1、第3章 8086微机机器语言指令 n教学目标教学目标：掌握数据操作数的寻址方式；掌握数据传送指令、加减运算指令、位操作指令的功能与用法；了解其它指令的作用。n教学重点教学重点：常用指令的功能与用法。n教学难点教学难点：指令的应用。3.1.1 指令格式 n一条指令是一个有意义的二进制代码序列，它是机器语言的一个语句，其基本格式为：操作码字段操作码字段操作码字段OP OP OP 地址码字段地址码字段地址码字段A A A 操作码表明了指令的功能及操作，地址码又称操作数字段，指明了参与操作运算的操作数地址。n1.指令操作码指令操作码n指令系统中每条指令都有唯一确定的操作码。操作码的位数越多，所能表达的
2、操作种类就越多。n(1)规整型规整型n操作码字段的长度和位置固定，又称定长编码，编码最简单。定长编码多用在大中型计算机上，如IBM 370机指令操作码都为8bit(位)。RISC指令集采用定长编码。定长编码有利于简化硬件设计、减少指令译码时间；但往往造成资源浪费（冗余）。n(2)非规整型非规整型n非规整型操作码的长度不定，且分散在指令字的不同位置上，因此又称变长编码。变长编码广泛用在小型、微型计算机上，如PDP小型机。CISC指令集是非规整型编码。1.指令操作码（续）指令操作码（续）n扩展操作码法：灵活充分利用指令的各个字段，在不增加指令长度的情况下，扩展操作码能表示更多的指令。80 x86微
3、处理器采用扩展操作码法。n变长编码增加指令译码的难度，控制器的设计较复杂。n2.指令地址码指令地址码n每条指令必须包括CPU执行所需的全部信息。对双操作数指令，除了操作码OP(Operate)外，还必须包含：第一源操作数地址A1(Address1)、第二源操作数地址A2、操作结果的存放地址A3，以及下条指令在内存中的存放地址A4。n程序计数器PC(Program counter)来指向要执行指令的地址，n现代计算机地址码字段有四种结构：三地址、双地址、单地址和零地址。n三地址指令格式：OP A1 A2 A3OP A1 A2 A3OP A1 A2 A3；操作为：A1 OP A2 A3，PC+1P
4、C（隐含）三地址指令在小型、微型计算机中很少使用。n双地址指令格式：OP A1 A2 ；操作为：A1 OP A2 A1，PC+1PC（隐含）执行前，A1和A2中各存放一个源操作数，执行后结果存放到A1中，A1中原先的源操作数被冲掉。因此A2称源操作数，A1称目标操作数（又称目的操作数）。3.1.2 基本寻址方式基本寻址方式n1.寄存器寻址寄存器寻址n操作数就存放在CPU通用寄存器中，存取操作数无需访问内存，指令执行速度快。n8086/8088CPU有8个通用寄存器，指令中只用3bit即可表示，如下表所示。n2.I/O端口寻址端口寻址n(1)直接寻址直接寻址n指令中用8位无符号数直接表示I/O端
5、口地址号。如：IN AL,n ；输入：ALn，n在0255之间，表示端口号 n(2)间接寻址间接寻址nDX指向I/O端口，即用DX内容（16位无符号数）表示I/O端口地址编号，范围在065535之间。如：OUT DX,AL ；输出：DXAL 3.存储器寻址 n(1)立即寻址立即寻址n指令地址码字段就是操作数本身。立即数只能作为源操作数。n(2)直接寻址直接寻址n指令地址码字段直接给出操作数在段内的偏移量，段基址隐含给出或由段前缀指明。指令语句中，直接地址（一般为16位无符号数）用方括号括起来。n段隐含：EADS16 偏移地址n段显式：EA段寄存器16 偏移地址(3)寄存器间接寻址寄存器间接寻址
6、n操作数在段内的地址在基址寄存器BX、BP或变址寄存器SI、DI中，根据寄存器的内容（段内的偏移地址值）到存储器中寻找操作数；段基址可用段前缀显式表示，更多的是隐含表示。n段隐含：EADS16（BX或SI或DI）n EASS16BPn段显式：EA段寄存器16（BX或BP或SI或DI）n(4)寄存器相对寻址寄存器相对寻址n操作数在段内的偏移地址为基址/变址寄存器内容加上指令中给出的8位或16位偏移量。段基址表示同（3）。n段隐含：EADS16（BX或SI或DI）（8位或16位偏移量）n EASS16BP（8位或16位偏移量）n段显式：EA段寄存器16（BX或BP或SI或DI）（8位或16位偏移量
7、）n(5)基址变址寻址基址变址寻址n操作数在段内的偏移地址是基址寄存器BX或BP与变址寄存器SI或DI的内容之和。段基址表示同上。n段隐含：EADS16BX（SI或DI）n EASS16BP（SI或DI）n段显式：EA段寄存器16（BX或BP）（SI或DI）(6)基址变址相对寻址基址变址相对寻址 n操作数在段内的偏移地址是基址寄存器BX或BP加上变址寄存器SI或DI内容再加上指令中给出的8位或16位偏移量，段基址表示同上。n段隐含：EADS16BX（SI或DI）（8位或16位偏移量）n EASS16BP（SI或DI）（8位或16位偏移量）n段显式：EA段寄存器16（BX或BP）（SI或DI）（
8、8位或16位偏移量）堆栈寻址堆栈寻址 微机中普遍使用堆栈操作。堆栈操作中一个操作数隐含在栈顶（出栈为源操作数、入栈为目标 操作数），由SP或ESP（堆栈指针）隐含指示;段基址：由SS段寄存器索引找到，不用在指令中表明。对堆栈的访问实际上是隐含的寄存器间接寻址方式。指令寻址指令寻址 对下条指令的寻址在代码段中进行。顺序执行时由PC内容自动加1（硬件实现）完成，段内转移时一般都用相对寻址方式，即PC内容加上一个相对值（由 当前下条指令到转移的目标指令间的字节距离）；段间转移则多采用直接寻址方式或间接寻址方式完成。3.2 CISC基本指令集基本指令集n80 x86微机属于CISC（复杂指令集计算机）
9、，8086/8088指令系统是CISC基本指令集，只能在实地址方式下执行单任务操作。n8086/8088指令系统有基本指令133条，按功能可分为六大类 数据传送指令、算术运算指令、位处理指令、程序控制指令、串操作指令和处理机控制指令。n3.2.1 数据传送指令数据传送指令n数据传送指令：分四类 通用数据传送、累加器专用传送、地址传送和标志传送指令。n数据传送指令都不影响标志寄存器FL的标志位，除了两条以标志寄存器为传送目标的指令（SAHF和POPF）外。n1.通用数据传送指令通用数据传送指令n通用数据传送指令包括MOV传送、交换指令和堆栈操作指令。(1)MOV传送指令传送指令nMOV指令的汇编
10、语句格式及注释说明如下：nMOV Dst,Src ；DstSrc，Dst和Src可为Reg、Mem，Src还可为Im。nMOV指令将源操作数送到目标操作数单元，而源操作数保持不变，源和目标操作数长度必须一致。源和目标不能同为Mem，作为存储器操作数，Mem可以是所有寻址方式 nMOV CL,AL ;8位寄存器传送，CLALnMOV DS,AX ;16位通用寄存器与段寄存器之间传送，DSAXnMOV CX,100 ;16位立即数0064H向通用寄存器传送，CX64HnMOV TABSI,AL ;8位通用寄存器与存储器间数据传送SI+TABALnMOV DATABXDI,CS ;段寄存器向存储器1
11、6位数据传送，BX+DI+DATACS (2)交换指令交换指令 n交换指令是两个通用寄存器或通用寄存器与内存单元之间交换数据。指令的汇编语句格式及注释说明如下：nXCHG Dst,Src ;DstSrc，Dst和Src为Reg、Mem操作数nXCHG AH,AL ;8位寄存器互相交换，AHALnXCHG DX,AX ;16位寄存器互相交换，DXAXnXCHG BX,TABSI ;寄存器与存储单元间16位数据交换，BXSI+TABn(3)堆栈指令堆栈指令n堆栈是后入先出队列LIFO（Last-In-First-Out Queue）。堆栈操作有两种：压入PUSH（数据被填充到栈顶）和弹出POP（数
12、据出栈顶）。堆栈指针SP：基本指令集中堆栈每次操作都是16位数据，栈顶向下生成 每次PUSH操作SP减2，每次POP操作SP加2，SP始终指向栈顶。n堆栈指令语句格式及注释说明如下：nPUSH Src ;SPSP-2，SPSrcnPOP Dst ;DstSP，SPSP+2n PUSH AX ;寄存器入栈，SPSP-2，SPAXn PUSH ES ;段寄存器入栈，SPSP-2，SPESn PUSH BUFFERBX ;存储器操作数入栈，SPSP-2，SPBX+BUFFERn POP CX ;出栈到寄存器，CXSP，SPSP+2n POP DS ;出栈到段寄存器，DSSP，SPSP+2n POP
13、DATASI ;出栈到存储器单元，SI+DATASP，SPSP+2 2.累加器专用传送指令 n(1)输入输入/输出指令输出指令nIN Acc,n ;Accn，Acc为AX(16位输入,n为偶数)或AL(8位输入)，n=0255nIN Acc,DX ;AccDX，Acc同上，DX当前值为I/O端口地址nOUT n,Acc ;nAcc，Acc与n同上，nOUT DX,Acc ;DXAcc，Acc同上，DX当前值为I/O端口地址nIN AX,86H ;从86H端口输入16位数，AX86HnIN AL,DX ;从DX所指向的端口输入8位数，ALDXnOUT 61H,AL ;向60H端口输出8位数，61
14、HALnOUT DX,AX ;向DX所指向的端口输出16位数，DXAXn(2)查表指令查表指令n查表指令XLAT用于根据AL的内容到字节表格中查找相应位置元素的代码。XLAT指令执行前，必须将字节表格的首地址放入BX中，AL中内容为索引值，即所查找元素在表格中的位置（与表首的字节距离）。指令执行后将查到的元素代码放到AL中（AL原来的索引值被冲掉）。该指令格式有两种，如下所示：XLAT；或者 XLAT OPR；LEA BX,DISPMOV AL,8XLATOUT 60H,AL 例：当前数据段中从DISP(=2000H)单元开始连续存放十六进制数码0F的LED显示代码，编程将“8”字的显示代码送
15、到60H端口(显示)。3.有效地址和地址指针传送指令 n(1)有效地址传送指令有效地址传送指令LEAnLEA指令把源操作数在段内的偏移地址送入指定的16位寄存器，而不是传送该地址单元内的操作数。LEA指令格式及注释说明如下：nLEA Reg,Mem；R16Mem存储器操作数的地址(2)地址指针传送指令地址指针传送指令n地址指针传送指令有两条：LDS和LES，它们都是把源操作数（所有寻址方式的存储器操作数）指定的4个相继字节单元内容作为一个地址指针送到指定的16位寄存器与段寄存器DS或ES中。指令语句的格式及注释说明如下：nLDS Reg,Mem；RegMem，DSMem+2nLES Reg,M
16、em；RegMem，ESMem+24.标志传送指令 n标志传送指令在标志寄存器FL与通用寄存器AH（8位）或堆栈（16位）之间传送数据，共4条：n LAHF ;AHFL-l（低字节），保存SF、ZF、AF、PF、CF到AH中n PUSH ;SPSP-2，SPFL，标志寄存器FL入栈n SAHF ;FL-l（低字节）AH，恢复保存在AH中的SF、ZF、AF、PF、CFn POPF ;FLSP，SPSP-2，恢复保存在堆栈中的所有标志位传送指令种类多，应用最频繁。传送指令汇编格式和语句操作、字节数、执行时间（时钟周期数）等 汇总于下表中。3.2.2 算术运算指令 nCISC基本指令集提供了加、减、
17、乘、除四种基本算术运算，运算操作数可以是8位或16位、可以是无符号数或有符号数，通过调整还可以进行十进制（BCD）数运算。算术运算指令执行结果一般都影响标志寄存器FL的状态标志位。n加减运算比较丰富。加减运算的操作数如下图所示，其中Mem为所有寻址方式的存储器操作数。n1.加法运算加法运算n加法指令有3条。指令语句格式及注释说明如下：nADD Dst,Src；DstDst+Src，Dst为Reg、Mem，Src为Reg、Mem、Im；Dst和Src不可同为MemnADC Dst,Src ；DstDst+Src+CF，Dst、Src同上nINC Dst；DstDst+1，Dst同上1.加法运算（
18、续）加法运算（续）n两个32位加数98765432H和8901FA45H分别存放在数据段内2000H单元和2004H单元，编程将两数相加，结果从2100H单元开始存放。n基本指令集没有32位加法指令，32位的加法程序段如下：n nMOV AX,2000H ；AX=5432H，被加数低16位nMOV BX,2002H ；BX=9876H，被加数高16位nADD AX,2004H ；低16位相加，AX=4E86HnADC BX,2006H ；高16位及低16位的进位相加，BX=2178Hn MOV 2100H,AX ；存低16位的和4E86Hn MOV 2102H,BX ；存高16位的和2178H
19、n MOV AX，0n ADC AX,0 ；获得最高位的进位n MOV 2104H,AX ；存和的最高位n 2.减法指令 n减法运算指令有5条。指令语句格式及注释说明如下：nSUB Dst,Src ；DstDst-Src，Dst和Src同ADD指令nSBB Dst,Src ；DstDst-Src-CF，Dst和Src同上nCMP Dst,Src ；Dst-Src，不保存结果，仅影响状态标志，Dst和Src同上nDEC Dst ；DstDst-1nNEG Dst ；Dst0-Dst（即Dst+1n比较指令CMP作两数相减运算而不存结果（被减数和减数都保持不变），但结果的特征影响FL寄存器的6个状
20、态标志，据此比较两个数的大小，判断如下：n若ZF=1，表明相减结果为0，则两数相等。n若ZF=0，表明两数不等，须再判CF（无符号数）或SF和OF（有符号数）n无符号数判CF：CF=0说明无借位，则DstSrc，否则DstSrcn有符号数同时判OF(溢出标志)和SF(符号标志)：同号DstSrc，异号DSTSrcn对上述结论，请根据Dst和Src同号/异号、是否溢出等情况分析之。2.减法指令（续）n32位的被减数和减数分别存放在FIRT和SECOND单元，求两数之差，结果放入THIRD开始的单元中。n基本指令集没有32位减法指令，32位减法程序段 用如下六条指令实现之：nMOV AX,FIRS
21、T；取被减数低16位到AXnSUB AX,SECOND；低16位相减nMOV THIRD,AX；存低16位差nMOV AX,FIRST+2；取被减数高16位到AXnSBB AX,SECOND+2；高16位相减，并减去低16位的借位nMOV THIRD+2,AX；存高16位差n如果FIRST和SECOND是符号相异的有符号数，相减可能产生溢出，如何编程？请参考上例改编之。3.乘法指令 n乘法指令分字节（8位）乘和字（16位）乘，要求：被乘数事先放在AL或AX中，被乘数为隐含寻址；乘数放在寄存器或存储器单元中，指令中只显式地表示乘数。乘积为双字长，存放于AX（8位乘）或DXAX（16位乘）中。n乘
22、法指令有两条：无符号数乘和有符号数乘。n指令语句格式及注释说明如下：nMUL Src ;8位乘：AXAL*Src，16位乘：DXAXAX*Src ;Src为8位或16位通用寄存器或所有寻址方式的存储器操作数nIMUL Src ;同上，但被乘数、乘数和双字长乘积都是有符号数n与加减指令不同，乘法指令执行只确定地影响CF和OF状态：若乘积的高半部分为0（MUL指令）或者为低半部分符号位的扩展（IMUL指令）则CF和OF均为0，否则均为1；对其余状态位的影响不确定。n已知AL=0FFH，SI=0FFH，（0FFH可视为无符号数255或有符号数-1）n若执行指令 MUL SI；则AX=0FE01H（即
23、255*255=65025）n若执行指令 IMUL SI；则AX=0001H（即（-1）*（-1）=1）4 除法指令 n除法是乘法的逆运算，要求：被除数为双字长，放在AX（8位除法）或DXAX（16位除法）中；除数在指令中显式地指定，为8位或16位的寄存器或所有寻址方式的存储 器操作数；商放在AL（8位除法）或AX（16位除法）中，余数放入AH（8位除法）或DX（16位除法）中；有符号除法的余数和被除数同号。n除法指令有无符号数除法DIV和有符号数除法IDIV两条。为了将被除数扩展为双字长，还有两条相应的符号扩展指令CBW（8位扩展为16位）和CWD（16位扩展为32位）。n除法指令语句格式及
24、注释说明如下：nDIV Src ;8位除 AXSrc,AL商,AH余数;16位除 DXAXSrc,AX商,DX余数nIDIV Src ;同上，但被除数、除数和商、余数都是有符号数，;余数和被除数同号nCBW ;AL的符号位扩展到AH中,不影响状态标志。nCWD ;AX的符号位扩展到DX中,不影响状态标志。n两条除法指令对FL的状态标志均无确定的影响。4 除法指令(续)n若被除数高半部分的绝对值大于除数，执行除法指令将产生溢出，引起0类中断。n已知x、y、z均为16位有符号数，已分别装入X、Y、Z单元，编程计算：(x*y+z-568)/x，商放入AX中，余数放入DX中。n nMOV AX,X；A
25、X被乘数nIMUL Y；求x*ynMOV CX,AX；BXCX32位乘积nMOV BX,DXnMOV AX,Z；AX加数znCWD；将加数z扩展成32位nADD AX,CX；32位相加nADC DX,BXnSUB AX,568；减去16位立即数568nSBB DX,0；高16位减去低16位的借位nIDIV X；双字长被除数除以16位除数xn 5.十进制调整指令 nDAA ；加法十进制调整指令，将AL中的和调整成压缩型BCD数nDAS ；减法十进制调整指令，将AL中的差调整成压缩型BCD数n调整规则如下：（AL0FH）9）（AF=1），则ALAL6，AF1 （AL9FH）（CF=1），则ALAL
26、60H，CF1n已知AH和AL中有两个十进制数28和59（即BCD数28H和59H），BH和BL中有两个十进制数85和37（即BCD数85H和37H），分别做十进制加减运算如下：nADD AL,AH；AL=81HnDAA；AL=87H（28与59之和的BCD结果）nMOV AL,BH；AL85HnSUB AL,BL；AL=4EHnDAS；AL=48H（即85与37之差的BCD结果）上机内容:n1 假定(AL)=48H,(BL)=59H,执行ADD AL,BL DAA 后,运行结果是什么?n2 如(BCD1)=34H,(BCD2)=89H,编程使(BCD3)=BCD1)+(BCD2),其中各变量
27、为两位BCD数n3 如(BCD1)=1834H,(BCD2)=2789H,编程使(BCD3)=BCD1)+(BCD2),其中各变量为四位BCD数n4 如(BCD1)=1834H,(BCD2)=2789H,编程使(BCD3)=BCD1)-(BCD2),其中各变量为四位BCD数n5 已知各变量为两位BCD数,编程使U=V+(S-6)n6 已知各变量为四位BCD数,编程使U=V+(S-6)算 术 运算 指 令汇 编 格式 和 语句操作、指 令 字节 数、执 行 时间（时钟 周 期数）及对 状 态标 志 位的 影 响等 汇 总于右表。3.2.3 位操作指令 n位操作包括逻辑运算、移位和循环移位。位操作
28、指令执行结果都将影响FL标志寄存器相应状态标志位，NOT除外。n1.逻辑运算指令逻辑运算指令n逻辑运算指令有五条：与（AND）、或（OR）、非（NOT）、异或（XOR）和测试（TEST）nAND Dst,Src ;DstDstSrc,Dst为Reg、Mem，Src为Reg、Mem、Im ;Dst和Src不能同为MemnOR Dst,Src ;DstDstSrc，Dst与Src同上nNOT Dst ;Dst0-Dst，Dst同上nXOR Dst，Src ;DstDst Src，即DstDstSrc，Dst与Src同上nTEST Dst,Src ;DstSrc,不存结果,只影响状态标志位,Dst与
29、Src同上n对一个位串，AND可以屏蔽（清0）某些位，OR可以置位(置1)某些位，XOR可以取反某些位，XOR可以检查两个位串是否匹配。AND AX,0；AX清0nAND CL,0FH；屏蔽CL的高4位nOR BH,00111100B；将BH的中间4位置位nXOR BL,0F0H；将BL高4位变反n XOR DX,378H ；DX中端口地址是378H吗？是则结果为0（使ZF=1）nNOT指令执行不影响状态标志，其他逻辑指令执行后将重新设置SF、ZF、PF的 状态，而总使CF=0、OF=0，AF状态不确定。2.移位指令 n移位有逻辑移位和算术移位两种，每种又分左移和右移。算术左移n位相当于2n，
30、右移n位相当于2n。移位的对象可以是寄存器或所有寻址方式的存储器操作数，移位的次数在指令中给出：1(只移位1次)或CL(CL中的数值即移位的次数)。n逻辑左移和算术左移完全等价，因此移位指令实际上只有3条（但有4种格式）。n例：将DX和AX中的低8位拼成一个16位数放在DX中，要求原DX中的低8位置于16位数中的高位。nMOV CL,8nSHL DX,CLnAND AX,0FFHnOR DX,AX 3.循环移位指令 n循环移位首尾相连移位（不丢失移位单元的位信息），分带进位移位（CF在循环链之内）和不带进位移位（CF在循环链之外），同时又分左移和右移。移位的对象和次数同移位指令。3.循环移位指
31、令nAX中有16位数X，求X316，要求不损失任何有效位。X316X（21）16X8X16，程序段如下：nMOV BX,0nSAR AX,1；以下求X8，先求X2nRCR BX,1；nSAR AX,1；求X4nRCR BX,1；nSAR AX,1；AXBXX8 nRCR BX,1；X中低3位移至BX高3位nPUSH AX；保存X8nPUSH BXnSAR AX,1；求X16nRCR BX,1nPOP DXnADD BX,DXnPOP DXnADC AX,DX；AXBXAX316（高位在AX中，低位在BX中）n 3.循环移位指令（续）位 操 作指 令 的汇 编 格式、语句操作、字节数、执 行 时
32、间 及 对标 志 位的 影 响汇 总 于右表。3.2.4 程序控制指令 n程序控制指令能选择不同的程序段执行，可构成转移、循环、调用和返回，控制程序执行的流程。n1.控制转移指令控制转移指令n转移指令分无条件转移和条件转移两类，它们本身执行后都不影响FL寄存器的状态标志。n(1)无条件转移指令无条件转移指令n无条件转移指令 JMP ，控制程序转移到TARGET（目标）标号处去执行。按TARGET目标地址单元的属性有四种转移范围、五种指令格式。nJMP SHORT TARGET；段内直接短转移nJMP NEAR PTR TARGET；段内直接近转移nJMP WORD PTR TARGET；段内间
33、接转移nJMP FAR PTR TARGET；段间直接转移nJMP DWORD PTR TARGET；段间间接转移(1)无条件转移指令（续）无条件转移指令（续）n段内转移只改变IP值，CS（代码段基址）不变。段内直接转移为相对寻址，将IP指向的（下条）指令距目标TARGET 的偏移量（字节距离）与IP的当前值相加后送IP；段内短转移的偏移量为8位、（以当前指令位置为准的）转移范围 为129-126（若以IP当前值为准则为127-128），段内直接近转移的偏移量为16位、（以当前指令位置为准的）转移 范围为32769-32766（若以IP当前值为准则为32767-32768）；段内间接转移是绝对
34、寻址，TARGET是一个16位的寄存器或存储器 单元，将其内容直接赋给IP。段间转移跨段 段间直接转移将指令中给出的TARGET偏移量和段基址赋给IP和CS，段间间接转移将指令中给出的TARGET存储单元开始的4个字节分别 赋给IP和CS，从而实现跨段转移。(1)无条件转移指令（续）无条件转移指令（续）(2)条件转移指令 n条件转移指令测试标志寄存器FL的当前状态标志，满足条件就转移到目 标地址去执行，否则顺序向下执行。条件是对一个或两个或三个状态标志位的状态判断。(2)条件转移指令（续）n所有条件转移指令的执行时间都是16T/4T（转移/不转移）。n例：一个16位数的数组存储在以ARRAY为
35、首地址的数据段中，长度为n（小于256）。编程求数组中正数、0及负数的个数，分别存放在BH、BL、DL中。n n MOV CX,；数组长度送计数器CXn MOV AX,0n MOV SI,AX；数组指针初始化为0n MOV BX,AX；结果寄存器清0n MOV DL,ALn AGAIN:CMP AX,ARRAYSI；比较n JG PLUSn JZ ZEROn INC DL；是负数，负数个数寄存器加1n JMP NEXTn ZERO：NC BL；是0，0个数寄存器加1n JMP NEXTn PLUS:INC BH；是正数，正数个数寄存器加1n NEXT:ADD SI,2；指向下一个数组元素n D
36、EC CXn JNZ AGAIN；未结束则继续n n从80386开始，扩大了条件转移的范围，实模式下能够转移到代码段的任何位置。2.循环指令 n循环程序非常普遍，用条件指令可实现之；为方便编程，基本指令集特意提供了4条循环指令。n循环指令放在循环程序的开头或结尾，测试CX是否为0、以及ZF标志的状态，来控制循环结束与否。循环指令长度都是2个字节，一个字节操作码加8位偏移量，循环转移范围为-128127。循环指令执行不影响标志寄存器FL的状态标志。2.循环指令（续）n例：一字符串长度（256）存放在ASCIISTR单元，ASCIISTR单元之后接着存放该字符串。请编程判断该字符串中是否有“空格”
37、字符：若有DL置1，否则DL清0。nMOV BX,0；地址指针初始化为0nMOV DL,BL；预置没有“空格”标志nMOV AL,20H；“空格”字符送ALn MOV CX,ASCIISTRBX；串长度送CXn NEXT:INC BXnCMP AL,ASCIISTRBX；是空格吗？n LOOPNZ NEXTnJNZ DONEnMOV DL，01H；置有“空格”标志nDONE:；没有“空格”，继续运行 n32位的80 x86微处理器还可以使用32位的ECX作为隐含的循环计数器。即便80486，循环指令也只能在短距离内作循环，即相对于当前循环指令的地址，转移的范围为129-126。3.子程序调用指
38、令CALL和返回指令RET n子程序调用不同于转移指令，首先要把CALL指令的下一条指令地址（即返回地址）入栈保存，然后转向子程序的首地址去执行。调用分段内调用和段间调用。段内调用只对IP操作，（CS不变），段间调用要同时对CS:IP操作。段内/段间调用又分直接调用和间接调用。调用和返回指令都没有条件判断，且都不影响标志寄存器FL的标志位。4.中断指令INT和中断返回指令IRET n中断指令INT是种特殊的调用指令(调用例行中断子程序)，是段间调用；与段间CALL指令相同的是：须先把CS:IP入栈保存，不同的是：还要首先把标志寄存器FL入栈保存。中断返回是段间返回，执行IRET指令，依次恢复I
39、P、CS和FL。3.2.5 串操作指令 n串是由字节、字、或双字组成的字符或数据序列，存放在存储器中。基本指令集处理的串长度不超过64K。串操作常用于数据块的快速移动、比较、搜索和存取，执行一次操作串中一个元 素，配上重复前缀可按条件完成对整个串的操作。1.串操作的寻址与控制 n(1)串操作均为隐含寻址，源串起始地址在DS:SI中，目标串起始地址在ES:DI中。AL/AX为串扫描的关键字，或存串的源操作数、取串的目标操作数。n(2)串操作时自动修改地址指针SI和DI。当标志寄存器FL的控制标志位DF=0时每完成 一次串元素操作SI和DI自动增量，当DF=1时SI和DI自动减量；如果串元素是字节
40、，SI和DI每次加1或减1；如果串元素是字，SI和DI每次加2或减2。n(3)串长度在CX中，每完成一次串元素操作CX自动减1（不管串元素是字还是字节）。n(4)源串和目标串在不同的段内，分别由DS和ES指明。若DS和ES相等则两串在相同物 理段中。n(5)串比较和串扫描都是作减法操作，所以每次串操作都影响对标志寄存器FL的6个状 态标志，而串传送、存串和取串都是作传送操作，所以都不影响FL的状态标志位。n(6)加重复前缀则串操作指令重复执行。串指令在重复执行过程中SI、DI和CX自动修改，但指令指针IP保持指向重复前缀的 存储地址。因此串操作可以被中断，中断返回后可继续原来的串操作。n(7)
41、串操作指令本身都是单字节指令，加上重复前缀共2个字节，可对串中元素按条件 重复操作。2.重复前缀 n重复前缀指令的名称、汇编格式、重复条件、后续的串指令及操作见下表。n重复前缀也是一条指令，但不能单独使用，需加在串操作指令之前，使 串操作指令重复或条件重复执行，相当于运行一个循环程序；取串指令LODS一般不加重复前缀，因为重复取出串中的元素送到累加 器Acc无意义（后面取出的数冲掉前面取出的数）。3.2.6 处理器控制指令 n处理器控制指令执行对标志位（CF、DF、IF）的置位/复位操作和其它控制操作。n处理器控制指令的汇编格式、语句操作、目标代码、执行时间等汇总于下表中。3.3 扩展指令集
42、n3.3.1 一般扩展指令集一般扩展指令集n32位80 x86微机存储器寻址空间大大扩展（达4GB或64GB），操作数宽度也扩展至32位，指令功能进一步丰富，因此指令长度也有所扩展，达112个字节：12个字节操作码字段，02个字节寻址方式码字段，0、1、2、4个字节的偏移量字段，0、1、2、4个字节的立即数字段，不超过4个字节的前缀码段。n80 x86指令集在基本集基础上扩展而来，依次是286（16位处理器）、386、486指令集，在代码级保持向上兼容。扩展主要表现在32位寻址和32位操作，还体现在指令种类增多、功能增强，如浮点数运算指令、操作系统型指令，指令操作数也扩展到3个等等。80 x8
43、6常用扩展指令(续)80 x86常用扩展指令(续)3.3.2 多媒体SIMD指令集 nSIMD(Single Instruction Multiple Data：单指令多数据)一条指令能处理多个数据，使操作的并行性进一步增强，提高了计算机的多媒体处理能力。nSIMD指令集是开放的：包括MMX、3D NOW！、SSE和SSE2等。n1.MMX指令集指令集n游戏、音乐合成、语音压缩/解压、图像图形处理、MPEG视频等应用程序具有一些共同特征：n 短整数数据类型（像素：8/16位，音频：16位）n 频繁的乘与累加，高度重复的小循环体n 巨大计算量的算法n 高度并行操作nMMX技术借用现成的浮点堆栈生
44、成8个64位MMX寄存器，MMX寄存器支持四种新型数据类型：紧缩字节（8个字节）、紧缩字（4个字）、紧缩双字（2个双字）和四字，可将它们移入MMX寄存器同时完成对多个数据的算术运算和逻辑运算，特别适合整数运算密集的图像处理、视频和音频回放等多媒体应用，提高其性能。1.MMX指令集指令集nMMX指令有57条，包括算术运算（加、减、乘、除、算术移位和累加）、比较、逻辑操作（与、与非、或、异或）、转换操作（把数据紧缩和拆放）、移位操作、移数（在MMX寄存器之间、MMX寄存器与存储单元之间移入/移出）。1.MMX指令集（续）指令集（续）n音像多媒体数据流算法中常用到矢量点积、矩阵乘、FIR/IIR滤波
45、、FFT/DCT变换等，指令PMADDWD（紧缩字相乘并相加）就可方便快速地完成这类运算。nPMADDWD：16位16位32位（积）再累加n a3 a2 a1 a0nb3 b2 b1 b0 n a3b3+a2b2 a1b1+a0b0n该指令将两组4个16位数对应相乘，得到4个32位乘积，再将高两个乘积相加存入一个MMX寄存器的高32位（D63D32），将低两个乘积相加存入同一MMX寄存器的低32位（D31D0）。一条PMADDWD指令可同时处理4个乘法和2个加法。n多数MMX指令可在一个时钟周期内完成。经测试，同样的Pentium芯片，采用MMX技术运行MMX应用程序，比不采用MMX技术的运行
46、速度提高40%以上。2.3D now!指令集 n3D NOW！将原先的64位MMX寄存器加以延伸，改进成8组3D运算寄存器（充分利用浮点堆栈80位宽度），使其可以拆成两个32位浮点数，具备24位元的单精度。3D NOW！增加了21条新的多媒体处理指令，包括1条快速进入/退出多媒体执行状态指令、1条数据预取指令、2条数据格式转换指令、2条整数运算指令和15条单精度浮点运算指令。n采用3D NOW！技术，在最优化的程序执行状态下，处理器在一个时钟周期内可处理4个浮点运算，在几个时钟周期内可完成8组16个浮点数的累乘和累加，浮点运算速度比80 x87快几倍到几十倍。不采用3D NOW！技术的同档CP
47、U每个时钟周期最多只能执行一次浮点运算。n3D NOW！指令和MMX指令具有互补性，可混合使用，提升系统的多媒体性能。n3D NOW！指令集只支持IEEE754中单精度数据类型，不能实现双精度浮点运算。3.SSE指令集 nIntel在Pentium 中集成了SSE(Streeming SIMD Extension：单指令多数据扩展流)指令集。nSSE技术在微处理器中增加了8个128位浮点寄存器，支持双精度浮点运算。SSE指令集拓展3D NOW！新设计了70条指令，包括8条连续内存数据流优化处理指令、50条SIMD浮点运算指令和12条新的多媒体指令。SSE技术极大地满足了三维动画、动态音像、实时
48、通信等流媒体应用需要。n新SIMD指令集 增强型3D NOW！指令集：在3D NOW！之后推出，SSE2指令集（144条）：在Pentium 4微处理器实现，功能更为强大。超线程（Hyper-Threading）技术：Intel第一款支持的Pentium 4（主频 3.06GHz）在2002年11月4日问世，可使一个微处理器当作2颗甚至多颗 CPU来使用，在线程级上实现并行操作。3.4 RISC指令集与CRISC指令 nCISC指令集：不断追求改善性能（及升级换代）和简化编译器（对高级语言提供更好的支持）导致更多/更复杂的指令、更多的寻址方式、更多的专用寄存器等等。nRISC（Reductio
49、n Instruction Set Computer）系统对C和Pascal等高级语言程序的行为分析，发现各类变量动态出现频度最高的是简单标量变量，且80%以上标量是过 程的局部变量；高级语言程序中赋值语句使用最普遍，条件语句（IF、LOOP）用的也 较多，而最耗时的操作是过程的调用和返回。在各类计算机中编译后的程序中大多数语句都是简单指令。nRISC产生的背景据此，不少机构和研究者背离CPU结构发展的传统趋势来开发新的系统，使之更好地支持高级语言、简化处理器结构（以降低研制成本和周期），同时改善性能。CISC和RISC系统的比较 RISC结构有多种，其指令集的共同特征如下：指令简单，每周期至
50、少执行一条指令，寄存器到寄存器操作为主，简单的寻址方式简单的指令格式MIPS R系列是由MIPS Technology公司开发的最早商品化的RISC处理器芯片。MIPS R系列有32位的R2000、R3000、R6000和64位的R4000，所有指令都是单一32位字格式编码，所有数据操作都是寄存器到寄存器，仅存储器访问是纯粹的装入/取出操作。SPARC(Scalable Processor Architecture：可扩展处理器体系结构)是Sun Microsystems公司开发的RISC处理器。RISC和CISC的技术：随着芯片密度的增加和硬件速度的提高，RISC系统已变得复杂起来；而追求极
