微机系统与接口：第三讲（2） 指令系统

1、算术运算（Arithmetic）指令,加法运算指令,ADD (Addition） 加法 用法：ADD dest,src; 执行 (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,ZF=0,PF=0,加法运算指令,利用Debug观察add操作中寄存器的变化,Debug中十六进制数末尾不需要加h,加法运算指令,Debug常用命令集,加法运算指令,Debug中标志寄存器的表示,加法运算指令,

2、ADC (ADD with Carry) (dest)g(dest)+(src)+(CF) 带进位加法， 例,加法运算指令,INC (Increment by 1) (dest) g(dest)+1加一操作 例,加法运算指令,例: 将buffer为首的4个字节内存内容相加，存放在AX中,减法运算指令分类,减法运算指令,注意点 SUB、SBB、CMP为双操作数， DEC、NEG为单操作数。 SBB为带进位减法。 除DEC不影响CF标志外， 对SF、ZF、AF、PF、OF均有影响 NEG求补运算，等价于用0减去操作数。 其对标志位的影响，由0减去该操作数的过程决定,减法运算指令,SUB (普通减法

3、) 例,减法运算指令,SBB 带借位减法SBB dst, src (dst) (dst) - (src) - CF DEC 自减1 DEC oprd (oprd) (oprd) - 1 NEG (Negate) 8位/16位求补(改变符号)绝对值不变 NEG dest; (dest) 0 - (dest) 例: NEG AL NEG BX NEG BYTE PTR DI+20H,减法运算指令,CMP (Compare比较操作) (dest)-(src) 例,乘法指令,乘法：MUL、IMUL(有符号乘) 、AAM 8位乘法 MUL CL; MUL BYTE PTR BX+1 执行AL*OPRD

4、积= AX 16位乘法 MUL CX; MUL WORD PTR BX 执行AX*OPRD 积= DX(高16位）| AX(低16位,除法指令,除法：DIV、IDIV (有符号除) 、AAD 8位除法 DIV CL; DIV BYTE PTR BX+1 默认被除数: AX结果 AH=余数 AL=商 16位除法 DIV CX; DIV WORD PTR BX 默认被除数: DX(高16位）| AX(低16位) 结果 DX=余数 AX=商,AAA加法的ASCII(不压缩的BCD码）调整指令，隐含操作数AL和AH 指令操作为,加法调整,AL) (AL)+6 (AH) (AH)+1 (AF) 1 (C

5、F) (AF) (AL) (AL)(AX)=07H09H=003FH AAM ;(AH)=06H,(AL)=03H,(SF)=0,(ZF)=0,(PF)=1,除法调整,AAD 除法的ASCII调整指令，隐含操作数AL和AH,AL) (AH)*0AH+(AL) (AH) 0,执行操作,操作的实质是将AX寄存器的不压缩的BCD码转成二进制，并存放在AL中,举例： MOV AX,0703H MOV BL,02H AAD ;(AL)=49H(即十进制数73) DIV BL ;(AL)=24H(商)，(AH)=01H(余数) AAM ;(AH)=03H,(AL)=06H,符号扩展指令：CBW/CWD,对

6、于无符号数，扩展字长只要在高位添上足够个数的零。 对于带符号数，扩展字长时，正数与负数的处理方法不同。正数的符号位为0，负数的符号位为1，扩展字长应分别在高位添上相应符号位。 CBW/CWD 符号扩展 指令CBW和CWD用于扩展带符号数的字长,符号扩展,CBW的演示,逻辑运算与移位（Logical 该指令重复执行MOVSB直至 CX为0 REPZ CMPSB ;该指令重复执行CMPSB直至 ZF为0 或 CX为0 REPNZ SCASW ;该指令重复执行SCASW直至 ZF不为0 或 CX为0,串操作（String Manipulation,串指令的特点 1. 源串 由DS : SI指向的单元

7、； 目的串 由ES : DI指向的单元。 2. 操作后的地址指针是增量还是减量取决于方向标志DF。 3. 串操作指令前面可以加REP，则指令将重复进行，重复次数由CX决定。 4. 若串操作指令的基本操作影响ZF (CMPS和SCAS) ，则可加重复前缀REPE或REPNE。 5. 串操作指令在助记符后面加上字母B(字节操作)或者W(字操作,格式 MOVSB 字节传送 MOVSW 字传送 MOVSB 执行操作 (ES:DI ) (DS:SI ) 字节传送 (SI ) (SI ) 1 修改源串指针 (DI) (DI ) 1 修改目的串指针其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1 ，用 - M

8、OVSW 执行操作 (ES:DI ) (DS:SI ) 字传送 (SI ) (SI ) 2 修改源串指针 (DI ) (DI ) 2 修改目的串指针 其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1 ，用,串传送,格式 LODSB 取字节 LODSW 取字 LODSB执行操作 (AL) (DS:SI ) 从源串取入AL (SI) (SI ) 1 修改源串指针 其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1 ，用 - LODSW 执行操作 (AX) (DS:SI ) 从源串取入AX (SI ) (SI ) 2 修改源串指针 其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1 ，用,串取,格式 STOS

9、B 存入字节 STOSW 存入字 STOSB 执行操作 (ES:DI ) (AL ) 将AL存入目的串 (DI) (DI ) 1 修改目的串指针其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1 ，用 - STOSW 执行操作 (ES:DI ) (AX ) 将AX存入目的串 (DI ) (DI ) 2 修改目的串指针 其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1 ，用,存入串,格式 CMPSB 字节比较 CMPSW 字比较 CMPSB执行操作 (DS:SI ) (ES:DI ) 字节比较 (SI ) (SI ) 1 修改源串指针 (DI) (DI ) 1 修改目的串指针其中：DF = 0 ，用

10、+ ； DF = 1 ，用 - CMPSW执行操作 (DS:SI ) (ES:DI ) 字比较 (SI ) (SI ) 2 修改源串指针 (DI ) (DI ) 2 修改目的串指针 其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1 ，用,串比较,格式 SCASB 取字节 SCASW 取字 SCASB执行操作 (AL ) (ES:DI ) 从目的串搜索字节 (DI) (DI ) 1 修改目的串指针其中：DF = 0 ，用 + ； DF = 1 ，用 - SCASW执行操作 (AX ) (ES:DI ) 从目的串搜索字 (DI ) (DI ) 2 修改目的串指针 其中：DF = 0 ，用 + ； D

11、F = 1 ，用 - 两数相减，只影响标志，不影响操作数,搜索串,范例,例 “用REP MOVS 进行数据块传送” 编程步骤如下： 设置传送方向 用CLD 使DF = 0, 地址增加方向（正向） 用STD 使 DF = 1, 地址减小方向（反向） 设置源串地址 将源串首地址(DF=0)，或末地址（DF=1）放入 DS、SI中 设置目的串地址 将目的串首地址(DF=0)，或末地址（DF=1）放入 ES、DI中 设置串长度 将串的长度（传送次数）放入CX中。 字节传送用 REP MOVSB 字传送 用 REP MOVSW,例 把数据段中首地址位BUFFER1的200个字节传送到附加段首地址位BUF

12、FER2的内存区中。 CLD ;设置方向标志DF0，地址增量模式 LEA SI,BUFFER1 ;(SI) 源串首址指针 LEA DI,BUFFER2 ;(DI) 目标串首址指针 MOV CX,200 ;(CX) 字符串长度 REP MOVSB ;传送200个字节 ;传送结束,范例,控制转移（Control Transfer,在8086/8088中，指令的地址固定由CS和IP两个寄存器决定,控制转移指令的分类,重点掌握： JMP, JZ, JNZ, JC, LOOP CALL, RET, INT n, IRET,无条件跳转(Unconditional Jump,JMP near_label段内

13、直接转移 IP=IP+disp(16位) disp 范围在 -3276832767之间 JMP short_label;段内直接短转移 IP=IP+disp(8位) disp 范围在 -128127之间 JMP reg16/mem16段内间接转移 JMP far_label; 段间直接转移 JMP mem32段间间接转移,条件跳转(Conditional Jump) （见书P112,Jcc short_label; 助记符中的“cc”表示跳转条件。 操作数必须是短标号，即跳转偏移必须在128127之间。 满足条件则转向目标地址去执行，否则执行Jcc的下一条指令。 例,CMP AX, BX JZ

14、 zero ; 转移条件：ZF =1 zero：MOV flag,0,条件跳转(Conditional Jump,按转移条件不同，条件转移指令可以分为四大类,以单个状态标志作为转移条件,以CX的值为0作为转移条件,条件跳转(Conditional Jump,以两个无符号数比较的结果作为转移条件,条件跳转(Conditional Jump,以两个带符号数比较的结果作为转移条件,条件跳转(Conditional Jump,例：在string字符串中查找空格字符，串长度为N,string DS:BX,循环控制 (Loopxx,使用格式： LOOPxx符号地址 执行： （CX）（CX） 1，此操作不影

15、响标志 检查转移条件，满足，转向目标地址去执行; 不满足，执行LOOPxx后一条指令 转移方式：只允许段内直接短方式，跳转范围-128127,过程调用指令 (Call a procedure,CALL 调用（过程/子程序Subroutine) RET 过程返回,主程序,调用,返回,子程序1,子程序2,调用,返回,断点1,断点2,低地址,高地址,堆栈段,SP),先推入,后推入,先弹出,后弹出,过程调用指令 (Call a procedure,CALL near_proc;段内直接调用 (SP)(SP)-2, (SP)+1,(SP)(IP); (IP)(IP)+ disp CALL reg16/m

16、em16;段内间接调用 (SP)(SP)-2, (SP)+1,(SP)(IP); (IP)reg16/mem16 CALL far_proc; 段间直接调用 (SP)(SP)-2, (SP)+1,(SP)(CS) (CS) SEG far_proc (SP)(SP)-2, (SP)+1,(SP)(IP) (IP) OFFSET far_proc,过程调用指令 (Call a procedure,CALL MEM32;段间间接调用 (SP)(SP)-2,(SP)+1,(SP)(CS) (CS)(mem32+2) (SP)(SP)-2,(SP)+1,(SP)(IP); (IP)(mem32) 例：

17、 CALL 2000H CALL BX CALL NEAR PTR ES:SI CALL FAR PTR2000H,过程返回指令 （ Return From Call,中断指令 Interrupt,中断（Interrupt） 有时当系统运行或程序运行期间遇到某些特殊情况， 需要计算机自动执行一组专门的例行程序来进行处理。 中断子程序 一种特殊的子程序。以类型号N来区分，共有256个类型号（ 0255,中断种类 中断分为内部（软）中断和外部（硬）中断两种。 内部中断如除法运算中除数为0、中断指令引起的中断。 外部中断处理I/O设备与CPU之间的通信,中断指令 Interrupt,中断向量表指存放

18、 256 个中断向量的内存区域 每个中断向量占4个单元 256 个中断向量占1K个单元 (4 256 = 1024 = 1K)中断向量表地址为 0:0 0:03FFH，即低端1K内存 中断向量类型N的中断向量固定存放在4个内存单元中，如下图,0:N4,0:N4 2,其中：前两个单元存放偏移地址 后两个单元 存放段地址,中断指令 Interrupt,MPU控制 (Processor Control,标志位操作,MPU控制 (Processor Control,NOP No Operation 空操作 指令不执行任何操作, 机器码占一个字节单元。 HLT（HALT）CPU暂停 用于等待外部中断，中断处理结束后