8086/8088指令系统

目录

• 8086/8088指令系统
  • 常用指令
  • 寻址方式
  • 指令系统
    • 传送指令
      • 通用数据传送指令
      • 输入输出指令
      • 取偏移地址指令
      • 其他传送指令
    • 算术运算指令
      • 加法运算指令
      • 减法指令
      • 乘法指令
      • 除法指令
      • 其他算术运算指令
    • 逻辑运算和移位指令
      • 逻辑运算指令
      • 移位指令
    • 串操作指令
      • 重复操作前缀
      • 串操作指令
    • 程序控制指令
      • 无条件跳转
      • 条件跳转
      • 循环控制
      • 过程调用和返回
      • 中断
    • 处理器控制指令
  • Pentium新增指令简介
    • 80x86虚地址下的寻址方式
    • 80x86CPU新增指令简述

8086/8088指令系统

参考自：吴宁,乔亚男.微型计算机原理与接口技术（第4版）[M].北京:清华大学出版社,2016-9:102-149.

常用指令

寻址方式

有效地址（Effective Address，EA ），即操作数真实地址。

方式	解释	示例
立即寻址	操作数就在指令上	MOV AX,3102H
直接寻址	操作数在内存，地址偏移量在指令上。段地址在DS，可设置为ES。	MOV AX,[3102H]、MOV BL,ES:[1200H]
寄存器寻址	操作数在寄存器在CPU内部的寄存器上。可以是数据寄存器、地址寄存器、变址寄存器或段寄存器。	MOV SI,AX
寄存器间接寻址	操作数在内存，地址偏移量在寄存器中。存放偏移地址的寄存器只能是SI、DI、BX和BP。为SI、DI、BX时段地址在DS，为BP时段地址在SS。允许使用段重设。	MOV AX,[SI]、MOV AX,ES:[SI]
寄存器相对寻址	操作数在内存中，地址偏移量为间址寄存器的内容加指令上的位移量。段地址规则同寄存器间接寻址。	MOV AX,DATA[BX]
基址-变址寻址	操作数在内存中，地址偏移量为基址寄存器（BX/BP）加变址寄存器（SI/DI）的内容。默认情况下BX为基址寄存器，段地址在DS；如果使用BP做基址寄存器，段地址在SS中。允许使用段重设。	MOV AX,[BX][SI]
基址-变址-相对寻址	操作数在内存中，地址偏移量为基址寄存器加变址寄存器的内容加指令上的位移量。段地址规则同上。允许使用段重设。	MOV AX,5[DI][BX]
隐含寻址	操作码隐含了操作数地址	MUL BL

指令系统

符号解释：

传送指令

通用数据传送指令

指令	解释	示例
MOV dest,src	将一个操作数从源地址传送到目标地址，而源地址中的数据保持不变。注意：两个操作数字长必须相同；不能同时为存储器操作数；不能用立即数直接给段寄存器赋值；一般情况下，IP、CS不能为dest；FLAGS整体不能为操作数。	MOV BX,SI
PUSH src、POP dest	压栈与出栈。注意：栈堆的存取必须时一个字；压栈时高地址向低地址生长；堆栈段位置由SS确定，SP内容等于当前栈顶的偏移地址。	PUSH AX、POP DS
XCHG OPRD1,OPRD2	交换操作数。注意：两操作数不能同时为存储器；操作数不能为段寄存器；两个操作数字长必须相同。	XHAG AX,BX
XLAT或XLAT src_table	查表转换指令。表首偏移地址送BX，要查找元素索引送AL，查询结果放AL。可以直接指出表首偏移地址src_table。	XLAT

输入输出指令

在8088的I/O指令中，允许用两种方式来表示端口地址：

• 直接寻址：指令中I/O端口地址为8位，允许寻址256个端口。
• 寄存器间接寻址：端口地址为16位，由DX指定。注意：此时只能使用DX作为间指寄存器。

指令	解释	示例
IN acc,port或IN acc,DX	从端口输入一个字节到AL或一个字到AX	IN AL,DX
OUT port,acc或OUT DX,acc	将AL/AX的内容输出到指定的端口	OUT 43H,AL

取偏移地址指令

指令	解释	示例
LEA reg16,mem	将存储器操作数mem的16位偏移地址送到指定的寄存器。注意：源操作数必须是存储器操作数，目标操作数必须是16位通用寄存器。	LEA BX,BUFFER

其他传送指令

算术运算指令

会影响标志位：AF、CF、OF、PF、SF、ZF。

加法运算指令

指令	解释	示例
ADD OPRD1,OPRD2	将源操作数与目标操作数相加，结果送回目标地址中。注意：不允许两个操作数都是存储器操作数；不允许把段寄存器作为操作数。	ADD CL,20H、ADD DX,[BX+SI]
ADC OPRD1,OPRD2	带进位位的加法指令。与ADD指令基本相同，只是CF也参与运算。主要用于多字节加法运算。	ADC AL,0ABH
INC OPRD	指定操作数内容加1，再送回该操作数。不影响CF标志位。注意：操作数不能是段寄存器、立即数。常用于循环程序修改循环次数。	INC AX

减法指令

指令	解释	示例
SUB OPRD1,OPRD2	不考虑借位的减法指令。将目标操作数减去源操作数，并将结果送目标操作数地址中。对状态位的影响与ADD指令相同。	SUB BL,30H
SBB OPRD1,OPRD2	考虑借位的减法指令。与SUB指令基本相同，只是CF也参与运算。主要用于多字节减法运算。	SBB BL,30H
DEC OPRD	指定操作数内容减1，再送回该操作数。不影响CF标志位。常用于循环程序修改循环次数。	DEC AX
NEG OPRD	求补指令。用0减去操作数OPRD，结果送回该操作数所在地址。注意：除非操作数为0，一般情况下执行完CF置1，因为0减一个数自然会产生借位；当操作数为80H/8000H，执行完后依然为80H/8000H，但OF置1，其他情况置0。
CMP OPRD1,OPRD2	比较指令。相当于使用了SUB但结果不送回，只影响标志位，标志位影响与SUB相同。主要用来比较两个数大小。①对于相等关系，ZF为1两者相等。②对于大小关系，对于两个无符号数，CF为0则被减数大于减速；对于两个有符号数，当OF⊕SF=0时，被减数大于减数，当OF⊕SF=1时，减速大于被减数。一般在比较指令之后紧跟一个条件转移指令，以根据比较结果决定程序的转向	CMP AL,[BX]

乘法指令

采用隐含寻址方式，目标操作数为AX（与DX），源操作数由指令给出。

对无符号数乘法，如果乘积的高半部分（AH/DX）不为0，则CF=OF=1，否则CF=OF=0。对有符号数乘法，如果乘积的高半部分是低半部分的符号位扩展，则CF=OF=0，否则CF=OF=1。对其它标志均无定义。

指令	解释	示例
MUL OPRD	无符号数乘法。	MUL BX

除法指令

采用隐含寻址方式，隐含被除数，要求除数不为立即数。

要求被除数的字长必须为除数的两倍。若被除数字长不够，就要使用字位扩展指令扩展位数。

指令	解释	示例
DIV OPRD	无符号数除法。商放AL/AX，余数放AH/DX。若除法运算的结果大于寄存器可保存的值，则在CPU内部会产生一个类型0中断。除法指令对6个标志位均无影响。	DIV BL

其他算术运算指令

逻辑运算和移位指令

会影响标志位：AF、CF、OF、PF、SF、ZF。

逻辑运算指令

除NOT外，其他4条指令都会使CF=OF=0，AF值不定，并对SF、PF和ZF有影响。

指令	解释	示例
AND OPRD1,OPRD2	逻辑与。结果送回目标操作数。	AND AX,[BX]
OR OPRD1,OPRD2	逻辑或。结果送回目标操作数。	OR [BX],AL
NOT OPRD	逻辑非。按位取反，结果送回目标操作数。	NOT AX
XOR OPRD1,OPRD2	逻辑异或。结果送回目标操作数。	XOR AX,AX
TEST OPRD1,OPRD2	测试指令。与AND指令类似，只是不将结果送回，只影响标志位。	TEST AL,02H

移位指令

包括循环移位指令和非循环移位指令。移位次数为1或CL。大多会影响那6个标志位。

对于非循环移位：

左移高位进CF，低位补0。在移动次数为1的情况下，移位后操作数最高位与CF不同，则OF=1，否则为0。OF=1对SHL不表示左移后溢出，而对SAL表示移位后超出了符号数的表示范围。

右移低位进CF，对于SHR高位补0，在移动次数为1的情况下，移位后操作数最高位与次高位不同，则OF=1，否则为0；若移位次数不为1，OF不定。对于SAR高位不变。

指令	解释
SAL OPRD,1或SAL OPRD,CL	算术左移
SHL OPRD,1或SHL OPRD,CL	逻辑左移
SAR OPRD,1或SAR OPRD,CL	算术右移
SHR OPRD,1或SHR OPRD,CL	逻辑右移

对于循环移位指令：

指令	解释
ROL OPRD,1或ROL OPRD,CL	不带CF的循环左移
ROR OPRD,1或ROR OPRD,CL	不带CF的循环右移
RCL OPRD,1或RCL OPRD,CL	带CF的循环左移
RCR OPRD,1或RCR OPRD,CL	带CF的循环右移

串操作指令

串指令既可处理字串，也可处理字节串，并在每完成一次字/字节操作后自动修改指针，去执行下一个字/字节操作。8086指令集中的串操作指令可处理的最大串长度为64KB。

源串默认DS:SI，允许段重设。目标串为ES:DI，不允许段重设。串长度值在CX，使用了重复前缀该值自动减1。SI、DI的修改方向与标志位DF有关，0则增反之减。

重复操作前缀

指令	解释
REP	无条件重复，直到CX=0。
REPE/REPZ	相等/结果为0时重复，ZF=1且CX≠0时重复。
REPNE/REPNZ	不相等/结果不为0时重复，ZF=0且CX≠0时重复。

串操作指令

传送指令：

指令	解释	示例
MOVS OPRD1,OPRD2	将源串地址中的字节/字传送到目标串地址中
MOVSB	一次传一字节	REP MOVSB
MOVSW	一次传一字

串比较：将源串和目标串按字/字节比较，结果反应到标志位上。CMPS OPRD1,OPRD2（主要用在需要段重设的情况下）、CMPSB、CMPSW。串比较指令的后边需要一条指令来判断是何种原因结束了串比较（ZF）。

串扫描：将AX/AL与ES:DI指定值进行字/字节比较，结果反应到标志位上。SCAS OPRD、SCASB、SCASW。

串装入：把DS:SI指向的装入AL/AX，然后根据DF自动修改SI。对标志位没影响。一般不带重复前缀，因为重复一次AL/AX会被取代。LODS OPRD、LODSB、LODSW。

串存储：把AL/AX存到ES:DI内存单元中，然后根据DF自动修改DI。对标志位没影响。STOS OPRD、STOSB、STOSW。

程序控制指令

无条件跳转

JMP无条件跳转。分为4种：

1. 段内直接跳转：JMP LABEL或JMP NEAR LABEL。

   LABEL是个标号/符号地址，该标号在本程序所在的代码段内。指令被汇编时，汇编程序会计算下条指令到LABEL指示地址之间的位移量（可正可负），指令操作就是将IP当前值加上计算出的位移量形成新的IP，并使CS保持不变，从而使程序按新地址继续执行。

2. 段内间接跳转：JMP OPRD。

   OPRD是16位寄存器或存储器地址。指令的执行是用指定的16位寄存器内容或存储器内容作为转移目标的偏移地址，用其取代原来IP的内容，从而实现程序的转移。CS内容不变。

3. 段间直接转移：JMP FAR LABEL。

   FAR表明其后LABEL是一个远标号，他在另一个代码段内。汇编程序根据LABEL位置确定段基地址和偏移地址，然后送入CS、IP，结果使程序转移到另一个代码段继续执行。

4. 段间间接转移：JMP OPRD。

   OPRD使32位存储器地址。指令的执行是将指定的连续4个内存单元内容送入IP（低字）、CS（高字），从而程序转移到另一个代码段继续执行。

条件跳转

JCC条件跳转如下：

循环控制

控制转向的目标地址是当前IP内容为中心的-128~+127字节范围内。循环次数必须先送入CX。

指令	解释
LOOP LABEL	相当于DEC CX+JNZ NEXT
LOOPZ LABEL或LOOPE LABEL	先将CX内容减1，若CX≠0且ZF=1继续循环，否则退出循环。
LOOPNZ LABEL或LOOPNE LABEL	与LOOPZ指令类似，先将CX内容减1，若CX≠0且ZF=0继续循环，否则退出循环。

过程调用和返回

调用CALL执行时，CPU先将下一条指令地址压栈，然后将子程序入口地址赋给IP，以便转到子程序执行。

由于子程序有可能与主程序不在同一个段，所以CALL指令也有4种形式：

1. 段内直接调用：CALL NEAR PROC。
2. 段内间接调用：CALL OPRD。
3. 段间直接调用：CALL FAR PROC。
4. 段间间接调用：CALL OPRD。

RET一般安排在子程序末尾，执行RET时，CPU出栈到IP（或CS和IP，区分看是远过程还是近过程）中，继续执行主程序。

中断

中断指令格式为：INT n。n为中断向量码/中断类型码，是一个常数，取值范围为0~255。指令执行时，CPU根据n计算除中断向量的地址，然后从该地址种取出中断服务程序的入口地址，并转到该中断服务子程序去执行。

中断返回指令为IRET。

处理器控制指令

Pentium新增指令简介

80x86虚地址下的寻址方式

80x86CPU新增指令简述