1、指令概述
- 指令：通知 CPU執行某種操作的“命令” ， CPU全部指令的集合，稱為指令系統
- 指令的書寫格式
- 目標指令（機器指令）格式為：二進制形式的序列（即：一串0，1代碼）。注意：硬件只能識別，存儲，運行目標指令
- 符號指令：用規定的操作碼和操作數助記符, 按照規定的書寫格式書寫的指令，格式為：字 符串形式的序列
- 指令的組成：大多數指令由操作碼和操作數兩個部分組成
- 操作碼：通知CPU執行什么操作(唯一）
- 操作數：指令的操作對象（一個或多個）
- 目標程序的生成
- CPU只能識別，存儲，運行目標指令，而用機器指令編程非常困難。於是早期的專家們發明了符號指令，再經過軟件把符號指令→機器指令。 圖示如下：
- 指令長度：指令在存儲器中占用的字節數稱為指令長度。 86x86指令長度（機器指令長度）為1～16字節。
- 指令地址：單字節指令占用1個內存單元，多字節指令占用連續的內存單元，存放指令第一字節的內存單元地址，稱為“指令地址” 。
- 指令存放：指令存放在內存中時，先存放操作碼，再存放操 作數。多字節操作數連續存放。順序依據小端法原則，即: 低位字節存放在低地址單元，高位字 節存放在相鄰的高地址單元
- 符號指令的書寫格式
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- 操作碼：CPU執行的操作
- 操作數：指令執行時的操作對象（一個或多個）
- 標號：以字母開頭,后跟字母,數字,下划線,長度 ≤31字符，標號又稱符號地址,代表該指令的邏輯地 址。可有可無，設置是為了程序的轉向
- 注解：以“ ；”開頭，不執行，打印程序清單時照 原樣打印，“系統保留字”不能做標號。
2、尋址方式
- 尋址方式：操作數是指令的操作對象，尋址方式就是在指令中，使用特定的助憶符（地址表達式）， 告知 CPU 如何計算出操作數的地址，從而可以正確去除操作數進行后繼指令操作與地址碼有 密切關系。形成操作數地址碼的過程就是尋址。
- 操作數所在的四種不同的物理位置
- 操作數的分類
- 操作數包含在指令中，這種操作數稱為立即數 。
- 操作數存放在CPU的某個寄存器中,這種操作數稱為寄存器操作數。
- 操作數存放在存儲器中,這種操作數稱為存儲器操作數 (內存操作數) 。
- 操作數存放在I/O端口中，這種操作數稱為 I/O端口操作數。
- 立即尋址：操作數包含在本條指令中,是指令 的一部分,完整地取出該條指令，也就獲得了操作數。
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- 下例源操作數即為立即尋址
MOV EAX,12345678H MOV BL,10101010B ;AAH → BL MOV CL, – 4 ;FCH →CL MOV DL,’A’ ;41H →DL ADD AL,0C8H MOV SI,3*5 ;15 →SI
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- 立即數書寫規定：
- 立即數以數字開頭，以Ａ～Ｆ開頭的16進制數，必須前綴0。
- 立即數的數制用后綴表示,B表示二進制數,H表示十六 進制數, D或缺省為十進制數，單引號括起來的字符編 譯成相應的ASCII碼 。
- 可以用+ – * / 組成立即數表達式
- 立即數書寫規定：
- 寄存器尋址：操作數在CPU的某個寄存器中， 符號指令中直接寫出寄存器名稱。
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- 下述６條指令，目標操作數即為寄存器尋址
MOV EAX,12345678H MOV BL,10101010B ;AAH → BL MOV CL, – 4 ;FCH →CL MOV DL,’5’ ;35H →DL ADD AL,0C8H MOV SI,3*5 ;15 →SI
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- 下述指令，目標操作數和源操作數均為寄存器尋址
MOV AX , DS ;DS內容 → AX
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- 下述單操作數指令，操作數均為寄存器尋址
INC SI ;SI+1 → SI (Increase 增量) DEC DI ;DI – 1 → DI (Decrease 減量)
- 存儲器操作數尋址方式
- 在讀寫內存操作數之前，CPU必須知道相關存 儲單元的物理地址。
- 由於CPU對存儲器采用分段管理, 因此指令格式 中只能寫出存放操作數的內存單元的“邏輯地 址” 。
- 程序員的責任僅在於正確的書寫邏輯地址表達 式，然后由CPU自動運算以求出物理地址。
- 存儲單元邏輯地址表達式的一般形式
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- 實模式下，物理地址=段寄存器×24 +偏移地址
- 直接尋址
- 地址表達式的格式1：段寄存器：[偏移地址]
- 如：MOV AL, ES:[2CH]
- 注：這種格式很少使用，通常情況下，程序員 並不知道某單元的偏移地址。
- 地址表達式的格式2： 段寄存器：變量名。用變量名代表存儲單元的有效地址
- 地址表達式的格式1：段寄存器：[偏移地址]
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- 匯編語言允許為某單元起一個“名字” ,這個 名字就稱為該單元的“變量名”，經匯編之后， 變量名有段基址和偏移量兩種屬性。
- 由於變量名是唯一的，程序中不能有重復的變 量名， “段寄存器：”可以省略。
- 寄存器間接尋址（寄存器間接尋址又稱間接尋址，間址）：操作數在內存單元，該單元的段基址在段寄存器中 有效地址在間址寄存器中，CPU首先進行地址計算
- 間接尋址的地址表達式：段寄存器：[間址寄存器]
- 某單元的物理地址=段寄存器內容×16+間址寄存器
- 訪問約定的邏輯段，間接尋址的地址表達式 簡化為： [間址寄存器]
- 某單元的物理地址=約定的段寄存器內容×16+ 間址寄存器
- 間址寄存器和約定訪問的邏輯段
- 間接尋址的地址表達式：段寄存器：[間址寄存器]
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- 注意：BX間址，約定訪問的是數據段，因此， “DS:”可省；BP間址約定訪問的是堆棧段，因此 “DS:”不可省
- 基址尋址
- 在基址尋址中，有效地址由兩部分組成。 一部分在基址寄存器中，另一部分為常量 。
- 基址尋址的地址表達式：段寄存器:[基址寄存器+位移量]
- 物理地址=段寄存器內容×16+基址寄存器+位移量
- 訪問約定的邏輯段，簡化的地址表達式： [基址寄存器+位移量]
- 物理地址=約定的段寄存器內容×16+基址寄存器 +位移量
- 基址寄存器和約定訪問的邏輯段
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- 變址尋址
- 有比例因子的變址尋址其地址表達式為段寄存器：[比例因子*變址寄存器+位移量]
- 物理地址=段寄存器×16+比例因子×變址寄存器 +位移量
- 沒有比例因子的變址尋址其地址表達式為：段寄存器：[變址寄存器+位移量]
- 訪問約定的邏輯段可簡化為 ： [變址寄存器+位移量]
- 物理地址=約定的段寄存器×16+變址寄存器+位移量
- 物理地址=約定的段寄存器×16+變址寄存器+位移量
- 有比例因子的變址尋址其地址表達式為段寄存器：[比例因子*變址寄存器+位移量]
- 變址尋址
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- 基址加變址尋址
- 存儲單元的有效地址由3部分組成
- 有比例因子的基址加變址的地址表達式為： 段寄存器：[基址寄存器+比例因子*變址寄存器+位移量]
- 訪問約定邏輯段其地址表達式簡化為： [基址寄存器+比例因子*變址寄存器+位移量]
- 無比例因子基址加變址的地址表達式為： 段寄存器：[基址寄存器+變址寄存器+位移量]
- 訪問約定邏輯段：[基址寄存器+變址寄存器+位移量]
- 基址寄存器和變址寄存器都是16位或都是32位， 否則（16位尋址和32位尋址混合使用）是非法 指令
- 默認的段寄存器不一致，這樣的組合雖然是合 法，但容易出錯
- 基址加變址尋址
- 要點總結：
- 指令中的操作數有4種：立即數、寄存器 操作數、內存操作數和I/O端口操作數。
- 訪問立即數使用立即尋址方式。
- 訪問寄存器操作數使用寄存器尋址方式。
- 訪問內存操作數有5種尋址方式: 直接尋址、間址、基址、變址、基址加變址。
- 訪問I/O端口操作數使用I/O端口尋址方式。
- 關於16位尋址和32位尋址
- 16位尋址：采用16位間址、基址、變址、基址加變址
- 32位尋址：采用32位間址、基址、變址、基址加變址
- 在實模式下，一個邏輯段的體積最大為64K， 存儲 單元的有效地址為16位，不可能超過 FFFFH,因此，在實模式下運行的程序通常采 用16位尋址
- 關於段約定和段超越在用間址、基址、變址、基址加變址尋址內存操作數時，其地址表達式都有2種書寫格式——有段前綴和無段前綴
- 如用BP、EBP、ESP參與尋址，CPU自動認為是訪問堆棧段, 因此段超越前綴“SS：” 可省
- 如用BP、EBP、ESP參與尋址非堆棧段，必須明確寫出段超越前綴
- 如用BX、SI、DI、EAX～EDX、ESI、EDI參與尋址, CPU自動認為是訪問數據段，因此“ DS：”可省
- 如用BX、SI、DI、EAX、EDX、ESI、EDI參與尋址非數據段，必須明確寫出段超越前綴
- 使用段約定訪問內存操作數是最常用的編程風格
3、標志寄存器
- 80486標志寄存器為32位,實際使用15位
- 15位標志分為兩類:狀態標志和控制標志
- 狀態標志記錄了當前指令執行后的狀態信息
- 控制標志用來控制微處理器操作
- 狀態標志
- C標志—進位/借位標志
- 字節加/減,最高位(D7)產生進位/借位時: C標志置1,否則置0
- 字加/減,最高位(D15)產生進位/借位時: C標志置1,否則置0
- 雙字加/減,最高位(D31)產生進位/借位時: C標志置1,否則置0
- A標志—輔助進位/輔助借位標志
- 字節、字、雙字加/減,D3位產生進位/借位時: A標志置1,否則置0
- S標志—符號標志
- 字節運算后,結果的最高位D7位為1, S標志置1,否則置0
- 字運算后,結果的最高位D15位為1, S標志置1,否則置0
- 雙字運算后,結果的最高位D31位為1, S標志置1,否則置0
- Z標志—結果標志
- 運算結果為全0時,Z標志置1,否則置0
- P標志—奇偶標志(實際上是偶標志)
- 運算結果中,最低的1個字節中“1”的個數為偶數個(沒有“1”也是偶數),P標 志置1,否則置0
- O標志—溢出標志
- 運算結果產生溢出,則O標志置1,否則置0
- C標志—進位/借位標志
4、語句類型和格式
- 語句類型
- 匯編語言源程序包括的語句類型為：指令性語句和指示性語句
- 指令性語句即為通常所說的符號指令。
- 符號指令:經匯編后,其機器指令通知CPU進行什么操作。
- 指示性語句包括偽指令和宏指令。
- 偽指令:是非機器指令，是在匯編鏈接期間 進行操作的。為匯編程序,鏈接程序提供匯編鏈接信息
- 符號指令和偽指令區別
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- 指令性語句（符號指令）的格式為：
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- 指示性語句（偽指令）的格式為：
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- 說明：標號名、變量名命名規則:以除數字以外的字母或符號 開頭,后跟字母、數字…長度≤31個字符
- 常用的偽指令：
- 數據定義：DB、DW、DD、DF、DQ、DT
- DB：字節字義偽指令
- DW：字定義偽指令
- DD：雙字定義偽指令
- DF：三字定義偽指令
- DQ：四字定義偽指令
- DT：五字定義偽指令
- 符號定義：EQU、=
- 用EQU定義的符號常數,其值在后繼語句中不能 更改;用“=”定義的符號常數,其值在后繼語句中 可以重新定義
- 數據定義：DB、DW、DD、DF、DQ、DT
- 常用運算符：$、SEG、OFFSET、PTR、算術運算、邏輯運算、 關系運算
- $運算符
- 匯編程序對源程序是逐行匯編的,$運算符可以返回匯編計數器的當前值。
- 應用：$運算符緊跟在 DB、DW、DD偽指令之后,統 計字符串的長度。
- SEG運算符
- 格式: SEG 段名或變量名或標號名
- 功能: 計算某一邏輯段的段基址
- OFFSET運算符
- 格式：OFFSET 變量名或標號名
- 功能：算出某個變量或標號名所在單元的 相對於段首的偏移地址（有效地址）。
- PTR運算符
- 格式: 類型說明符 PTR 地址表達式
- 功能: 在本條指令中臨時修改地址表達式的屬性
- 應用：在下列指令中必須用PTR臨時修改或者顯示說明 內存操作數的屬性
- 在雙操作數指令中(如:MOV，ADD，SUB,CMP……）
- 源操作數為立即數，目標為直接尋址的內存操作數， 當二者類型屬性不一致時，后者必須用PTR臨時修改其 屬性，使源目兩個操作數類型屬性一致。
- 源為單字節/雙字節立即數，目標操作數為間址、 變址、基址或基址加變址尋址的內存操作數,無論兩者 類型屬性是否已經一致，后者都必須用PTR顯示說明其 屬性，使其與源操作數屬性一致。
- 源操作數，目標操作數中有一方為直接尋址的內存 器操作數，但二者類型屬性不一致，必須用PTR臨時修 改其中存儲器操作數的屬性 。
- 在單操作數指令中（如:INC，DEC……）
- 操作數為間址、變址、基址或基址加變址尋址的存儲器操作數，必須用PTR說明是字節操作，字操作，還是 雙字操作（具體要根據使用該條指令操作的意圖）；
- 操作數是直接尋址方式的存儲器操作數，是否使用 PTR要看：指令對操作數的類型屬性要求是否與操作數的 類型屬性一致（例: PUSH 指令）或依據該條指令的操作 意圖（按照字節方式？字方式？等）。
- 在雙操作數指令中(如:MOV，ADD，SUB,CMP……）
- 方括號運算符
- 用方括號括起來的地址表達式是訪問內存操 作數常用的尋址方式，方括號的另一用途是 標注數組元素的下標，下標從0開始。
- 算術運算符、邏輯運算符、關系運算符
- 算術運算符: +, -, *, /
- 邏輯運算符: AND(與), OR(或), XOR(異或),NOT(非), SHL(左移位)，SHR(右移位)
- 關系運算符: EQ(等於), NE(不等於), GT(大於),LT(小 於), GE(大於或等於)，LE(小於等於)
- 注：指令匯編后，如果為真，則結果為FFFFH, 如果為假，則結果為0
- $運算符