《指令系统》PPT课件

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1、第三章第三章 8086指令系统和汇编语言指令系统和汇编语言3.1 寻址方式寻址方式1操作数的寻址方式操作数的寻址方式 2转移地址的寻址方式转移地址的寻址方式返回本章首页返回本章首页1操作数的寻址方式操作数的寻址方式（1）立即寻址）立即寻址（2）寄存器寻址）寄存器寻址（3）直接寻址）直接寻址（4）寄存器间接寻址）寄存器间接寻址（5）寄存器相对寻址方式）寄存器相对寻址方式（6）基址变址寻址方式）基址变址寻址方式（7）相对基址变址寻址方式）相对基址变址寻址方式（1）立即寻址）立即寻址 例如：例如：MOV AX，1234H；十六进制数十六进制数1234H送送入入AX。如图如图2-11所示。所示。A A

2、H HA AL L操操作作码码1 1 2 23 3 4 4A AX X（2）寄存器寻址）寄存器寻址 操作数存放在指令规定的寄存器中，对于操作数存放在指令规定的寄存器中，对于16位操作数，位操作数，寄存器可以是寄存器可以是AX，BX，CX，DX，SI，DL，SP或或BP；而对而对8位操作数，寄存器可以是位操作数，寄存器可以是AH，AL，BH，BL，CH，CL，DH或或DL。例如：例如：MOV AX，BX；将寄存器将寄存器BX的内容送入的内容送入AX中。中。如图如图2-12所示。所示。X XX XA AX XB BX X（3）直接寻址）直接寻址 例 如：例 如：M O V A L，DS:2000H

3、；将逻辑地址将逻辑地址为为DS:2000单元内的字节送单元内的字节送入入AL。若段基址若段基址DS=4000H，则则段起始物理地址为段起始物理地址为4000H左移左移4位，即位，即40000H，此此指令将数据段中物理地址指令将数据段中物理地址为为42000H 单元的内容单元的内容56H传至传至AL寄存器。寄存器。如图如图2-13所示。所示。4000H 56HAXAX DS DS 40000H2000H操作码操作码00H20H56H42000H（4）寄存器间接寻址）寄存器间接寻址 例如：例如：MOV AX，BX；BX内容为有效地址内容为有效地址EA（偏移偏移量）。若量）。若DS=4000H，BX

4、=100H，此指令将物理地址此指令将物理地址40100H 单元的内容传至单元的内容传至AL寄存器（段基地址同样为寄存器（段基地址同样为40000H）。）。如图如图2-14所示。所示。4000H34H 25HA AX X D DS S 40000H0100H25H40100H34H0100H B BX X数据段代码段（5）寄存器相对寻址方式）寄存器相对寻址方式 例 如：例 如：M O V A L，BX+5；若若DS=6000H，BX=2000H，BX的内容的内容加上加上8位位移量位位移量05H作为作为操作数的有效地址。传操作数的有效地址。传送数据段中的一个字节送数据段中的一个字节到到AL中。如果

5、使用中。如果使用BP，则隐含地表示操作数存则隐含地表示操作数存放在堆栈段中。如图放在堆栈段中。如图2-15所示。所示。6000H 9AHAXAX DS DS操作码操作码05H9AH2000H BX BX数据段代码段EA2000H+05H=2005H62005 60000（6）基址变址寻址方式）基址变址寻址方式 例如：例如：MOV AX，BX+SI；BX的的内容与内容与SI的内容的内容之和作为操作数之和作为操作数的有效地址。传的有效地址。传送数据段中的一送数据段中的一个字。如图个字。如图2-16所示。所示。5000HABH 78HA AX X D DS S操作码操作码 78HABH2000H B

6、 BX X数据段代码段EA2000H+06H=2006H52006H 50000H EA0006H S SI I（7）相对基址变址寻址方式）相对基址变址寻址方式 例如：例如：MOV AH，BX+DI+1234H；BX的内容加上的内容加上DI的的内容再加上位移量内容再加上位移量1234H作为操作数作为操作数的有效地址。如图的有效地址。如图2-17所示。所示。4000H50H AL ALAXAX DS DS34H12H 50H0200H BX BX数据段代码段EA0200H+00101234H=1444H41444H 40000H EA0010H DI DI 操作码操作码2转移地址的寻址方式转移地

7、址的寻址方式（1）段内直接寻址）段内直接寻址（2）段内间接方式）段内间接方式（3）段间直接寻址）段间直接寻址（4）段间间接方式）段间间接方式（1）段内直接寻址）段内直接寻址 段内直接寻址方式也称为相对寻址方式，转移的段内直接寻址方式也称为相对寻址方式，转移的目标地址是当前目标地址是当前IP内容和一个内容和一个8位或位或16位的位移位的位移量之和，这个位移量才是指令代码的一部分，所量之和，这个位移量才是指令代码的一部分，所以叫相对寻址。如图以叫相对寻址。如图2-18所示所示 位移量当前IP值操作码指令 E EA A（有有效效转转移移地地址址）（2）段内间接方式）段内间接方式 这种方式也是在段内，

8、其转移的目标地址是寄存器或存这种方式也是在段内，其转移的目标地址是寄存器或存储单元的内容，即以寄存器或存储器单元内容来更新储单元的内容，即以寄存器或存储器单元内容来更新IP的内容，所以是绝对偏移量，注意和段内直接方式的相的内容，所以是绝对偏移量，注意和段内直接方式的相对偏移量的区别。若目标地址为存储单元内容，则该存对偏移量的区别。若目标地址为存储单元内容，则该存储单元本身可由上述与存储器操作数有关的任何寻址方储单元本身可由上述与存储器操作数有关的任何寻址方式寻址，只是它里面的内容为新的式寻址，只是它里面的内容为新的IP值。如图值。如图2-19所示。所示。寻址方式指令EAEA 寄存器 存储器或（

9、3）段间直接寻址）段间直接寻址 这种方式用于段间转移，目标地址的段基值这种方式用于段间转移，目标地址的段基值（CS）和偏移地址（和偏移地址（IP）都是指令码的组成部都是指令码的组成部分，用来更新当前分，用来更新当前CS和和IP。如图如图2-20所示。所示。偏移量指令段值 CS IP（4）段间间接方式）段间间接方式 这种方式同样用于段间转移，只不过当前这种方式同样用于段间转移，只不过当前CS和和IP由存储由存储器中连续的两个字更新，低位地址的字更新器中连续的两个字更新，低位地址的字更新IP，高位地高位地址的字更新址的字更新CS，存放新存放新IP和和CS的存储单元地址由前述存的存储单元地址由前述存

10、储器操作数的寻址方式决定。见图储器操作数的寻址方式决定。见图2-21所示。所示。例如：例如：JMP DWORD PTR INTER+BX；取取DS段中偏段中偏移为移为INTER+BX处的双字作为新的处的双字作为新的CS和和IP。返回本节返回本节3.2 8086的指令系统的指令系统1数据传送类数据传送类2算术运算类算术运算类3逻辑运算与移位指令逻辑运算与移位指令4字符串处理字符串处理5控制转移指令控制转移指令6处理器控制指令处理器控制指令1数据传送类数据传送类（1）通用数据传送指令）通用数据传送指令这种指令共这种指令共5条，如表条，如表2-4所示。所示。（2）输入）输入/输出指令输出指令（3）目

11、标地指传送指令）目标地指传送指令这组指令包括三条指令，如表这组指令包括三条指令，如表2-5所示。所示。（4）标志位传送指令）标志位传送指令表 通用数据传送指令格式表表 目标地址传送指令格式目标地址传送指令格式2算术运算类算术运算类（1）加法指令）加法指令（2）减法指令）减法指令（3）乘法指令）乘法指令（4）除法指令）除法指令 3逻辑运算与移位指令逻辑运算与移位指令（1）逻辑运算指令）逻辑运算指令（2）移位与循环移位指令）移位与循环移位指令 表表2-6 逻辑运算指令格式逻辑运算指令格式4字符串处理字符串处理8086/8088指令系统为文本处理提供了一组强有指令系统为文本处理提供了一组强有力的指令

12、（字符串处理指令），对一系列含有字力的指令（字符串处理指令），对一系列含有字母数字代码的字节（也称字符串）进行处理，例母数字代码的字节（也称字符串）进行处理，例如传送、比较、查找、插入、删除等，字符串指如传送、比较、查找、插入、删除等，字符串指令为这些处理提供了很大方便。字符串指令的寻令为这些处理提供了很大方便。字符串指令的寻址方式只用隐含寻址，源串固定使用址方式只用隐含寻址，源串固定使用SI，目的串目的串固定使用固定使用DI。5控制转移指令控制转移指令（1）转移指令，分为无条件转移指令和条件转）转移指令，分为无条件转移指令和条件转移指令；移指令；（2）循环指令；）循环指令；（3）过程调用与返

13、回指令；）过程调用与返回指令；（4）中断与返回指令。）中断与返回指令。6处理器控制指令处理器控制指令主要包括标志处理指令主要包括标志处理指令7条和其他处理器控制指条和其他处理器控制指令令5条。详细内容同样参见指令一览表。条。详细内容同样参见指令一览表。返回本节返回本节4.3 汇编语言程序设计汇编语言程序设计1汇编语言指令汇编语言指令 2汇编语言基本语法汇编语言基本语法3汇编语言程序结构汇编语言程序结构 4标准汇编语言程序框架标准汇编语言程序框架1汇编语言指令汇编语言指令 8086汇编语言中，有多种伪指令，包括：汇编语言中，有多种伪指令，包括：数据定义伪指令；数据定义伪指令；结构定义伪指令；结构

14、定义伪指令；记录定义伪指令；记录定义伪指令；段定义伪指令；段定义伪指令；程序终结伪指令；程序终结伪指令；过程定义伪指令；过程定义伪指令；访问外部标识符伪指令；访问外部标识符伪指令；宏操作伪指令。宏操作伪指令。2汇编语言基本语法汇编语言基本语法（1）ASM-86的字符集的字符集（2）关键字）关键字（3）语句）语句（4）表达式）表达式（5）指令性语句中的操作数）指令性语句中的操作数 3汇编语言程序结构汇编语言程序结构 汇编语言源程序是由语句序列组成的，语句序列应汇编语言源程序是由语句序列组成的，语句序列应包括：包括：数据（程序要处理的对象）；数据（程序要处理的对象）；处理数据的实体；处理数据的实体

15、；承上启下的记录。承上启下的记录。8086/8088 微处理器系统的存储结构是分段式访问微处理器系统的存储结构是分段式访问结构，这种结构是程序运行的基础，因此，结构，这种结构是程序运行的基础，因此，8086/8088 汇编语言程序必须具备：汇编语言程序必须具备：代码段（处理数据的对象）代码段（处理数据的对象）数据段（定义加工处理对象）数据段（定义加工处理对象）堆栈段堆栈段 4标准汇编语言程序框架标准汇编语言程序框架通常，一个源程序都有大体相同的结构或框架，下面给出一个通常，一个源程序都有大体相同的结构或框架，下面给出一个源程序的框架结构，该程序是在源程序的框架结构，该程序是在PC-DOS环境下

16、运行的。环境下运行的。;定义堆栈段定义堆栈段STACK_SEGSEGMENTPARASTACKSTACK;定义堆栈深度与堆栈段变量定义堆栈深度与堆栈段变量STACK_SEGENDS;定义数据段定义数据段DATA_SEGSEGMENTPARAPUBLICDATA;定义变量定义变量DATA_SEGENDS;定义代码段定义代码段CODE_SEGSEGMENTPARAPUBLICCODEMAINPROCFAR A S S U M E C S:C O D E _ S E G,DS:DATA_SEGASSUMESS:STACK_SEGSTART:PUSHDSMOVAX,0PUSHAXMOVAX,DATA_

17、SEGMOVDS,AX;主过程内容主过程内容RETMAINENDPPROC_APROCNEAR;子过程子过程A内容，内容，A为主过程调为主过程调用用PROC_AENDP;其他过程内容其他过程内容CODE_SEGENDSENDSTART图图2-22 DOS下内存的分配示意图下内存的分配示意图返回本节返回本节2.4 飞速发展的飞速发展的CPU2.4.1 辉煌的历程辉煌的历程2.4.2 潮流和未来潮流和未来返回本章首页返回本章首页2.4.1 辉煌的历程辉煌的历程1Pentium前时代前时代2Pentium时代时代3Pentium后时代后时代返回本节返回本节2.4.2 潮流和未来潮流和未来 1奔腾奔腾

18、4的时代的时代 2走近走近64位位CPU1奔腾奔腾4的时代的时代 2000年下半年，年下半年，Intel推出了代号推出了代号Willamette的处理器，它的处理器，它是英特尔是英特尔IA-32 CPU家族中最新的成员，也是英特尔家族中最新的成员，也是英特尔P6系列的终结者。这就是系列的终结者。这就是Pentium IV（P4）。）。P4 CPU基于基于新的新的32位微结构，在许多方面超过了奔腾位微结构，在许多方面超过了奔腾/等上两代等上两代的的IA-32 CPU。NetBurst微架构是微架构是Pentinum 4处理器的基石。这里解释一处理器的基石。这里解释一下处理器的架构与微架构：处理机

19、的架构指的是指令集、下处理器的架构与微架构：处理机的架构指的是指令集、寄存器和程序员公用的内存驻留的数据结构，它们在处寄存器和程序员公用的内存驻留的数据结构，它们在处理器的发展进程中得到继承和增强。处理机的微架构指理器的发展进程中得到继承和增强。处理机的微架构指的是处理机架构在硅片上的实现。的是处理机架构在硅片上的实现。NetBurst微架构特点细节：微架构特点细节：超流水线技术：超流水线技术：执行追踪执行追踪Cache：快速执行引擎快速执行引擎REE：400MHz 系统总线：系统总线：先进的动态执行：先进的动态执行：流式流式SIMD扩充扩充2（SSE2）：）：图图2-23 Pentium I

20、V 处理器及搭配的处理器及搭配的RDRAM内存条内存条2走近走近64位位CPU64位处理器针对的主要对象是目前对位处理器针对的主要对象是目前对32位系统感位系统感觉受限制的用户。一些用来设计汽车、卫星以及觉受限制的用户。一些用来设计汽车、卫星以及一些其他的非常复杂的产品的一些其他的非常复杂的产品的MCAD软件（机械软件（机械计算机辅助设计软件）将通过计算机辅助设计软件）将通过64位系统得到不少位系统得到不少的性能提升。另外，超大规模的数据库软件也由的性能提升。另外，超大规模的数据库软件也由于于64位的大内存寻址区域而获得不少优势。可见位的大内存寻址区域而获得不少优势。可见其企业级应用是相当广泛

21、的。其企业级应用是相当广泛的。Intel的的64位结构叫做位结构叫做IA-64。目前，目前，Intel同时推同时推出了出了Pentium 4以及以及Intel第一个从第一个从IA-32到到IA-64架架构转换的产品构转换的产品Itanium。图图2-24 Intel的的64位位CPUItanium（1）IA-64架构的特点 1）更改现有工业标准体系，建立）更改现有工业标准体系，建立IA-64架构后将架构后将采用并行运算方式的体系；采用并行运算方式的体系；2）单指令简化，即每条指令执行的功能减少，）单指令简化，即每条指令执行的功能减少，但执行效率变高；但执行效率变高；3）由于运行指令并行化，并且

22、采用了程序控制）由于运行指令并行化，并且采用了程序控制指令，使分支预测更加准确，提高运算的利用效指令，使分支预测更加准确，提高运算的利用效率；率；4）增加程序运行时的并行运算预测能力，使内）增加程序运行时的并行运算预测能力，使内存中需要的数据更容易在存中需要的数据更容易在Cache中命中；中命中；5）增加内存的总容量，扩展到）增加内存的总容量，扩展到2的的64次方，由原先的次方，由原先的4GB内存扩展到惊人的内存扩展到惊人的180亿亿GB容量，并支持容量，并支持64位浮点位浮点数和数和32位浮点数，高精度的数字计算，提供高达位浮点数，高精度的数字计算，提供高达82位的位的数据宽度。数据宽度。6

23、）利用）利用GR Stack来降低来降低save/restore需要的调用，减少寄需要的调用，减少寄存器使用数量，使用的是存器使用数量，使用的是Register Stacker Engine（RSE），），使用全新的寄存器，总共使用全新的寄存器，总共128个个64位寄存器，位寄存器，其中其中32个是静态的，个是静态的，96个是动态的。个是动态的。7）现有流水线采用的是顺序结构，一条运行结束后进行）现有流水线采用的是顺序结构，一条运行结束后进行下一条，下一条，IA-64采用并行流水线结构，提高了工作效率。采用并行流水线结构，提高了工作效率。8）高速运算功能，在平行运算时，提供了）高速运算功能，在

24、平行运算时，提供了2倍于运算频倍于运算频率的运算速度。率的运算速度。（1）IA-64架构的特点 1）64位实地址模式；位实地址模式；2）通过寄存器前缀（）通过寄存器前缀（REX）来达到寄存器扩展；来达到寄存器扩展；3）增加）增加8个新的通用寄存器（个新的通用寄存器（GPRs），），代号为代号为R8到到R15；4）扩展通用寄存器的宽度到扩展通用寄存器的宽度到64位；位；5）增加）增加8个个128位的位的SSE寄存器，标号为寄存器，标号为XMM8到到XMM15；6）新的新的RIP关联数据地址模式；关联数据地址模式；7）单一字节寄存器地址。）单一字节寄存器地址。表表2-7显示的就是显示的就是x86-64架构中的模式结构图，并架构中的模式结构图，并标示了适用情况。标示了适用情况。返回本节返回本节THANK YOU VERY MUCH !本章到此结束，本章到此结束，谢谢您的光临！谢谢您的光临！返回本章首页返回本章首页结束放映结束放映