指令系统与寻址方式

指令系统与寻址方式

目录

• 指令系统与寻址方式
  • 3.1 8086寻址方式
    • 3.1.1指令格式
    • 3.1.2寻址方式
      • 立即寻址
      • 寄存器寻址
      • 存储器寻址
        • 直接寻址
        • 基址寻址
        • 变址寻址
        • 基址--变址寻址
  • 3.2 8086指令系统
    • 3.2.1数据传输指令
      • MOV指令
        • MOV指令使用规则
      • XCHG 指令
      • 堆栈指令
        • PUSH指令
        • POP指令
      • 地址传送指令LEA
      • 符号位扩展指令 CBW CWD
    • 3.2.2算术运算指令
      • 加法/减法指令
        • ADD/SUB
        • ADC/SBB
        • INC/DEC
        • 求补指令NEG（Negate）
        • 比较指令CMP
      • 乘法/除法指令
      • 十进制调整指令
    • 3.2.3逻辑运算和移位类指令
      • 逻辑运算类指令
        • AND
        • OR
        • NOT
        • XOR
        • TEST
      • 移位类指令
        • 非循环（开环）移位指令
        • 循环移位类指令
    • 3.2.4串指令
      • 串操作指令共同点
      • 字符串传送指令
    • 3.2.5控制转移指令
      • 转移指令的概念
      • 无条件转移指令
      • 条件转移指令
        • 比较和测试指令
        • 单标志位条件转移指令
        • 无符号数比较转移指令
        • 有符号数比较转移指令
      • 循环指令

3.1 8086寻址方式

3.1.1指令格式

指令中应包含的信息：

• 运算数据的来源（源操作数）
• 运算结果的去向（目的操作数）
• 执行的操作
  操作码 [目的操作数]，[源操作数] ；注释

3.1.2寻址方式

• 立即寻址：操作数直接出现在指令中

  MOV AX , 3EC5H
  

• 寄存器寻址：操作数在寄存器中

  MOV BX , AX
  

• 存储器寻址：操作数在内存

  MOV AX , [SI]
  

速度：存储器寻址 > 寄存器寻址 > 立即寻址

立即寻址

操作数（常数）直接由指令给出，其作为指令的一部分存放在代码段中。
【注意】

• 立即寻址只能用于源操作数
• 立即数和目的操作数的长度要一致

MOV CX, 100			;正确,CX赋值为100
MOV 2A00H , AX 			;错误,目的操作数不能是立即数
MOV BL , 8000H			;错误,BL长度为1个字节,8000H长度为2个字节

寄存器寻址

操作数存放在CPU的内部寄存器中,寄存器名表示其内容（操作数）。
【注意】

• 源操作数与目的操作数字长要相同
• 寄存器寻址与段地址无关

MOV CL , AL			;正确,将AL中的值传送给CL
MOV AX , BL 			;错误,AX为2个字节,BL为1个字节
MOV CX , ES:AX 			;错误,源操作数不能是段地址

存储器寻址

存储器操作数的表现形式（中括号）：[立即数或寄存器]
[ ]中的内容是存放所寻找数据的单元的偏移地址
【注意】

• 在默认的、或用段超越前缀指定的段寄存器中
• 指令中只需给出操作数的逻辑地址（有效地址EA）

MOV [SI] , AX 		;默认在DS段,DS:[SI] ← AX,把AX中的值赋给DS段,偏移地址为SI的存储单元
MOV ES:[SI] , AX 	;使用段超越前缀,ES:[SI] ← AX,把AX中的值赋给ES段,偏移地址为SI的存储单元

4种存储器寻址方式

直接寻址

指令中直接给出操作数的偏移地址

• 默认在数据段（DS）
• 允许段超越（重设）

MOV AX , [1200H]			;将数据段DS中,偏移地址为1200H的数据赋给AX
					;AX有2个字节的空间,故实际上是把[1200H](低地址)的值赋给AL
					;把[1201H](高地址)的值赋给AH
MOV AX , ES:[1200H]			;将附加段ES中,偏移地址为1200H的数据赋给AX

基址寻址

• 有效地址存放在基址寄存器BX或BP中
• 或有效地址 EA = [BX/BP] + [8位/16位 偏移量]
  中括号里面只能是BX或BP
• 对应BX寄存器默认是DS ，对应BP寄存器默认是SS， 可使用段超越前缀改变
• 主要用于一维数组

MOV AX , [BX]					;AX ← DS:[BX]
MOV AX , [BX+06H]				;AX ← DS:[BX+06H]
MOV AX , 06H[BX]				;AX ← DS:[BX+06H]两种写法一样

变址寻址

• 有效地址存放在变址寄存器SI或DI中
• 或有效地址 EA = [SI/DI] + [8位/16位 偏移量]
  中括号里面只能是SI或DI
• 默认段是DS ，可使用段超越前缀改变

MOV AX , [DI]					;AX ← DS:[DI]
MOV AX , [SI+06H]				;AX ← DS:[SI+06H]
MOV AX , 06H[SI]				;AX ← DS:[SI+06H]两种写法一样

基址--变址寻址

• 主要用于二维数组操作
• 有效地址 EA = [BX/BP] + [SI/DI]
• 或有效地址EA = [BX/BP] + [SI/DI] + [8位/16位 偏移量]
• BX对应的段地址寄存器默认是DS，BP的段地址默认是SS；可用段超越前缀改变
• 注意：同一组内的寄存器不能同时出现，即不能出现[BX][BP]或者[SI][DI]

MOV AX , [BX+SI]			;AX ← DS:[BX+SI]
MOV AX , [BX][SI]			;AX ← DS:[BX+SI]两种写法一样
MOV AX , [BX+DI+6]			;AX ← DS:[BX+DI+6]
MOV AX , 6[BX+DI]			;AX ← DS:[BX+DI+6]
MOV AX , 6[BX][DI]			;AX ← DS:[BX+DI+6]三种写法一样

例：假定DS=8000H, BX=2000H, SI=10H, (82010H)=22H, (82011H)=11H

执行MOV AX，[BX][SI]

结果AX=？

解答：BX+SI = 2010H,DS:[BX+SI] = 80000+2010H = 82010H

​ 即从偏移地址2010H处取2个字节赋值给AX，则AL = (82010H) = 22H，AH = (82011H) = 11H

​ 低地址给低字节，高地址给高字节，AX = 1122H

---

3.2 8086指令系统

3.2.1数据传输指令

• 通用数据传送指令 MOV、 XCHG
• 堆栈指令 PUSH 、 POP
• 地址传送指令 LEA 、LDS
• 输入输出指令 IN 、 OUT

MOV指令

• 把一个字节或字的操作数从源地址传送至目的地址
• 指令格式

MOV dest , src				;dest ← src

• 可实现8位或16位数据的传送
• 不影响状态位
• 把数据从一个位置传送到另一个位置

MOV指令使用规则

1. 不允许段寄存器之间的传送
2. 不允许立即数到段寄存器的传送
3. 不允许内存到内存的传送
4. 不允许数据长度类型不同的传送（但位数前可补0）
5. 传送时数据类型需明确
   

MOV CL , DL				;8位(1字节)传送
MOV AX , [BX]				;2字节传送
MOV [SI] , CL				;1字节传送
MOV byte ptr [BX+5] , 0A2H		;1字节传送
					;立即数传给存储器，需要用ptr指明存储格式(byte还是word)
MOV word ptr [BX+5] , 0A2H		;2字节位传送

MOV ES , DS				;错误,(附加)段寄存器不能到(数据)段寄存器
MOV DS , 1000H				;错误,立即数不能到段寄存器
MOV [BX] , [1000H]			;错误,内存操作数(存储器)不能到内存(存储器)
MOV AL , 050AH				;错误,长度不匹配

不能实现的传送的解决办法：用AX作桥梁

• 存储器←存储器

  MOV AX , MEM1
  MOV MEM2 , AX
  

• 段寄存器←段寄存器

  MOV AX , DS
  MOV ES , AX
  

• 段寄存器←立即数

  MOV AX , 1200H
  MOV DS , AX 
  

XCHG 指令

指令格式

XCHG dest , src				;两操作数内容交换

遵循指令的通用规则

• 两操作数中必须有一个是寄存器
• 操作数不能是段寄存器或立即数

XCHG AX , BX				;正确
XCHG [2000H] , CL			;正确
XCHG ES	, AX 				;错误,操作数不能是段寄存器
XCHG AX , 1234H 			;错误,操作数不能是立即数

堆栈指令

指令格式

PUSH OPRD				;压栈
POP OPRD				;弹栈

• 是“后进先出”（或“先进后出”） 的操作，位于堆栈段中
• SS段寄存器记录堆栈段地址
• 以字为单位（每次操作影响一个字的长度，即两字节）
• 不能对立即数做堆栈操作

PUSH指令

PUSH指令执行过程

1. SP - 2 → SP
2. 操作数高字节 → SP+1
3. 操作数低字节 → SP
   先减指针、再压数据、先高后低
   
   栈顶指针SP一开始位于栈底，压栈时，先将栈顶指针上移（减小）2个字节，再将操作数赋值给栈顶指针对应的位置

POP指令

POP指令执行过程

1. SP → 操作数低字节
2. SP+1→操作数高字节
3. SP+2→ SP
   先出数据、再加指针、先低后高
   
   弹栈时，先将栈顶指针SP指向的数据取出来（每次操作取2个字节，低地址对应低字节，高地址对应高字节），再将栈顶指针下移（增加）2个字节

PUSH AX					;正确
PUSH WORD PTR [1000H]			;正确
PUSH 1234H				;错误,操作数不能是立即数
PUSH AL					;错误,操作数要2个字节
POP BX 					;正确
POP AL 					;错误

堆栈段的作用

• 临时存放数据
• 传递参数
• 保存和恢复寄存器

地址传送指令LEA

将存储器操作数的16位偏移地址送到指定的寄存器
指令格式

LEA reg , mem

• 源操作数必须是一个存储器操作数，目的操作数 须是一个16位的通用寄存器（最好是间址寄存器）
• 常用于初始化程序，使一个寄存器成为指针

LEA BX , [SI+10H]			;若SI=8000H，则执行该指令后，BX=8010H

LEA指令和MOV指令的区别

;假定BUF指向地址0100H处,且地址0100H处存放数据1234H
LEA BX , BUF 				;BX ← 0100H,LEA指令取BUF的地址给BX
MOV BX , BUF 				;BX ← 1234H,直接把BUF的值给BX
MOV BX , OFFSET BUF 			;BX ← 0100H,OFFSET先取BUF的地址作为一个立即数赋值给BX

符号位扩展指令 CBW CWD

x86asm

• 这两条指令用于将8（16）位有符号数扩展为16（32） 位数据。
• 符号扩展虽然使数据位数加长，但数据大小并没有改变，扩展的高部分仅是低部分的符号扩展。
• 常用于有符号数的除法运算中
• 隐含寻址，寄存器AX（AL）
  指令格式

CBW 					;把AL的符号位复制到AH 
CWD 					;把AX的符号位复制到DX

MOV AL , 91H				;AL = 1001 0001符号位为1
CBW					;AX = 1111 1111 1001 0001,把AL的符号位填入AH全部位置

3.2.2算术运算指令

• 执行二进制的算术运算：加减乘除
• 可用于字或字节的运算
• 操作数不能是段寄存器
• 关注对状态标志的影响
  

分类	名称	格式	功能	O S Z A P C
加法指令	加法指令	ADD DST , SRC	加法（字、字节）	O S Z A P C
	带进位加法指令	ADC DST , SRC	带进位加法（字、字节）	O S Z A P C
	加1指令	INC OPRD	加1（字、字节）	O S Z A P
减法指令	减法指令	SUB DST , SRC	减法（字、字节）	O S Z A P C
	带借位减法指令	SBB DST , SRC	带借位减法（字、字节）	O S Z A P C
	减1指令	DEC OPRD	减1（字、字节）	O S Z A P
	比较指令	CMP DST , SRC	比较（字、字节）	O S Z A P C
	求补指令	NEG OPRD	求补码（字、字节）	O S Z A P C
乘法指令	无符号数乘法	MUL SRC	不带符号数乘法（字、字节）	O C
	带符号数乘法	IMUL SRC	带符号数乘法（字、字节）	O C
除法指令	无符号数除法	DIV SRC	不带符号数除法（字、字节）	没有定义
	带符号数除法	IDIV SRC	带符号数除法（字、字节）	没有定义

加法/减法指令

ADD/SUB

• 不带进位/借位的加法/减法
• 影响6个状态标志位
• 指令格式

  ADD OPRD1 , OPRD2			;OPRD1 ← OPRD1 + OPRD2
  SUB OPRD1 , OPRD2			;OPRD1 ← OPRD1 - OPRD2
  

ADC/SBB

• 带进位/借位的加法/减法
• 用于长字节数的加法/减法，在ADD/SUB指令后使用
• 指令格式

  ADC OPRD1 , OPRD2			;OPRD1 ← OPRD1 + OPRD2 + CF
  SBB OPRD1 , OPRD2			;OPRD1 ← OPRD1 - OPRD2 - CF
  

INC/DEC

• 二进制加1/减1指令
• 不能是段寄存器或立即数
• 常用于在程序中修改地址指针
• 不影响CF标志
• 指令格式

  INC reg/mem				;reg/mem ← reg/mem + 1
  DEC reg/mem				;reg/mem ← reg/mem - 1
  

求补指令NEG（Negate）

• 求补运算，即用零减去操作数，结果返回操作数
• 用于求一个数的（有符号）相反数
• 对标志的影响与SUB指令一样
• 对非零数求补时，CF=1
• 指令格式

  NEG reg/mem				;reg/mem ← 0-reg/mem
  

比较指令CMP

• 将两个操作数相减，但结果不送目的操作数
• 影响全部6个标志状态，可作为条件转移指令转移的条件
• 两数相等ZF=1
• 指令格式

  CMP OPRD1 , OPRD2
  

乘法/除法指令

• 指令中的乘数、除数必须是寄存器或存储器操作数
• 乘法指令中不能出现 AL，AX寄存器
• 除法指令中不能出现AX，DX
• 运算前应先送被乘数/被除数到累加器AX（AL）/AX(DX:AX)
• 指令格式

  MUL OPRD				;AX ← AL * OPRD或DX:AX← AX * OPRD
  DIV OPRD				;AX(16位)/OPRD(8位) = AL(商)……AH(余数)
  					;DX:AX(32位)/OPRD(16位) = AX(商)……DX(余数)
  

十进制调整指令

• 压缩BCD码加法调整指令DAA（Decimal Adjustment after Addition）、减法调整指令 DAS
• 非压缩BCD码加法调整指令AAA 、减法调整指令 AAS
• 调整指令在算数运算指令后使用
• 加/减法调整指令默认操作对象是AL

;AL=28H,BL=68H
ADD AL , BL				;AL=90H,AF=1
DAA				        ;AL=96H
					;若低位>9或AF=1，则AL加6H，且AF=1
                                        ;若高位>9或CF=1，则AL加60H，且CF=1

3.2.3逻辑运算和移位类指令

逻辑运算类指令

AND

• 段寄存器不能参加逻辑运算
• 用途：保留操作数的某几位，其他位清零
• 指令格式

  AND AL , 0FH				;留AL中低4位，高4位清0
  AND AL , 11011111B		        ;将AL中的字符 ’a’～’z’转换成大写
  

OR

• 用途：把操作数的某几位置1，其他位不变
• 指令格式

  OR AL , 00100000B			;把AL的 bit5 置1
  OR AL , 30H 				;把AL中的非压缩BCD码转换成ASCII码
  

NOT

• 按位取反再送回原地址

XOR

• 指令格式

  ;BL=01110101B
  XOR BL , 80H				;把操作数的某几位变反（与1异或）
  				        ;BL ← 0111 0101 XOR 1000 0000 = 1111 0101
  XOR AX , AX				;把寄存器清零（与自身异或）AX = 0
  

TEST

• 执行“与”运算，但结果不送回目标地址
• 常用于测试某些位的状态，用‘1’测试，用ZF标志位判断结果。后面跟转移指令。

  ;测试AL的内容是否为负数
  TEST AL , 80H				;检查AL的最高位是否为1,若为1,ZF=1,否则ZF=0
  

移位类指令

【注】

• 移动1位时由指令直接给出
• 移动两位及以上，则移位次数由CL指定

  SAL reg/mem , 1			;移位位数=1时
  SAL reg/mem , CL			;移位位数>1时
  

非循环（开环）移位指令

• 算术左移指令 SAL(Shift Arithmetic Left)和逻辑左移指令 SHL(Shift Left)
  
• 算术右移指令 SAR(Shift Arithmetic Right)
  
• 逻辑右移指令 SHR(Shift Right)
  
• 左移一位可实现×2运算，右移一位可实现÷2运算
• 无符号数的乘除用逻辑移位，有符号数用算数移位

循环移位类指令

• 不含进位位的循环左移指令 ROL(Rotate Left)
  
• 不含进位位的循环右移指令 ROR(Rotate Right)
  
• 含进位位的循环左移指令 RCL(Rotate Left with Carry)
  
• 含进位位的循环右移指令 RCR(Rotate Right with Carry)
  
• 可实现多字节移位

;将DX:AX中32位数值左移一位
SHL AX , 1
RCL DX , 1 

3.2.4串指令

• 针对内存中一个连续区域（数据块或字符串）的操作
• 可实现存储器到存储器的数据传送
• 8086指令系统提供了5条基本的串操作指令和3类重复前缀
  • 传送数据串：MOVS，STOS，LODS
  • 检测数据串：CMPS，SCAS
  • 重复前缀：REP，REPZ，REPNZ

串操作指令共同点

1. 寻址方式均为隐含寻址
   • 源操作数 DS:[SI]
   • 目的操作数 ES:[DI]
2. CX作为串计数器
3. 指针SI、DI自动修正，方向取决 于DF
   • DF=0，增量
   • DF=1，减量
4. DF控制指令
   • CLD指令 ,DF=0
   • STD指令 , DF=1

字符串传送指令

• 指令格式

  REP MOVSB					;字节操作
  REP MOVSW					;字操作
  REP MOVSD					;双字操作
  

• 传送操作：实现了内存到内存的传送

	字节操作	字操作	双字操作
DF=0为增址型	SI ← SI + 1	SI ← SI + 2	SI ← SI + 4
	DI ← DI + 1	DI ← DI + 2	DI ← DI + 4
DF=1为减址型	SI ← SI - 1	SI ← SI - 2	SI ← SI - 4
	DI ← DI - 1	DI ← DI - 2	DI ← DI - 4

执行 REP MOVSB之前，需要

• DS:SI, ES:DI 赋值
• D标志置0/置1
• CX 赋值
  若CX=0，则退出串处理循环， 执行下一条指令
  若CX≠ 0，则执行基本串操作， CX ← CX - 1
  先对CX进行判断，再执行串操作

例：试编程将0000:1000H开始的100个字节传送到 2000:0000H开始的单元中去

MOV AX , 0000H
MOV DS , AX					;DS赋值
MOV AX , 2000H
MOV ES , AX					;ES赋值
MOV SI , 1000H
MOV DI , 0000H
MOV CX , 64H					;CX赋值
CLD						;CLD指令,DF置0,增址型
REP MOVSB

3.2.5控制转移指令

• 控制转移指令按应用分
  • 转移指令
  • 循环控制
  • 过程调用
  • 中断控制
• 按转移条件分：无条件转移和有条件转移
• 按转移范围分：段内转移和段间转移
• 按获取转移地址的方法分：直接转移和间接转移
• 控制转移指令不影响标志位

转移指令的概念

• 通过改变CS和指令指针IP，改变指令执行的顺序。
• 根据程序转移地址的范围不同，分为：
  • 段内转移：只改变IP内容
  • 段间转移：改变IP和CS的内容
• 条件转移指令只能是段内转移
• 控制转移指令根据获取转移地址的方法不同，分为：
  • 直接转移：指令中通过立即数（标号）给出转移地址
  • 间接转移：指令中通过寄存器或存储器给出转移地址

	段内	段间
直接转移	通过立即数（标号）直接给出16位地址来修改IP	通过立即数直接给出32位地址来修改CS和IP
间接转移	通过寄存器操作数或内存操作数给出16位地址来修改IP	通过内存操作数给出32位地址来修改CS和IP

无条件转移指令

• 指令格式

  JMP OPRD
  

条件转移指令

• 在满足一定条件下，程序转移到目标地址，可实现分支结构
• 条件转移指令均为段内短转移
• 30个操作码助记符隐含了转移条件

比较和测试指令

指令操作码	指令格式	功能描述
CMP	CMP dest , src	(dest) - (src)，不存结果
TEST	TEST dest , src	(dest) $\wedge$ (src)，不存结果

如果只是想比较两个数，而不想改变它的值，选用CMP
如果只是想判断个别二进制位，而不想改变它的值，选用TEST

单标志位条件转移指令

判断5个标志位的值

转移指令
单位标志	JZ	JS	JO	JP	JC
	JNZ	JNS	JNO	JNP	JNC

无符号数比较转移指令

在cmp指令后使用

CMP N1 , N2
无符号数条件转移指令

指令格式	转移条件
JA XYZ	N1 > N2 转	A（Above，高于）
JAE XYZ	N1 ≥ N2 转
JB XYZ	N1 < N2 转	B（Below，低于）
JBE XYZ	N1 ≤ N2 转
JE XYZ	N1 = N2 转	E (Equal，等于)

有符号数比较转移指令

在cmp指令后使用

CMP N1 , N2
有符号数条件转移指令

指令格式	转移条件
JG XYZ	N1 > N2 转	G (Greater，大于)
JGE XYZ	N1 ≥ N2 转
JL XYZ	N1 < N2 转	L (Less，小于)
JLE XYZ	N1 ≤ N2 转
JE XYZ	N1 = N2 转	E (Equal，等于)

例：将AX，BX中的大数放在AX和变量WMAX中

      CMP AX , BX
      JAE NEXT
      XCHG AX , BX
NEXT: MOV WMAX , AX

循环指令

• 指令格式

  L1: ················ ;循环体
  ;L1与：间不能有空格
  ;参数修正
  LOOP L1
  

• 循环次数由CX指定
• 首先CX←CX－1
• 若CX≠0，转到目标地址
• 循环条件：CX ≠ 0

例：将数据段中定义的100字 的数组ARY逆序传送到另 一个数组DEST

    LEA SI , ARY
    LEA DI , DEST
    ADD DI , 198
    MOV CX , 100
L1: MOV AX , [SI]
    MOV [DI] , AX
    ADD SI , 2
    SUB DI , 2
    LOOP L1