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第3章Pentium的指令系統(tǒng) 本章要點 Pentium尋址方式和指令系統(tǒng) 匯編語言的尋址方式傳送指令 算術運算指令 邏輯運算指令和移位指令的用法 串操作指令 控制轉移指令匯編語言源程序的規(guī)范格式偽指令及其使用 第3章Pentium的指令系統(tǒng) 3 1Pentium的尋址方式3 2Pentium的指令系統(tǒng)3 3匯編語言中的標記 表達式和偽指令 3 1Pentium的尋址方式 匯編語言指令要解決的兩個問題 要指出進行什么操作 操作符 要指出操作數(shù)和操作結果放在何處 尋址方式 3 1Pentium的尋址方式 立即數(shù)尋址寄存器尋址存儲器尋址輸入 輸出端口尋址 1 立即數(shù)尋址 操作數(shù)就在指令中提供 叫立即數(shù)尋址方式 比如 MOVAL 80HMOVAX 1090H 2 寄存器尋址 操作數(shù)放在寄存器中 指令中給出寄存器名 寄存器尋址方式 比如 INCCXROLAH 1MOVECX EAX 3 存儲器尋址 數(shù)據(jù)在存儲器中 偏移地址 有效地址EA 由指令給出 存儲器尋址 EA 基址 變址x比例因子 位移量 尋址計算方法 存儲器尋址 1 直接尋址方式如 INCWORDPTR 500H 2 寄存器間接尋址方式如 MOV ECX EDX任何32位通用寄存器 BX BP SI DI SP ESP BP EBP BP 默認段為SS 其他寄存器默認段為DS 3 寄存器相對尋址方式如 MOVECX EAX 24 存儲器尋址 4 基址變址尋址方式如 MOVEAX ESI EBX 5 相對基址變址尋址方式如 ADDEDX ESI EBP 100H 存儲器尋址 6 相對的帶比例因子的變址尋址方式如 IMULEBX ESI 4 7 7 基址加帶比例因子的變址尋址方式如 MOVECX EDI 8 EAX 8 相對的基址加帶比例因子的變址尋址方式如 MOVEAX EDI 4 EBP 80 4 輸入 輸出端口尋址 I O直接尋址I O端口地址直接在指令中提供例 INAL 82HOUT80H AXI O間接尋址在DX寄存器中設置好I O端口地址例 INAL DXOUTDX AX 3 2Pentium的指令系統(tǒng) 傳送指令算術運算指令邏輯運算和移位指令串操作指令調用 轉移 循環(huán)控制 中斷指令標志操作和處理器控制指令條件測試和字節(jié)設置指令位處理指令系統(tǒng)管理指令支持高級語言指令 1 傳送指令 通用傳送指令 MOVMOVZXMOVSX堆棧操作指令 PUSHPOPPUSHAPOPAPUSHADPOPAD交換指令 XCHGBSWAP輸入 輸出指令 INOUT換碼指令 XLATXLATB地址傳送指令 LEALDSLESLSSLFSLGS標志傳送指令 LAHFSAHFPUSHFPOPFPUSHFDPOPFD 1 傳送指令 輸入指令IN長格式 INAL PORT 字節(jié) INAX PORT 字 執(zhí)行的操作 AL PORT 字節(jié) AX PORT 1 PORT 字 短格式 INAL DX 字節(jié) INAX DX 字 執(zhí)行的操作 AL DX 字節(jié) AX DX 1 DX 字 輸入 輸出指令IN OUT 8086支持64K個I O端口 地址范圍0000 FFFFH 前256個端口 0 FFH 可以直接在指令中指定 即長格式 直接尋址 當端口號 256時 只能使用短格式 間接尋址 1 傳送指令 MOVCX 1000H MOVWORDPTR SI 6070HPUSHAXPUSH BX DI XCHGBX CXXCHG 2530H AXINAL 60HOUT61H AXINAL DXOUTDX AX 1 傳送指令 XLATLEAAX 3820H LDSDI 2530H LESDX 1000H 舉例 堆棧存放了字符串的首地址 SUB子程序中在調用顯示字符串子程序DISP之前 應取出字符串首地址 SUBPROCPUSHBPMOVBP SPPUSHESPUSHDILESDI BP 04 CALLDISP POPDIPOPESPOPBPRETSUBENDP SP 2 算術運算指令 加法指令 ADDADCINCXADD減法指令 SUBSBBDECNEGCMPCMPXCHGCMPXCHG8B乘法指令 MULIMUL除法指令 DIVIDIV類型轉換指令 CBWCWDCWDECDQBCD碼指令 AAADAAAASDASAAMAAD 算術運算指令舉例 設W X Y Z均為16位帶符號數(shù) 編寫程序計算表達式 W X Y Z 220 X 將表達式的商和余數(shù)存入數(shù)據(jù)區(qū)RESULT單元開始的區(qū)域中 DATASEGMENTWDW 304XDW1000YDW 12ZDW20RESULTDW2DUP DATAENDS CODESEGMENTASSUMECS CODE DS DATASTART MOVAX DATAMOVDS AXMOVAX XIMULYMOVCX AXMOVBX DXMOVAX ZCWDADDCX AXADCBX DXSUBCX 220SBBBX 0MOVAX WCWDSUBAX CXSBBDX BXIDIVX MOVRESULT AXMOVRESULT 2 DXMOVAH 4CHINT21HCODEENDSENDSTART W X Y Z 220 X 3 邏輯運算和移位指令 邏輯運算指令 ANDORNOTXORTEST移位指令 SHLSHRSALSARROLRORRCLRCRSHLDSHRD 邏輯運算指令舉例 編寫程序計算S A B 2 AANDB x2 DATASEGMENTADB12BDB51SDB DATAENDS CODESEGMENTASSUMECS CODE DS DATASTART MOVAX DATAMOVDS AXMOVAL AADDAL BSHRAL 1MOVAH AANDAH BSHLAH 1SUBAL AHMOVS AL MOVAH 4CHINT21HCODEENDSENDSTRAT 移位指令舉例 已知 BX 84F0H 把 BX 中的16位數(shù)每4位壓入堆棧 MOVCH 4MOVCL 4NEXT ROLBX CLMOVAX BXANDAX 0FHPUSHAXDECCHJNZNEXT 4 串操作指令 字符串傳送指令 MOVSBMOVSWMOVSD字符串比較指令 CMPSBCMPSWCMPSD字符串檢索指令 SCASBSCASWSCASD取字符串指令 LODSBLODSWLODSD存字符串指令 STOSBSTOSWSTOSDI O串操作指令 INSBINSWINSDOUTSBOUTSWOUTSD 串操作指令舉例 MOVSI 1000H 源地址為1000HMOVDI 2000H 目的地址為2000HMOVCX 100 字符串長100個字節(jié)CLD 方向標志清0 使指針按增量方向修改REPMOVSB 將源地址開始的100個字節(jié)傳送到目的地址 假設AL中為鍵盤命令字節(jié) 0EEDH開始的4個單元中存放了 4個符號對應的ASCII碼 如果鍵盤命令字節(jié)與上面4個符號中的某一個相等 則在440H開始的對應單元加1 MOVDI 0EEDHCLDMOVCX 4MOVDX CXREPNZSCASBJNZAAASUBDX CXDECDXMOVDI DXINCBYTEPTR DI 440H AAA 將0700H單元開始的5個字節(jié)的內容取出放在累加器中處理 處理以后再送到0700H的內存區(qū)域 CLDMOVSI 0700HMOVDI SIMOVCX 5LI LODSBPUSHCX MOV DI ALINCDIPOPCXDECCXJNZLI 5 調用 轉移 循環(huán)控制 中斷指令 子程序調用和返回指令 CALLRET無條件轉移和條件轉移指令 JMPJC循環(huán)控制指令 LOOPLOOPZ LOOPELOOPNZ LOOPNE中斷和中斷返回指令 INTIRETIRETD 設2000H開始的存儲區(qū)中 存放著14H個數(shù)據(jù) 要求找出其中最大的一個數(shù) 并存放在2000H單元中 GETMAX MOVBX 2000HMOVAL BX MOVCX 13HP1 INCBXCMPAL BX JAEP2MOVAL BX P2 DECCXJNZP1MOVBX 2000HMOV BX AL 轉移指令舉例 循環(huán)控制指令舉例 例子 MOVCX 28HMOVSI 0FFHNEXT INCSICMPBYTEPTR SI 0LOOPZNEXTJNZOKKCALLDISPLAY1RETOKK CALLDISPLAY2RET 中斷指令舉例 例1 顯示一個字符串和接收一個字符串 KEYBUFDB10 10DUP MEDB INPUTYOURPASSWORD DAI MOVDX OFFSETMEMOVAH 9INT21HKEYIN MOVDX OFFSETKEYBUFMOVAH 0AHINT21H 顯示字符串DS DX 串地址字符串以 結尾 鍵盤輸入到緩沖區(qū)DS DX 緩沖區(qū)首址 DS DX 緩沖區(qū)最大字符數(shù) DS DX 1 實際輸入的字符數(shù) INT指令舉例 例2 將中斷處理程序進行裝配INTERSET CLIMOVDX OFFSETMYPROGMOVAL 50HMOVAH 25HINT21H例3 把鍵盤輸入的字符讀到AL寄存器中MOVAH 01INT21H 設置中斷向量DS DX 中斷向量AL 中斷類型號 鍵盤輸入并回顯AL 輸入字符 INT指令舉例 例4 把DL中的字符顯示在屏幕上 MOVDL A MOVAH 02INT21H 顯示輸出DL 輸出字符 INT指令舉例 例5 清除屏幕CLEAR MOVAH 6MOVAL 0MOVCH 0MOVCL 0MOVDH 24MOVDL 79MOVBH 7INT10H 屏幕初始化或上卷AL 0初始化窗口AL 上卷行數(shù)BH 卷入行屬性CH CL 左上角行 列號DH DL 右上角行 列 INT指令舉例 例6 使光標定位在窗口的左下角POS CURSE MOVAH 2MOVDH 16MOVDL 30MOVBH 0INT10H 置光標位置BH 頁號DH DL 行 列 6標志操作和處理器控制指令 標志操作指令暫停指令和無操作指令交權指令和等待指令總線封鎖指令 標志操作指令 CLC STC CMC CLD STD CLI STI 暫停指令和無操作指令 HLT功能 CS和EIP IP 指向HLT后面的一條指令的地址 而CPU暫停工作 硬件中斷 復位操作可使CPU退出暫停狀態(tài) NOP功能 CPU不進行任何操作 交權指令和等待指令 交權指令ESC CPU調用協(xié)處理器工作 等待指令WAIT 放在ESC之后 使主處理器等待協(xié)處理器的處理結果 CPU測試TEST 引腳上的信號 直到有停止信號為止 總線封鎖指令 LOCK功能 對總線實行封鎖 放在其它指令之前 指令前綴 如 LOCKXCHGAL 2000H 不允許用在重復串操作指令之前 以防串操作要訪問的頁面不在內存時 由LOCK前綴長期封鎖總線而妨礙操作系統(tǒng)將所需頁面調入內存 而引起故障 7條件測試和字節(jié)設置指令 1 基于某個標志測試的字節(jié)設置指令SETZ SETE SETNZ SETNE SETO SETNO SETC SETNC SETS SETNS SETP SETNP如 SETZAL 2 基于無符號數(shù)比較的字節(jié)設置指令SETB SETNAE SETC SETNB SETAE SETNC SETBE SETNA SETNBE SETA如 CMPVAR 10000SETBEWITHIN 3 基于有符號數(shù)比較的字節(jié)設置指令SETL SETNGE SETNL SETGE SETLE SETNG SETNLE SETG 8位處理指令 1位測試和設置指令BT BTS BTR BTC386將選中的位裝入CF 再對此位操作 如 BTAX 2BTSEAX 12位掃描指令BSF BSR386對一個字或雙字掃描 并將第一個為1的序號找出來 如 BSFCX AXBSRECX EAX 位掃描指令BSF BSR 磁盤操作系統(tǒng)中 經常用位圖來表示扇區(qū)使用情況 位圖是一個布爾陣列 若第N個扇區(qū)為空 則第N位為1 否則為零 設位圖地址從MAP開始 整個位圖由N個雙字組成 SSS CLDMOVEDI MAPMOVECX NSUBEAX EAXREPZSCASDJZFAILBSFEAX EDI 4 FAIL 9系統(tǒng)管理指令 主要用于對系統(tǒng)的設置和測試 1 系統(tǒng)測試和管理指令RDTSC CPUID RSMpentium INVLPG486RDTSC讀時鐘周期數(shù)指令讀取記錄時鐘周期數(shù)的64位計數(shù)器的值送EDX EAX CPUID讀取CPU的標識等有關信息獲得Pentium處理器的類型等有關信息 RSM復位到系統(tǒng)管理模式INVLPGmTLB項清除指令使轉換檢測緩沖器TLB的32個表項中用m指出的當前項清除 9系統(tǒng)管理指令 2 狀態(tài)字操作指令LMSW SMSW CLTS386LMSW 裝入機器狀態(tài)字指令如 LMSW SP SMSW 存儲機器狀態(tài)字指令CLTS功能 清除機器狀態(tài)字中的任務切換標志TS 9系統(tǒng)管理指令 3 描述符表指令SGDT SLDT SIDTLGDT LLDT LIDT386LGDT LLDT LIDT 裝入全局 局部 中斷描述符表寄存器指令如 LGDTMEM1SGDT SLDT SIDT功能 分別將全局描述符表寄存器 局部描述符表寄存器 中斷描述符表寄存器的內容送到存儲器中 9系統(tǒng)管理指令 4 任務寄存器指令LTR STR386LTR 裝入任務寄存器指令STR 存儲任務寄存器指令如 STR EBX 9系統(tǒng)管理指令 5 段選擇子操作指令VERR VERWLSLLARARPL386VERR VERW 檢測段類型指令VERR檢測一個選擇子所對應的段是否可讀VERW檢測一個選擇子所對應的段是否可寫 如 VERRSELE1LAR 裝入請求特權級指令如 LARAX SELECTLSL 裝入段界限值指令如 LSLBX SELECTARPL 調整請求特權級指令如 ARPLMEM WORD BX 9系統(tǒng)管理指令 6 測試寄存器指令RDMSRWRMSRpentiumRDMSR讀取測試寄存器的指令ECX中設置寄存器號 可為0 14H 讀取內容在EDX EAX中WRMSR寫入測試專用寄存器的指令將EDX EAX中64位數(shù)寫入測試專用寄存器 9系統(tǒng)管理指令 7 Cache操作指令INVDWBINVD486INVDCache清除指令將片內Cache中的內容清除 并使外部電路清除外部Cache中的內容 WBINVDCache清除和回寫指令將片內Cache中的內容清除 并外部電路將外部Cache中的數(shù)據(jù)回寫到主存 再清除外部Cache中的內容 10支持高級語言指令 常常嵌入高級語言編寫的程序中 BOUND386 功能 檢查16位寄存器或32位寄存器中給定的值是否符合給定的界限 如 BOUNDEBX MEM DWORD 10支持高級語言指令 ENTER386 功能 進入過程時 建立一個堆?？臻g 第一個操作數(shù)指出局部變量所需要的存儲字節(jié)數(shù) 第二個操作數(shù)指出過程嵌套的級別0 31 如 ENTER48 3LEAVE386 功能 消除所有局部變量 釋放過程所占的堆?？臻g 不帶參數(shù) ENTER指令 3 3匯編語言中的標記 表達式和偽指令 匯編語言中的標記表達式語句偽指令 匯編語言中的標記 一個完整的匯編語言的語句組成 標識符保留字分界符常數(shù)注釋 匯編語言中的標記 1 標識符不能以數(shù)字開頭 可以由數(shù)字 字母和下劃線組合而成 2 保留字匯編語言中預先保留的具有特殊含義的符號 3 分界符作為兩個部分的分隔符號用 匯編語言中的標記 4 常數(shù)后面字母B來表示二進制數(shù)后面字母D 可不加 表示十進制數(shù)后面字母H來表示十六進制數(shù)后面字母O或Q來表示八進制數(shù)帶單引號的字符串如 ABC 5 注釋注釋要用分號 打頭 表達式 由操作數(shù)和運算符組成 1 操作數(shù)可以是 常數(shù) 標識符 代表一個數(shù)據(jù) 或一個地址 2 運算符算術運算符加 減 乘 除 取模運算符MOD邏輯運算符與 AND 或 OR 非 NOT 和異或 XOR 運算 表達式 關系運算符相等EQ 不等NE 小于LT 大于GT 小于或等于LE 大于或等于GE 關系不成立 數(shù)值為0 成立 數(shù)值為0ffffh或0ffffffffh分析運算符和綜合運算符分析運算符 OFFSET SEG TYPE LENGTH SIZE如 KEYBUFDW100DUP 綜合運算符 PTR如 MOVBYTEPTR 1000H 0MOVWORDPTR 1000H 0 語句 宏匯編語言中的兩種語句 指令性語句如 ADDAL BLMOVAX 1000指示性語句指示性語句即偽指令如 DBSEG 偽指令 最常用的偽指令有 確定CPU的偽指令 586 586P標號賦值偽指令EQU如 ABCEQU220定義存儲單元偽指令DB DW DD DQ DT如 TABLEDB00 01 02定義存儲單元類型偽指令BYTE WORD DWORD如 INCBYTEPTR DI 段定義偽指令SEGMENT ENDS ASSUME和ORG簡約段定義偽指令 DATA STACK CODE MODEL定義過程偽指令PROC ENDP NEAR FAR源程序結束偽指令END sta1segment stack sta1endsda1segmentword public use16 data da1endscodesegmentassumecs code ds da1 ss sta1start movax da1movds axmovax sta1movss ax movax 4c00hint21hcodeendsendstart 完整段定義格式 modelsmall 586 stack100h data codestart movax datamovds ax movax 4c00hint21hendstart 簡化段定義格式 匯編語言源程序規(guī)范格式 DATASEGMENTDAIDB0DB PROGRAMASM DB40DUP BUFDMADB80HDUP DATAENDSSTACKSEGMENTME1DB80HDUP STACKENDS CODESEGMENTASSUMECS CODE DS DATA SS STACK ES DATAORG100HSTART MOVAX DATAMOVDS AXMOVAX STACKMOVSS AXMOVDX OFFSETDAIMOVAH 13HINT21HMOVDX OFFSETDAIMOVAH 16HINT21H MOVDX OFFSETBUFDMAMOVAH 1AHINT21HMOVAX OFFSETDAI 12MOVBX AXMOV BX 0MOVAX OFFSETDAI 32MOVBX AXMOV BX 0MOVSI 2000H MOVE MOVDI OFFSETBUFDMAMOVCX 80HCLDPUSHCSPOPESREPMOVSBMOVCX 80HMOVAL 1AHMOVDI OFFSETBUFDMAPUSHCSPOPESREPNZSCASBJZCLOSEPUSHSI MOVDX OFFSETDAIMOVAH 15HINT21HPOPSIJMPMOVECLOSE MOVDX OFFSETDAIMOVAH 15HINT21HMOVDX OFFSETDAIMOVAH 10HINT21HCODEENDSEND DDATASEGMENTMESDB TheHEXcodeofDECcodeare BUFDB30H 30H 30H 31H 32HDB10HDUP 0 DDATAENDSCODESEGMENTASSUMECS CODE DS DDATASTART MOVAX DDATAMOVDS AXMOVSI OFFSETBUFMOVBX 000AHMOVCX 0004HMOVAH 00HMOVAL SI SUBAL 30H A1 IMULBXADDAL SI 01 SUBAL 30HINCSILOOPA1MOV SI 1 AXMOVDX OFFSETMESMOVAH 09HINT21HINCSIINCSICALLSHOWDECSICALLSHOWMOVAX 4C00HINT21H 綜合舉例 分析程序輸出 分析程序輸出 SHOWPROCNEARMOVAL DS SI ANDAL 0F0H 取高4位SHRAL 4CMPAL 0AH 是否是A以上的數(shù)JBC2ADDAL 07HC2 ADDAL 30HMOVDL AL showcharacterMOVAH 02HINT21HMOVAL DS SI ANDAL 0FH 取低4位CMPAL 0AHJBC3 ADDAL 07HC3 ADDAL 30HMOVDL ALMOVAH 02HINT21HRETSHOWENDPCODEENDSENDSTART TD調試環(huán)境說明 見tdshili exe 思考 給定 BX 1234H SI 5678H 位移量D 3344H 是確定以下各種尋址方式的有效地址EA是什么 立即尋址 直接尋址 使用BX的寄存器尋址 使用BX的寄存器間接尋址 使用BX的寄存器相對尋址 基址變址尋址 相對基址變址尋址 思考 如果數(shù)據(jù)段符號地址DBUF為3100H 并從它開始存放1234H 請問執(zhí)行以下指令后寄存器AX的內容是什么 LEAAX DBUFMOVAX DBUF 思考 已知程序段如下 請說明完成什么操作 MOVCL 3MOVAL 0F0HSARAL CL已知AH 0FDH AL 03 請說明執(zhí)行下列程序段后 程序將轉向哪一個符號地址W1 W2或W3 ADDAH ALJNOW1JNCW2JZW3 思考 根據(jù)以下描述寫出數(shù)據(jù)段的定義 已知數(shù)據(jù)段中的VAR1的偏移地址為0010H 占3個字節(jié) 初始化數(shù)據(jù)為20H 30H 40H VAR2占1個字 初始化數(shù)據(jù)為5678H VAR1和VAR2之間有13個字節(jié)的距離 VAR1有字類型的名字VAR1 WORD VAR2有字節(jié)類型的名字VAR2 BYTE 思考 已知從數(shù)據(jù)段DATA單元開始存放字節(jié)型的帶符號數(shù)X和Y 請設計計算Y 6X 8的程序 已知X Y是字節(jié)型的無符號數(shù) 請設計程序計算 已知從數(shù)據(jù)段BUF單元開始存放15個字節(jié)型數(shù)據(jù) 請設計程序將其中負數(shù)和零分別送往MINUS和ZERO開始的存儲器單元 要求從鍵盤輸入一個以 為起始符 以空格為結束符的字符串 并在屏幕上顯示 顯示格式為X ABC 其中X是輸入字符串的個數(shù) 不包括起始符 和空格符 ABC 是輸入的字符 補充 保護模式下編程 程序功能 將數(shù)據(jù)段1中的內容傳送到數(shù)據(jù)段2中 程序分析 實現(xiàn)程序功能會用到三個段 代碼段 源數(shù)據(jù)段 目的數(shù)據(jù)段 每個段必須由描述符來定義 把它們放在GDT或LDT中 對段操作時 需要使用與段對應的選擇子 段描述符對應的數(shù)據(jù)結構 DSECSTRUCLimitLdw0BaseLdw0BaseMdb0Attributesdb0LimitHdb0BaseHdb0DSECENDS 保護模式下編程 代碼段描述符 ATCE 98H 只執(zhí)行代碼段屬性SCODEDSEC數(shù)據(jù)段描述符 ATDR 90H 只讀數(shù)據(jù)段屬性ATDW 92H 可讀 寫數(shù)據(jù)段屬性DATASDSECDATADDSEC 保護模式下編程 描述符表及選擇子 DSEGSEGMENTUSE16GDTLABELBYTEID1DESCSCODEDESCDATASDESCDATADDESCGDTLEN GDTSCODE SEL SCODE GDTDATAS SEL DATAS GDTDATAD SEL DATAD GDTID2DESCID3DESCDSEGENDS 參考程序 386PDESCSTRUCLIMITLDW0BASELDW0BASEMDB0ATTRDB0LIMITHDB0BASEHDB0DESCENDSATCE 98HATDR 90HATDW 92H 參考程序 DSEGSEGMENTUSE16GDTLABELBYTEID1DESCSCODEDESCDATASDESCDATADDESCGDTLEN GDTSCODE SEL SCODE GDTDATAS SEL DATAS GDTDATAD SEL DATAD GDTID2DESCID3DESCDSEGENDS 參考程序 DSEG1SEGMENTUSE16HELLODB Hello everybody DB ThisismyfirstPMprogram DB256HDUP 0 D1LEN HELLO 1DSEG1ENDSDSEG2SEGMENTUSE16BUFLEN 256BUFFERDBBUFLENDUP 0 DSEG2ENDS CSEGSEGMENTUSE16ASSUMECS CSEG DS DSEG1 ES DSEG2STARTPROCMOVAX DATAS SELMOVDS AXMOVAX DATAD SELMOVES AXCLDXORSI SIXORDI DIMOVCX BUFLENM1 MOVSBLOOPM1INT0FFHSTARTENDPCLEN START 1CSEGENDSENDSTART