、：1.通用數據傳送 MOV PUSH POP XCHG2.累加器專用傳送 IN OUT XLAT 3.地址傳送 LEA LDS LES標志傳送 PUSHF POPF LAHF SAHF 減法運算指令分類指令格式執(zhí)行操作 SUB dst, src (dst) (dst) - (src) SBB dst, src (dst) (dst) - (src) - CF DEC oprd (oprd) (oprd) - 1 NEG oprd (oprd) 0 - (oprd) CMP oprd1, oprd2 (oprd1) - (oprd2) 減法運算指令注意點 SUB、SBB、CMP為雙操作數， DE

6、C、NEG為單操作數。 SBB為帶進位減法。 除DEC不影響CF標志外， 對SF、ZF、AF、PF、OF均有影響 NEG求補運算，等價于用0減去操作數。其對標志位的影響，由0減去該操作數的過程決定。減法運算指令SUB (普通減法)例：SF=1, AF=1,CF=1減法運算指令SBB 帶借位減法SBB dst, src (dst) (dst) - (src) - CF DEC 自減1 DEC oprd (oprd) (oprd) - 1 NEG (Negate) 8位/16位求補(改變符號)絕對值不變 NEG dest; (dest) 0 - (dest) 例:NEG ALNEG BXNEG B

7、YTE PTR DI+20H減法運算指令CMP (Compare比較操作) (dest)-(src) 例:乘法指令乘法：MUL、IMUL(有符號乘) 、AAM8位乘法 MUL CL; MUL BYTE PTR BX+1執(zhí)行AL*OPRD 積= AX 16位乘法 MUL CX; MUL WORD PTR BX 執(zhí)行AX*OPRD 積= DX(高16位）| AX(低16位）除法指令除法：DIV、IDIV (有符號除) 、AAD8位除法 DIV CL; DIV BYTE PTR BX+1 默認被除數: AX結果 AH=余數 AL=商16位除法 DIV CX; DIV WORD PTR BX 默認被除

8、數: DX(高16位）| AX(低16位) 結果 DX=余數 AX=商AAA加法的ASCII(不壓縮的BCD碼）調整指令，隱含操作數AL和AH指令操作為：加法調整(AL) (AL)+6(AH) (AH)+1(AF) 1(CF) (AF)(AL) (AL)&0FH)(AL) (AL)&0FH)(AL)&0FH)9或(AF)=1YNDAA 加法的十進制（壓縮的BCD碼）調整指令，隱含操作數AL指令操作為： 如果 (AL)&0FH)9 或 (AF)=1 則 (AL) (AL)+6 (AF) 1 如果 (AL)9FH 或 CF=1 則 (AL) (AL)+60H (CF) 1加法調整AAS 減法的AS

9、CII（不壓縮的BCD碼）調整指令，隱含操作數AL和AH。指令操作為：減法調整(AL) (AL)6(AH) (AH)1(AF) 1(CF) (AF)(AL) (AL)&0FH)(AL) (AL)&0FH)(AL)&0FH)9或(AF)=1YNDAS 減法的十進制（壓縮的BCD碼）調整指令，隱含操作數AL指令操作為： 如果 (AL)&0FH)9 或 (AF)=1 則 (AL) (AL)6 (AF) 1 如果 (AL)9FH 或 (CF)=1 則 (AL) (AL)60H (CF) 1減法調整乘法調整AAM 乘法的ASCII調整指令，隱含操作數AL和AH(AH) (AL) / 0AH(AL) (A

10、L)%0AH 操作的實質是將AL寄存器中的二進制數轉換成不壓縮的BCD碼，十位存放在AH，個位存放在AL。執(zhí)行操作舉例：MOV AL,07HMOV BL,09HMUL BL ;(AX)=07H09H=003FHAAM ;(AH)=06H,(AL)=03H,(SF)=0,(ZF)=0,(PF)=1除法調整AAD 除法的ASCII調整指令，隱含操作數AL和AH (AL) (AH)*0AH+(AL) (AH) 0執(zhí)行操作 操作的實質是將AX寄存器的不壓縮的BCD碼轉成二進制，并存放在AL中。舉例：MOV AX,0703HMOV BL,02HAAD ;(AL)=49H(即十進制數73)DIV BL ;

11、(AL)=24H(商)，(AH)=01H(余數)AAM ;(AH)=03H,(AL)=06H 符號擴展指令：CBW/CWD對于無符號數，擴展字長只要在高位添上足夠個數的零。對于帶符號數，擴展字長時，正數與負數的處理方法不同。正數的符號位為0，負數的符號位為1，擴展字長應分別在高位添上相應符號位。CBW/CWD 符號擴展CBW將一個字節(jié)(8位)轉換為字(16位)，隱含操作數AL和AH。如果(AL)80H,則(AH) 0否則(AH) FFHCWD將一個字(16位)轉換為雙字(32位) ，隱含操作數AX和DX。如果(AX)8000H,則(DX) 0否則(DX) FFFFH符號擴展CBW的演示邏輯運算

12、與移位（Logical & shifting）邏輯運算AND、OR、XOR、NOT、TEST 移 位 SHL、SAL、SHR、SAR 循環(huán)移位 ROL、ROR、RCL、RCR 這一類指令包括以下幾組：邏輯運算指令格式 執(zhí)行操作 AND dst , src (dst) (dst)(src) OR dst , src (dst) (dst)(src) NOT oprd (oprd) (oprd) XOR dst , src (dst) (dst)(src) TEST oprd1 , oprd2 (oprd1)(oprd2) 邏輯運算 舉例：AND AL , 0000 1111BOR BX , 00

13、FFHNOT CLXOR DL, ALTEST AL, 0000 0001B可進行字節(jié)或字操作NOT指令不影響標志TEST只影響標志位，不影響操作數。移位(shifting)SHL oprd, 1CLSAL oprd, 1CLSHR oprd, 1CLSAR oprd, 1CL0CF0CFCF0CF執(zhí)行操作指令格式移位(shifting) 移位規(guī)則1.左移： 高位低位；右移：高位低位2.移出位進入CF標志3.對移位指令，移出CF標志后丟失4.邏輯左移、算術左移的結果相同5.邏輯右移，新移入的信息以0填入算術右移，保持最高有效位原來的值（符號位不變）例：若（AL）=96H, CF=0；執(zhí)行 SH

14、L AL, 11001011000101100執(zhí)行前：(AL)=96H ,CF=0執(zhí)行后：(AL)=2CH ,CF=1循環(huán)移位(Rotate Shifting)指令格式執(zhí)行操作CFCFCFCFROL oprd, 1CLROR oprd, 1CLRCL oprd, 1CLRCR oprd, 1CL循環(huán)移位(Rotate Shifting) 移位規(guī)則1.左移： 高位低位；右移：高位低位2.移出位進入CF標志3.對循環(huán)移位指令，改變各位的位置，信息不丟失4.帶進位循環(huán)移位，CF標志參加循環(huán)移位例：若（AL）=96H, CF=0；執(zhí)行 ROL AL, 11001011000101101執(zhí)行前：(AL)

15、=96H ,CF=0執(zhí)行后：(AL)=2DH ,CF=1串操作（String Manipulation） 串的基本概念 順序存放在內存中的一組數據，稱為串。串操作種類 串傳送 MOVS 將串從內存某一區(qū)域傳送到另一區(qū)域。 串取 LODS 從串中取出某一元素。 串存 STOS 將某個數據存入串中。 串比較 CMPS 對兩個串進行比較。 搜索串 SCAS 在串中搜索（查找）某數據（關鍵字） 串操作（String Manipulation） 串處理指令格式重復控制前綴 串指令控制重復次數 基本操作MOVSB、MOVSW 串傳送 REP LODSB、 LODSW 串取 REPZ/REPE STOSB、

16、 STOSW 串存 REPNZ /REPNE CMPSB、CMPSW 串比較SCASB、 SCASW 搜索串例 REP MOVSB ;該指令重復執(zhí)行MOVSB直至 CX為0REPZ CMPSB ;該指令重復執(zhí)行CMPSB直至 ZF為0 或 CX為0REPNZ SCASW ;該指令重復執(zhí)行SCASW直至 ZF不為0 或 CX為0串操作（String Manipulation） 串指令的特點1. 源串 由DS : SI指向的單元；目的串 由ES : DI指向的單元。2. 操作后的地址指針是增量還是減量取決于方向標志DF。3. 串操作指令前面可以加REP，則指令將重復進行，重復次數由CX決定。4.

17、若串操作指令的基本操作影響ZF (CMPS和SCAS) ，則可加重復前綴REPE或REPNE。5. 串操作指令在助記符后面加上字母B(字節(jié)操作)或者W(字操作)。格式 MOVSB 字節(jié)傳送 MOVSW 字傳送 MOVSB 執(zhí)行操作 (ES:DI ) (DS:SI ) 字節(jié)傳送 (SI ) (SI ) 1 修改源串指針 (DI) (DI ) 1 修改目的串指針其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1 ，用 - MOVSW 執(zhí)行操作 (ES:DI ) (DS:SI ) 字傳送(SI ) (SI ) 2 修改源串指針(DI ) (DI ) 2 修改目的串指針其中：DF = 0 ，用 + ； D

18、F = 1 ，用 -串傳送格式 LODSB 取字節(jié) LODSW 取字 LODSB執(zhí)行操作 (AL) (DS:SI ) 從源串取入AL (SI) (SI ) 1 修改源串指針 其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1 ，用 - LODSW 執(zhí)行操作 (AX) (DS:SI ) 從源串取入AX(SI ) (SI ) 2 修改源串指針其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1 ，用 -串取格式 STOSB 存入字節(jié) STOSW 存入字 STOSB 執(zhí)行操作 (ES:DI ) (AL ) 將AL存入目的串 (DI) (DI ) 1 修改目的串指針其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1

19、 ，用 - STOSW 執(zhí)行操作 (ES:DI ) (AX ) 將AX存入目的串 (DI ) (DI ) 2 修改目的串指針其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1 ，用 -存入串格式 CMPSB 字節(jié)比較 CMPSW 字比較 CMPSB執(zhí)行操作 (DS:SI ) (ES:DI ) 字節(jié)比較 (SI ) (SI ) 1 修改源串指針 (DI) (DI ) 1 修改目的串指針其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1 ，用 - CMPSW執(zhí)行操作 (DS:SI ) (ES:DI ) 字比較(SI ) (SI ) 2 修改源串指針(DI ) (DI ) 2 修改目的串指針其中：DF =

20、0 ，用 + ； DF = 1 ，用 -串比較格式 SCASB 取字節(jié) SCASW 取字 SCASB執(zhí)行操作 (AL ) (ES:DI ) 從目的串搜索字節(jié) (DI) (DI ) 1 修改目的串指針其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1 ，用 - SCASW執(zhí)行操作 (AX ) (ES:DI ) 從目的串搜索字 (DI ) (DI ) 2 修改目的串指針其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1 ，用 -兩數相減，只影響標志，不影響操作數。搜索串范例 例 “用REP MOVS 進行數據塊傳送”編程步驟如下：設置傳送方向 用CLD 使DF = 0, 地址增加方向（正向） 用STD 使

21、 DF = 1, 地址減小方向（反向）設置源串地址 將源串首地址(DF=0)，或末地址（DF=1）放入 DS、SI中設置目的串地址 將目的串首地址(DF=0)，或末地址（DF=1）放入 ES、DI中設置串長度 將串的長度（傳送次數）放入CX中。字節(jié)傳送用 REP MOVSB 字傳送 用 REP MOVSW例 把數據段中首地址位BUFFER1的200個字節(jié)傳送到附加段首地址位BUFFER2的內存區(qū)中。CLD ;設置方向標志DF0，地址增量模式LEA SI,BUFFER1 ;(SI) 源串首址指針LEA DI,BUFFER2 ;(DI) 目標串首址指針MOV CX,200 ;(CX) 字符串長度R

22、EP MOVSB ;傳送200個字節(jié) ;傳送結束范例 Review （1） 數據傳送指令按傳送內容，可分為四類：1.通用數據傳送 MOV PUSH POP XCHG2.累加器專用傳送 IN OUT XLAT 3.地址傳送 LEA LDS LES標志傳送 PUSHF POPF LAHF SAHF 特點：1. 除POPF、SAHF外，其他傳送指令對標志位均無影響2. 唯一允許以段寄存器做操作數的指令種類； 且只有MOV、PUSH、POP這三條允許Review（2）算術運算指令二進制運算十進制調整加 ADD, ADC, INC AAA, DAA減 SUB, SBB, DEC, NEG, CMPAAS

23、, DAS乘 MUL, IMULAAM除DIV, IDIVAAD 符號擴展指令（CBW、CWD）Review（3）邏輯運算與移位指令邏輯運算AND、OR、XOR、NOT、TEST 移 位 SHL、SAL、SHR、SAR 循環(huán)移位 ROL、ROR、RCL、RCR 這一類指令包括以下幾組：Review（4）串操作指令 串處理指令格式重復控制前綴 串指令控制重復次數 基本操作MOVSB、MOVSW 串傳送 REP LODSB、 LODSW 串取 REPZ/REPE STOSB、 STOSW 串存 REPNZ /REPNE CMPSB、CMPSW 串比較SCASB、 SCASW 搜索串例 REP MO

24、VSB ;該指令重復執(zhí)行MOVSB直至 CX為0REPZ CMPSB ;該指令重復執(zhí)行CMPSB直至 ZF為0 或 CX為0REPNZ SCASW ;該指令重復執(zhí)行SCASW直至 ZF不為0 或 CX為0控制轉移（Control Transfer)在8086/8088中，指令的地址固定由CS和IP兩個寄存器決定。DSESSSCSIP數據暫存器PSW標志寄存器執(zhí)行部件控制電路指令譯碼器AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器組指令隊列總線接口控制電路運算器地址加法器、指令1指令2指令3指令4、數據1數據2數據3、地址總線AB數據總線DB控制總線CB地址譯碼器控制轉移

25、指令的分類重點掌握： JMP, JZ, JNZ, JC, LOOP CALL, RET, INT n, IRET指令類型 助記符無條件轉移 JMP條件轉移 JE/JZ, JNE/JNZ, JS, JNS, JO, JNO JP, JNP, JC, JNC, JCXZ JA/JNBE, JAE/JNB, JB/JNAE, JBE/JNA JG/JNLE, JGE/JNL, JL/JNGE, JLE/JNG循環(huán)控制 LOOP, LOOPE/LOOPZ, LOOPNE/LOOPNZ過程調用 CALL, RET中斷指令 INT, INTO, IRET無條件跳轉(Unconditional Jump)J

26、MP near_label段內直接轉移IP=IP+disp(16位) disp 范圍在 -3276832767之間JMP short_label;段內直接短轉移IP=IP+disp(8位)disp 范圍在 -128127之間JMP reg16/mem16段內間接轉移JMP far_label; 段間直接轉移 JMP mem32段間間接轉移條件跳轉(Conditional Jump) （見書P112） Jcc short_label; 助記符中的“cc”表示跳轉條件。操作數必須是短標號，即跳轉偏移必須在128127之間。滿足條件則轉向目標地址去執(zhí)行，否則執(zhí)行Jcc的下一條指令。例 CMP AX,

27、 BXJZ zero ; 轉移條件：ZF =1zero：MOV flag,0條件跳轉(Conditional Jump)按轉移條件不同，條件轉移指令可以分為四大類： 以單個狀態(tài)標志作為轉移條件 以CX的值為0作為轉移條件助記符轉移條件JZZF=1JSSF=1JOOF=1JPPF=1JCCF=1助記符轉移條件JNZZF=0JNSSF=0JNOOF=0JNPPF=0JNCCF=0助記符轉移條件JCXZCX=0條件跳轉(Conditional Jump) 以兩個無符號數比較的結果作為轉移條件助記符轉移條件說明JA/JNBECF 0且 ZF=0高于/不低于等于JAE/JNB/JNCCF=0高于等于/不

28、低于/無進位JB/JNAE/JCCF=1低于/不高于等于/有進位JBE/JNACF=1或ZF=1低于等于/不高于條件跳轉(Conditional Jump) 以兩個帶符號數比較的結果作為轉移條件助記符轉移條件說明JG/JNLESF=OF且ZF=0大于/不小于等于JGE/JNLSFOF大于等于/不小于JL/JNGESFOF =1且ZF=0小于/不大于等于JLE/JNGSFZF=1或ZF=1小于等于/不大于條件跳轉(Conditional Jump)例：在string字符串中查找空格字符，串長度為N。 MOV CX， N MOV AX, SEG string MOV DS, AX LEA BX，s

29、tring MOV AL，20H ；或用 next： CMP AL，BX JZ find INC BX DEC CX JNZ next 未找到處理JMP exit find： 找到處理exit： 結束出口ABC DstringDS:BX循環(huán)控制 (Loopxx)使用格式： LOOPxx符號地址執(zhí)行： （CX）（CX） 1，此操作不影響標志 檢查轉移條件，滿足，轉向目標地址去執(zhí)行; 不滿足，執(zhí)行LOOPxx后一條指令轉移方式：只允許段內直接短方式，跳轉范圍-128127助記符轉移條件不轉移條件LOOPCX0CX=0LOOPZCX0且ZF=1CX=0或ZF=0LOOPNZCX0且ZF=0CX=0或

30、ZF=1過程調用指令 (Call a procedure)CALL 調用（過程/子程序Subroutine)RET 過程返回主程序調用返回子程序1子程序2調用返回斷點1斷點2斷點2(L)斷點2(H)斷點1(L)斷點1(H)低地址高地址堆棧段(SP) 先推入后推入先彈出后彈出過程調用指令 (Call a procedure)CALL near_proc;段內直接調用(SP)(SP)-2, (SP)+1,(SP)(IP); (IP)(IP)+ dispCALL reg16/mem16;段內間接調用 (SP)(SP)-2, (SP)+1,(SP)(IP); (IP)reg16/mem16CALL f

31、ar_proc; 段間直接調用 (SP)(SP)-2, (SP)+1,(SP)(CS) (CS) SEG far_proc (SP)(SP)-2, (SP)+1,(SP)(IP) (IP) OFFSET far_proc過程調用指令 (Call a procedure)CALL MEM32;段間間接調用 (SP)(SP)-2,(SP)+1,(SP)(CS) (CS)(mem32+2) (SP)(SP)-2,(SP)+1,(SP)(IP); (IP)(mem32)例：CALL PROC ;PROC為近過程 CALL BXCALL TIMER ;TIMER為遠過程CALL DWORD PTR200

32、0H過程返回指令 （ Return From Call )指令機器碼執(zhí)行操作RETC3H(IP)(SP)+1,(SP) (SP)(SP)+2RET pop_valueC2H data_low data_high(IP)(SP)+1,(SP), (SP)(SP)+2 (SP)(SP)+pop_valueRETCBH(IP)(SP)+1,(SP), (SP)(SP)+2(CS)(SP)+1,(SP), (SP) (SP)+2RET pop_valueCAH data_low data_high(IP)(SP)+1,(SP), (SP)(SP)+2(CS)(SP)+1,(SP), (SP) (SP)

33、+2(SP)(SP)+pop_value 中斷指令 Interrupt中斷（Interrupt） 有時當系統運行或程序運行期間遇到某些特殊情況， 需要計算機自動執(zhí)行一組專門的例行程序來進行處理。中斷子程序 一種特殊的子程序。以類型號N來區(qū)分，共有256個類型號（ 0255）。中斷種類 中斷分為內部（軟）中斷和外部（硬）中斷兩種。 內部中斷如除法運算中除數為0、中斷指令引起的中斷。 外部中斷處理I/O設備與CPU之間的通信。中斷指令 Interrupt 中斷向量表指存放 256 個中斷向量的內存區(qū)域 每個中斷向量占4個單元 256 個中斷向量占1K個單元 (4 256 = 1024 = 1K)中斷向量表地址為 0:0 0:03FFH，即低端1K內存中斷向量類型N的中斷向量固定存放在4個內存單元中，如下圖： 偏移地址段地址0:N4 0:N4 2其中：前兩個單元存放偏移地址后兩個單元 存放段地址中斷指令 Interrupt指令說明執(zhí)行操作INT n中斷 (S