简述处理器中的三种寻址方式

前言导读：指令的存储与执行初探、从零开始构造一台二进制加法器

一个微处理器通常有多个用来寻址存储器的输出信号。

例如因特尔公司生产的8080处理器，是一个具有重大历史意义的芯片，本篇主要以8080为例做叙述。

8080是一个8位的微处理器，可以一次从存储器读取或写入8位数据。看上图，A0~A15表示16个可用于寻址的输出信号，所以8080处理器可寻址的空间大小为65536*8bit。现在假设8080处理器与一个65536字节大小的存储器相连，当处理器复位后，通过在A0~A15输出16个0，把锁存在存储器0000h处的字节（该字节必须是8080指令）读入处理器，这个过程称为取指令。

为了方便使用指令，我们为处理器的每一条指令的操作码都指派了一个助记符，这种助记符只是在我们使用操作码时方便一些，它对于处理器而言是没有帮助的，因为处理器只能识别字节，对于助记符组成的文本一无所知。

比如Load指令，每条Load指令占3字节，第一个字节是操作码，其后的两个字节是要Load到处理器的操作数的16位地址。

如果我们用助记符可以把指令转换成下面的形式：

LDA A，[aaaa]

这里的A表示处理器中的累加器，aaaa表示存储器中的一个16位地址，如果该存储器是8位，则取到的是一个字节。

8080处理器内部除了累加器外还设置了6个寄存器，寄存器其实就是一个锁存器，可以存放一个字节的数。处理器可以把数据从存储器读入寄存器，也可以把数据从寄存器存回存储器。在8080处理器中用B、C、D、E、H和L来表示新增的6个寄存器。通常把H和L合起来构成一个16位的寄存器对，H用来保存高字节而L用来保存低字节。这个16位值通常用来对存储器寻址。

那么寄存器内的数据可不可以互相转移呢？答案是可以的，使用MOV指令就可以把一个寄存器的内容转移到另一个寄存器。

来看这条指令：MOV B，[ HL ]，这条MOV指令把存储器中的一个字节转移到B寄存器，这个字节的地址存放在寄存器对HL里面，这种方式叫做间接寻址。

有了间接寻址，那么直接寻址是什么样的呢？

LAD A，[aaaa]，[aaaa]是一个16位地址，这个地址不需要存储在寄存器中，而是通过处理器的A0~A15管脚信号得到，这种寻址方式就叫做直接寻址。

由于处理器中的寄存器众多，所以MOV指令在8080处理器中多达32条。

上面说了，处理器只认识操作码字节，一个操作码字节是一个单字节指令。8080处理器中还有另外一种双字节MOVE指令，称为MVI（传送立即数指令）。第一个字节为操作码，第二个字节是数据。这个数据从存储器转移到寄存器，或者从存储器的一个单元转移到另一个单元。

例如，当指令MVI E，37h执行后，寄存器E存放的字节是37h；又如指令MVI [HL]，37h执行后，会将37h这个数存储到储存器的某个地址，这个地址存储在寄存器[HL]中。这是要介绍的第三种寻址方式：立即数寻址。

总结下来三种寻址方式就是：

• 直接寻址：LAD A，[aaaa]
• 间接寻址：MOV B，[HL]
• 立即数寻址：MVI E，37h or MVI [HL]，37h

立即寻址就是指令当中自带数据，直接读取，最快，当立即数寻址时，只允许源操作数为立即数，目标操作数必须是寄存器或存储器，其作用是给寄存器或存储单元赋值。

直接寻址就是操作数一般存放在存储器的中，而操作数的地址在指令中给出，即指令中存放的是操作数的地址，直接解析这个地址。

间接寻址的指令中存放的是地址的地址，或者是存放地址的寄存器，最慢。