硬件第三章微原-第3章

1、本教案內(nèi)容第3章 8086CPU指令系統(tǒng)匯編語言指令8086指令分類數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)移地址的尋址方式數(shù)據(jù)傳送類指令算術(shù)運(yùn)算類指令邏輯運(yùn)算類指令移位類指令標(biāo)志位操作指令轉(zhuǎn)移指令循環(huán)控制指令子程序調(diào)用返回指令中斷調(diào)用返回指令字符串操作指令I(lǐng)/O輸入輸出指令其它指令宏指令3.11 子程序調(diào)用返回指令概念：子程序?yàn)楣δ艽_定、且獨(dú)立的程序段。優(yōu)點(diǎn)：可以將任何一段獨(dú)立的程序歸整為一個(gè)子程序，當(dāng)需要該段程序時(shí)，只需調(diào)用子程序即可，調(diào)用后會(huì)自動(dòng)返回到調(diào)用指令的下一條指令。因此采用子程序設(shè)計(jì)時(shí)，可以簡化程序設(shè)計(jì)。從調(diào)試程序的角度，由于原本在多處出現(xiàn)的程序段，縮減為子程序調(diào)用指令，使調(diào)試程序更加方便。3.11 子程序調(diào)用

2、返回指令缺點(diǎn)：采用子程序設(shè)計(jì)后。由于調(diào)用子程序和從子程序中返回需要執(zhí)行指令，并且為保護(hù)某些寄存器的內(nèi)容，需要進(jìn)行壓入堆棧和彈出堆棧的操作，因此會(huì)使程序執(zhí)行速度受到一定的影響。 3.11 子程序調(diào)用返回指令實(shí)現(xiàn)：子程序調(diào)用是通過自動(dòng)修改（IP）和/或（CS）的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的。為了確保子程序調(diào)用后能夠返回到調(diào)用指令之后，CALL指令會(huì)自動(dòng)保存返回地址（IP和/或CS），而RET指令會(huì)自動(dòng)返回到CALL指令的下一條指令。 3.11 子程序調(diào)用返回指令一、子程序調(diào)用指令CALL子程序調(diào)用指令CALL（Call procedure）有兩種格式：CALL LABEL；調(diào)用入口地址為 ；標(biāo)號(hào)LABEL的子程序C

3、ALL OPR；調(diào)用子程序，其入口地址 ；為操作數(shù)OPR的內(nèi)容 3.11 子程序調(diào)用返回指令CALL LABEL；調(diào)用入口地址為 ；標(biāo)號(hào)LABEL的子程序分三種情況：（1）當(dāng)標(biāo)號(hào)LABEL與CALL指令不在同一個(gè)段內(nèi)時(shí)，子程序調(diào)用在段間進(jìn)行，其完成的操作有：CS入棧，IP入棧；（IP）LABEL的偏移地址；（CS）LABEL的段地址。指令的尋址方式為段間直接尋址。3.11 子程序調(diào)用返回指令（2）當(dāng)標(biāo)號(hào)LABEL與CALL指令在同一個(gè)段內(nèi)，且可以采用8位有符號(hào)數(shù)表示其相對(duì)位移量時(shí)，則子程序調(diào)用在段內(nèi)進(jìn)行，其完成的操作有：IP入棧；（IP）（IP）+DISP8。指令的尋址方式為段內(nèi)直接尋址，也稱

4、為相對(duì)尋址。（3）當(dāng)標(biāo)號(hào)LABEL與CALL指令在同一個(gè)段內(nèi)，且需要采用16位有符號(hào)數(shù)表示其相對(duì)位移量時(shí)，則子程序調(diào)用在段內(nèi)進(jìn)行，其完成的操作有：IP入棧；（IP）（IP）+DISP16。指令的尋址方式為段內(nèi)直接尋址，也稱相對(duì)尋址。3.11 子程序調(diào)用返回指令CALL OPR；調(diào)用子程序，其入口地址 ；為操作數(shù)OPR的內(nèi)容分為三種情況 ：（1）當(dāng)OPR為16位的通用寄存器REG16時(shí)，則子程序調(diào)用在段內(nèi)進(jìn)行，其完成的操作有：IP入棧；（IP）（REG16）。指令的尋址方式為段內(nèi)間接尋址。3.11 子程序調(diào)用返回指令（2）當(dāng)OPR為16位的存儲(chǔ)單元RAM時(shí)，則子程序調(diào)用在段內(nèi)進(jìn)行，其完成的操作有

5、：IP入棧；（IP）（RAM）。指令的尋址方式為段內(nèi)間接尋址。（3）當(dāng)OPR為32位的存儲(chǔ)單元RAM時(shí)，則子程序調(diào)用在段間進(jìn)行，其完成的操作有：CS入棧，IP入棧；（IP）（RAM），（CS）（RAM2）。指令的尋址方式為段間間接尋址。 3.11 子程序調(diào)用返回指令二、子程序返回指令RET子程序返回指令RET（Return from procedure）有三種格式：RET ；用于段內(nèi)子程序的返回， 完成IP 出棧，即（IP）（SP）RETF ；用于段間子程序的返回， 完成IP 出棧，CS 出棧RET n ；完成RET(或RETF)指令功能后， (SP)(SP)+n3.11 子程序調(diào)用返回指令三

6、、過程定義在IBM PC匯編過程中，子程序通常以過程方式編寫。過程定義格式：過程名 PROC 類型 RET 過程名 ENDP其中，過程名是用戶給子程序起的名字，它可以看作為標(biāo)號(hào)，具有段地址、偏移地址和類型的屬性。子程序的類型可以取NEAR（近程過程，可供段內(nèi)調(diào)用）和FAR（遠(yuǎn)程過程，可供段間調(diào)用），當(dāng)類型缺省時(shí)，表示NEAR（近程過程）。 一個(gè)子程序名一但定義，就具有以下三個(gè)屬性 段地址段內(nèi)偏移地址類型FARNEAR（可缺?。┚褪亲映绦虻谝粭l指令的地址3.11 子程序調(diào)用返回指令3.11 子程序調(diào)用返回指令子程序還可以是另一種形式：標(biāo)號(hào)： RET子程序調(diào)用與返回指令應(yīng)用結(jié)構(gòu)段內(nèi)子程序調(diào)用與返回

7、 ；主程序CODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART: 3.11 子程序調(diào)用返回指令;子程序SUB1SUB1 PROC NEAR RET ;SUB1 ENDPCODE ENDS END STARTCALL NEAR PTR SUB1可以省略IP(SP)SP(SP)+2SP(SP)-2(SP)返回 地址（IP）IP(IP)+16 位DISP3.11 子程序調(diào)用返回指令 ；主程序CODEM SEGMENT ASSUME CS:CODEMSTART: CALL FAR PTR SUB2 MOV AH,4CH INT 21HCODEM ENDS ；子程序CODES SEGMENT

8、 ASSUME CS:CODESSUB2 PROC FAR RETF ;也可以寫成RETSUB2 ENDPCODES ENDS END STARTIP(SP) SP（SP）+2CS(SP) SP（SP）+2SP(SP)-2 (SP)返回地址（CS）SP(SP)-2 (SP)返回地址（IP）IPOFFSET SUB2 CSSEG SUB2 3.11 子程序調(diào)用返回指令例3.32 子程序設(shè)計(jì)，編寫子程序?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)計(jì)一個(gè)字（AX）中“1”的個(gè)數(shù)。解：利用移位指令或循環(huán)移位指令，每次對(duì)CF位進(jìn)行檢測位：當(dāng)CF=1時(shí)，則總個(gè)數(shù)加1；當(dāng)CF=0時(shí)，則總個(gè)數(shù)不變。這種操作可以采用有條件轉(zhuǎn)移指令來實(shí)現(xiàn)，但更方便的

9、方式是采用ADC指令實(shí)現(xiàn)。子程序如下： 3.11 子程序調(diào)用返回指令COUNTER1 PROC NEAR PUSH AX MOV CX,16 XOR BL,BLCOU1: SHR AX,1 ADC BL,0 LOOP COU1 POP AX RETCOUNTER1 ENDP 3.11 子程序調(diào)用返回指令例3.33 子程序應(yīng)用。利用上例設(shè)計(jì)的子程序，統(tǒng)計(jì)字型變量VAR1中1的個(gè)數(shù)。解：在數(shù)據(jù)段中定義變量VAR1和CounterVar1：VAR1DW1234HCounterVar1 DB ?則可在代碼段中編寫程序：MOV AX, VAR1CALL COUNTER1MOV CounterVar1,B

10、L執(zhí)行后，結(jié)果單元CounterVar1的值為5，說明1234H中包含有5個(gè)“1”。 3.11 子程序調(diào)用返回指令例3.34 編寫以十六進(jìn)制數(shù)顯示AL和AX內(nèi)容的子程序（DISPAL、DISPAX）。解：先編寫顯示AL寄存器內(nèi)容的子程序DISPAL。由于AL中有兩位十六進(jìn)制數(shù)，每一位的值為09、0AH0FH，在顯示時(shí)需要將它們轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的ASCII碼，然后調(diào)用INT 21H的02H號(hào)功能進(jìn)行顯示。子程序DISPAL如下：3.11 子程序調(diào)用返回指令DISPAL PROC NEAR PUSH AX PUSH CX PUSH DX PUSH AX MOV CL,4；處理高位十六進(jìn)制數(shù) SHR AL

11、,CL CALL CHANG；十六進(jìn)制數(shù)變換成ASCII碼 MOV AH,02 MOV DL,AL INT 21H；顯示一位字符 3.11 子程序調(diào)用返回指令 POP AX AND AL,0FH；處理低位十六進(jìn)制數(shù) CALL CHANG；十六進(jìn)制數(shù)變換成ASCII碼 MOV AH,02 MOV DL,AL INT 21H；顯示一位字符 POP DX POP CX POP AX RETDISPAL ENDP3.11 子程序調(diào)用返回指令CHANG PROC NEAR ；十六進(jìn)制數(shù)變換成ASCII碼 CMP AL,10 JNGE CHANG1 ADD AL,7CHANG1: ADD AL,30H R

12、ETCHANG ENDP3.11 子程序調(diào)用返回指令可以直接調(diào)用DISPAL實(shí)現(xiàn)顯示AX的內(nèi)容，子程序DISPAX內(nèi)容如下：DISPAX PROC NEARXCHG AL,AHCALL DISPALXCHG AH,ALCALL DISPAL RETDISPAX ENDP3.11 子程序調(diào)用返回指令作業(yè)：3.12 中斷調(diào)用與返回指令計(jì)算機(jī)在程序運(yùn)行過程中，由于發(fā)生了某些“緊急事件”，需要進(jìn)行特殊處理（轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)子程序執(zhí)行），處理后返回到程序中斷處繼續(xù)執(zhí)行，這種過程稱為中斷處理過程。這里的“緊急事件”可以是由硬件產(chǎn)生的，例如系統(tǒng)掉電、硬件故障、定時(shí)計(jì)數(shù)器溢出等；可以是執(zhí)行指令產(chǎn)生的，例如除法溢出

13、等；還可以是專門的中斷調(diào)用指令所產(chǎn)生的。本節(jié)主要介紹專門的中斷調(diào)用指令、中斷服務(wù)子程序的結(jié)構(gòu)和中斷返回指令。3.12 中斷調(diào)用與返回指令一、中斷調(diào)用指令I(lǐng)NT中斷調(diào)用指令I(lǐng)NT（Interrupt）的格式為：INT n這表示調(diào)用第n號(hào)中斷，n為中斷類型號(hào)，其值可以是0255。當(dāng)執(zhí)行該指令時(shí)，會(huì)進(jìn)行下列操作：PSW、CS、IP入棧；清除IF、TF標(biāo)志；從中斷向量表中取出中斷向量（中斷向量為中斷服務(wù)子程序的入口地址）；轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)子程序進(jìn)行執(zhí)行；中斷服務(wù)子程序的最后一條指令應(yīng)該是中斷返回指令，執(zhí)行該指令可以返回到程序中斷處繼續(xù)執(zhí)行。 3.12 中斷調(diào)用與返回指令二、中斷返回指令I(lǐng)RET中斷返回指令

14、IRET（Interrupt return）的格式為：IRET表示從中斷服務(wù)子程序返回主程序。執(zhí)行該指令時(shí)，會(huì)完成IP、CS、PSW的出棧操作，其次序與INT n 指令的入棧次序相反。由于修改了IP和CS的內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)的程序的返回功能。 3.12 中斷調(diào)用與返回指令三、中斷向量表每個(gè)中斷服務(wù)子程序的入口地址（稱為中斷向量）為32位（16位的偏移地址和16位的段地址），占用4個(gè)地址單元。計(jì)算機(jī)中采用最低的1024個(gè)地址單元（稱為0頁）來存儲(chǔ)中斷向量，因此，n號(hào)中斷的中斷向量存放地址為：4n ，調(diào)用該中斷時(shí)，可以從該地址獲得中斷服務(wù)子程序的入口地址。3.12 中斷調(diào)用與返回指令四、中斷服務(wù)子程序結(jié)構(gòu)由于中斷是隨時(shí)可能調(diào)用的程序，我們無法預(yù)知其調(diào)用的位置，這樣在設(shè)計(jì)中斷服務(wù)子程序時(shí)，應(yīng)該確保所有寄存器的內(nèi)容保持不變。因此在中斷服務(wù)子程序的入口處，應(yīng)該將用到的寄存器通過堆棧進(jìn)行保護(hù)，在中斷程序的返回之前，從堆棧中恢復(fù)寄存器的內(nèi)容。中斷服務(wù)子程序的結(jié)構(gòu)為：3.12 中斷調(diào)用與返回指令：PUSH AX；保護(hù)現(xiàn)場PUSH SI；中斷子程序主體POP SI；恢復(fù)現(xiàn)場POP AXIRET；中斷返回3.12 中斷調(diào)用與返回指令五、