計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)-張桂新Chapter2-3

二．?dāng)?shù)據(jù)傳送指令存儲(chǔ)器I/O接口輸入設(shè)備I/O接口數(shù)據(jù)總線(xiàn)DB控制總線(xiàn)CB地址總線(xiàn)AB輸出設(shè)備CPU寄存器，存儲(chǔ)器，I/O端口數(shù)據(jù)傳送是最基本、最重要的一種操作實(shí)際程序中，使用的比例最高

changePROC

LEASI,num+2MOVCL,num+1MOVCH,0MOVAX,0MOVDI,10next:MULDI

MOVBH,0MOVBL,[SI]ANDBL,0FHADDAX,BXINCSILOOPnextzero:MOVBX,AXRETchangeENDP

匯編子程例：寄存器寄存器寄存器內(nèi)存單元寄存器I/O端口設(shè)置寄存器、內(nèi)存單元的初始值按傳送內(nèi)容，可分為四類(lèi)：1.通用數(shù)據(jù)傳送MOV,PUSH,POP,XCHG,XLAT2.

地址傳送LEA,LDS,LES3.

標(biāo)志傳送PUSHF,POPF,LAHF,SAHF4.

輸入輸出傳送IN,OUT(在第五章介紹)

特點(diǎn)：1.除POPF、SAHF外，其他傳送指令對(duì)標(biāo)志位均無(wú)影響2.唯一允許以段寄存器做操作數(shù)的指令且只有MOV、PUSH、POP這三條允許1.通用傳送指令

MOV、PUSH、POP、XCHG、XLATreg/mem/segreg←regreg/segreg

←memreg/mem

←segregreg/mem

←data

可實(shí)現(xiàn)1）MOV傳送指令格式

MOVdst，src執(zhí)行(dst)←(src)例：①reg/mem/segreg←reg通用寄存器/存儲(chǔ)器/段寄存器←通用寄存器

MOVAL,BLMOV[BX],ALMOVDS,AX②reg/segreg

←mem通用寄存器/段寄存器←存儲(chǔ)器

MOVAL,[BX]MOVDS,[BX+SI]

③reg/mem←segreg通用寄存器/存儲(chǔ)器←段寄存器

MOVBX,CSMOV[BX],DS

④reg/mem←data通用寄存器/存儲(chǔ)器←立即數(shù)

MOVAl,9MOVBX,OFFSETbufferMOV[value],0MOVWORDPTR[BX],1MOV指令特點(diǎn)及注意事項(xiàng):雙操作數(shù)指令(注意雙操作指令的特點(diǎn)）可進(jìn)行字節(jié)或字傳送不允許存儲(chǔ)器傳送到存儲(chǔ)器MOV[BX]，valueMOV[DI]，[SI]MOVAX，valueMOV[BX]，AXMOVAL，[SI]MOV[DI]，AL

可對(duì)DS、ES、SS賦值但不允許立即數(shù)直接傳送給段寄存器MOVDS，AXMOVES，[BX]MOVDS，1000HMOVAX，1000HMOVDS，AX

CS不能做目的操作數(shù),不能通過(guò)傳送指令改變CS的值

MOVCS，AX

不允許段寄存器傳送到段寄存器

MOVES，DSMOVAX，DSMOVES，AXD:\MASM>DEBUG-A1693:0100MOVES,DS^Error1693:0100MOVAX,DS1693:0102MOVES,AX1693:0104-例編程將CL寄存器的內(nèi)容傳送到200:100H單元中。課外作業(yè)：編寫(xiě)程序段，將內(nèi)存200:100H開(kāi)始的一個(gè)字內(nèi)容傳送到地址為800:400H開(kāi)始的內(nèi)存中。MOVAX,200HMOVDS,AX;(DS)=200HMOV[100H

],CL;(02100H)=(CL)編程1：MOVAX,200HMOVDS,AX;(DS)=200HMOVDI,100H;(DI)=100HMOV[DI

],CL;(02100H)=(CL)編程2：MOV[200:100H],CL2）PUSH入棧操作格式

PUSHsrc執(zhí)行（SP）←（SP）-2（SS：SP）←（src）特點(diǎn):單操作數(shù)指令操作數(shù)為16位，可以是reg/segreg/mem,不可以是datareg:AX,BX,CX,DX,SI,DI,BP,BXsegreg:CS,DS,ES,SSmem:字類(lèi)型SS:SP

SS:SP

(src)例：

PUSHAX若執(zhí)行前：

（SS）=2000H（SP）=1002H（SS：SP）=

2010H

（AX）=1234H3B2A10低高20地址SS:SP2000:1002指令執(zhí)行前(AX)=1234h則執(zhí)行后：

（SS）=2000H（SP）=1000H（SS：SP）=1234H（AX）=1234H123410低高20地址SS:SP2000:1000指令執(zhí)行后(AX)=1234h不變減2變不變

3）POP出棧操作特點(diǎn):單操作數(shù)指令操作數(shù)為16位，可以是reg/segreg/mem,不可以是datareg:AX,BX,CX,DX,SI,DI,BP,BXsegreg:DS,ES,SS,不允許是CSmem:字類(lèi)型SS:SP

SS:SP

(dst)格式

POPdst執(zhí)行（dst）←（SS：SP）（SP）←（SP）+2若執(zhí)行前：

（SS）=2000H（SP）=1000H（SS：SP）=1234H

（BX）=5678H123410低高20SS:SP2000:1000指令執(zhí)行前地址(BX)=5678h例：

POPBX123410低高20SS:SP2000:1002指令執(zhí)行后地址(BX)=1234h則執(zhí)行后：

（SS）=2000H（SP）=1002H

（SS：SP）=2010H（BX）=1234H

不變加2變

變

例：執(zhí)行下列程序段

PUSHAX

①

PUSHBX

②

MOVAX，66H③

MOVBX，99H④

POPBX

⑤

POPAX

⑥若執(zhí)行前（SS）=3000H（SP）=200EH（SS:SP）=1234H（AX）=0A0BH（BX）=0C0DH3000:200ESS:SP

執(zhí)行前(AX)=0A0B(BX)=0C0D3412執(zhí)行①后3000:200CSS:SP

0B0A3000:200ASS:SP

執(zhí)行②后0D0C0B0A3000:200CSS:SP

執(zhí)行⑤后:(BX)=0C0D0D0C0B0A執(zhí)行③④后(AX)=0066(BX)=0099執(zhí)行③④后(AX)=0066(BX)=00993000:200ASS:SP

執(zhí)行②后0D0C0B0A執(zhí)行⑥后:(AX)=0A0B3000:200ESS:SP

(BX)=0C0D執(zhí)行③④后(AX)=0066(BX)=00990D0C0B0A用PUSH往SS段傳送一批數(shù)據(jù)后，再用POP取出時(shí)，取出單元的順序與存放時(shí)的順序正好相反，“后進(jìn)先出”⑥POPAX(AX)=0A0B①PUSHAX3000:200ESS:SP

執(zhí)行前3000:200CSS:SP

3000:200ASS:SP

②PUSHBX3000:200ESS:SP

3000:200CSS:SP

0D0C0B0A3412⑤POPBX(BX)=0C0D(AX)=0A0B(BX)=0C0D④MOVAX,0066(BX)=0099③MOVAX,0066

(AX)=0066

堆棧是一個(gè)內(nèi)存區(qū)域。通常用于存放一些重要數(shù)據(jù),如程序的地址、或是需要恢復(fù)的數(shù)據(jù)。SS:SP

為方便數(shù)據(jù)的存放和恢復(fù)，設(shè)置專(zhuān)門(mén)的指針，指向堆棧中要操作的單元。段值由SS給出，偏移地址由SP給出

SS→堆棧段寄存器(stacksegment)SP→堆棧指針寄存器(stackpoint)堆棧的概念stack堆棧操作指令PUSH和POP，

對(duì)SS和SP指向的內(nèi)存單元，以“后進(jìn)先出”方式進(jìn)行操作。

PUSH→入棧操作SP減小

POP→出棧操作SP增加

SP指向棧頂，即堆棧的頂部，

編程員通過(guò)設(shè)置堆棧區(qū)域，利用堆棧操作，可方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)的存放和恢復(fù)。SS:SP

SS:0000SS:FFFF堆棧未用空間堆棧使用的場(chǎng)合用堆棧保存恢復(fù)信息(如上例）子程序的調(diào)用、返回以及中斷調(diào)用、返回（控制轉(zhuǎn)移指令中介紹）用堆棧傳送數(shù)據(jù)（程序設(shè)計(jì)中介紹）注意事項(xiàng)

堆棧是一重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使用堆棧應(yīng)有明確目的。不亂用堆棧操作，不亂修改堆棧內(nèi)容。PUSH、POP、PUSHF、POPF、CALL、RET、INT、IRET

亂修改SS和SP的內(nèi)容包括亂用BP參與的存儲(chǔ)器操作數(shù)

亂用指令

PUSH和POP指令只能對(duì)字操作。

PUSHALPOPBYTEPTR[BX]

可以對(duì)段寄存器操作但POP不能對(duì)CS操作

PUSHDSPUSHCSPOPES

POPCS4）XCHG交換指令(自學(xué))

格式

XCHGoprd1，oprd2執(zhí)行

(oprd1)(oprd2)regregregmemmemreg

可實(shí)現(xiàn)例

XCHGAX,BX字操作執(zhí)行前（AX）=1122H（BX）=3344H

執(zhí)行后（AX）=3344H（BX）=1122H

例

XCHGAH,BL字節(jié)操作執(zhí)行前（AX）=1122H（BX）=3344H

執(zhí)行后（AX）=4422H（BX）=3311HXCHGoprd1，oprd2注意事項(xiàng):

雙操作數(shù)指令可進(jìn)行字或字節(jié)操作不允許對(duì)立即數(shù)、段寄存器做操作數(shù)

XCHGAX,4

XCHGBX,DS2.

地址傳送指令LEA、LDS、LES

LEA有效地址傳送格式

LEAreg,mem執(zhí)行（reg）←mem的EA

即寄存器←存儲(chǔ)器操作數(shù)的偏移地址

執(zhí)行后(BX)=1000H注意：

OFFSET是匯編程序提供的一個(gè)操作符，不是CPU的指令LEABX,buffer例

buffer是一個(gè)符號(hào)地址表示的內(nèi)存操作數(shù)(變量)?！?..12h34h56h…...buffer內(nèi)存DS:1000h若變量buffer的偏移地址=1000H等價(jià)于

MOVBX，OFFSETbufferbuffer

1A2B3C4D、、、、、、例

將buffer為首的4個(gè)字節(jié)內(nèi)存內(nèi)容相加，存放在AL中。

MOVAX,SEGbufferMOVDS,AX

LEABX,bufferMOVCX,4MOVAL,0exit:ADDAL,[BX]INCBXDECCX;(cx)=(cx)-1JNZexit;ZF≠0,轉(zhuǎn)至exit說(shuō)明：1)操作符SEG的作用是取變量的段地址。執(zhí)行完前兩條指令后，(DS)=buffer的段值2)操作符OFFSET的作用是取變量的偏移地址執(zhí)行完LEABX,buffer,(BX)為buffer的偏移地址，

3)操作數(shù)[BX]是以DS為段值，BX為偏移值的內(nèi)存單元LEAreg,mem特點(diǎn)及注意事項(xiàng)：目的操作數(shù)reg應(yīng)是16位通用寄存器

LEAES,[BX]LEAAL,bufferLEA6,[BX+SI]LEA[DI],buffer

源操作數(shù)應(yīng)是存儲(chǔ)器操作數(shù)

LEABX,AX

傳送的是內(nèi)存單元的有效地址，與其內(nèi)容無(wú)關(guān)?！?..12h34h56h…...buffer內(nèi)存3.標(biāo)志傳送PUSHF、POPF、LAHF、SAHFSS:SP

SS:SP

(PSW)2)POPF標(biāo)志出棧格式

POPF執(zhí)行（PSW）←（SS：SP）（SP）←（SP）+2SS:SP

SS:SP

(PSW)1)PUSHF標(biāo)志入棧格式

PUSHF執(zhí)行（SP）←（SP）-2（SS：SP）←（PSW）特點(diǎn)及注意事項(xiàng)：無(wú)操作數(shù)的形式，操作數(shù)隱含為(PSW)PUSHFAXPOPFCXPUSHF和POPF用于標(biāo)志信息的保存和恢復(fù)三.算術(shù)運(yùn)算指令指令分類(lèi)：特點(diǎn)：帶符號(hào)數(shù)用補(bǔ)碼表示如MOVAX,-1等價(jià)于

MOVAX,0FFFFh

對(duì)加、減運(yùn)算，不區(qū)分無(wú)符號(hào)數(shù)、帶符號(hào)數(shù)(參見(jiàn)第一章例）對(duì)乘、除運(yùn)算，區(qū)分無(wú)符號(hào)數(shù)、帶符號(hào)數(shù)可進(jìn)行字節(jié)或字操作影響狀態(tài)標(biāo)志十進(jìn)制運(yùn)算方法(不做重點(diǎn)，講義中做了簡(jiǎn)單介紹)當(dāng)數(shù)據(jù)用壓縮或非壓縮BCD碼表示時(shí)，為使運(yùn)算的結(jié)果仍為BCD碼表示，需對(duì)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。

十進(jìn)制運(yùn)算=二進(jìn)制運(yùn)算+十進(jìn)制調(diào)整

BCD碼（BinaryCodedDecimal）

用二進(jìn)制編碼表示十進(jìn)制數(shù)。常用8421BCD碼,與十進(jìn)制數(shù)碼對(duì)應(yīng)關(guān)系：例48的BCD碼為（01001000）BCD

根據(jù)在內(nèi)存的存放形式，分壓縮BCD碼和非壓縮BCD碼1)壓縮BCD碼一字節(jié)存放2個(gè)BCD碼。

如2148的壓縮BCD碼為：(00100001

01001000)壓縮BCD

在內(nèi)存中占2字節(jié)2)非壓縮BCD碼一字節(jié)存放1個(gè)BCD碼。

如2148的非壓縮BCD碼為：(00000010

00000001

00000100

00001000)

非壓縮BCD

在內(nèi)存中占4字節(jié)當(dāng)數(shù)據(jù)用壓縮或非壓縮BCD碼表示時(shí)，為使運(yùn)算的結(jié)果仍為BCD碼表示，需對(duì)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。

十進(jìn)制運(yùn)算=二進(jìn)制運(yùn)算+十進(jìn)制調(diào)整例

(00001000)

壓縮BCD

+(00001001)

壓縮BCD

=(00010111)

壓縮BCD計(jì)算機(jī)計(jì)算過(guò)程看作壓縮BCD0000100008+0000100109

0001000111

二進(jìn)制運(yùn)算十進(jìn)制調(diào)整+00000110

00010111171.加法運(yùn)算指令

ADD、ADC為雙操作數(shù)指令

INC為單操作數(shù)指令除INC指令不影響CF外，6個(gè)狀態(tài)標(biāo)志均據(jù)結(jié)果設(shè)置ADC帶進(jìn)位加法，實(shí)現(xiàn)字以上運(yùn)算CFA1H

1100111110100001+62A0H+0110001010100000111111111113241H0011001001000001例1編程完成

CFA1H+62A0H（做過(guò)的隨堂作業(yè))MOVDX，0CFA1HADDDX，62A0H執(zhí)行后:（DX）=3241HCF=1，OF=0，SF=0，ZF=0（注意CF和OF的判斷方法)三組指令執(zhí)行后的結(jié)果均為：(AL)=0FDH,CF=0,OF=0,SF=1,ZF=0

MOVAL,0F1HADDAL,0CHMOVAL,241ADDAL,12

MOVAL,-15ADDAL,12第一章中的例題F1H+0CHFDH二進(jìn)制運(yùn)算241+12253看作無(wú)符號(hào)數(shù)(-15)+12

(-3)看作帶符號(hào)數(shù)B0F1040C、、、、、、第一條指令第二條指令三組機(jī)器碼相同：對(duì)加、減運(yùn)算，CPU計(jì)算時(shí)不區(qū)分無(wú)符號(hào)數(shù)、帶符號(hào)數(shù)例2

INCAL

執(zhí)行前（AL）=FFH

執(zhí)行后:（AL）=00HCF=不變，OF=0，ZF=1，SF=0

FFH+01H11

00H

01FFH+0001H110200H

例3

value

是一個(gè)字變量

OFFSETvalue=1000H（DS）=2000H，（21000H）=01FFHvalueFF21000H

01執(zhí)行前value0021000H

02執(zhí)行后執(zhí)行后：（21000H）=0200HCF=不變，OF=0，ZF=0，SF=0注意是內(nèi)存單元內(nèi)容加1，而非地址加1INCvalue或?qū)懗?INC[value]例4將buffer為首的4個(gè)字節(jié)內(nèi)存內(nèi)容相加，存放在AL中。

buffer1AB7C5D6若編程如下,MOVCX,4MOVAL,0exit:ADDAL,[buffer]

INCbufferDECCXJNZexit不能實(shí)現(xiàn),為什么？…...

MOVCX,4

LEABX,bufferMOVAL,0exit:ADDAL,[BX]

INCBXDECCXJNZexit實(shí)現(xiàn)的是1A+1B+1C+1D指令I(lǐng)NCbuffer將buffer指向的內(nèi)容加1，而不是地址buffer加1例5兩雙字相加0002F365H+0005E024H=?MOVAX，0F365H①ADDAX，0E024H

②MOVBX，0002H③ADCBX，0005H④

0002

F365H+

0005

E024H

１

0008

D389H結(jié)果存放在:0008D389（BX）（AX）執(zhí)行完①、②：(AX)=D389HCF=1,OF=0,SF=1,ZF=0

執(zhí)行完③、④：(BX)=0008HCF=0,OF=0,SF=0,ZF=0分析：8086/8088只能按字節(jié)或字相加。位數(shù)在字以上的操作數(shù)，先加低位，再加高位，加高位時(shí)加入從低位產(chǎn)生的進(jìn)位。2.減法運(yùn)算指令

SUB、SBB、

CMP為雙操作數(shù)，DEC、NEG為單操作數(shù)

SBB為帶進(jìn)位減法除DEC不影響CF標(biāo)志外，6個(gè)狀態(tài)標(biāo)志均據(jù)結(jié)果置位

NEG求補(bǔ)運(yùn)算，等價(jià)于用0減去操作數(shù)。其對(duì)標(biāo)志位的影響，由0減去該操作數(shù)的過(guò)程決定。例1

編程完成2D04H–3AB0H執(zhí)行后:（AX）=0F254HCF=1，OF=0，SF=1，ZF=02D04H0010110100000100-3AB0H-001110101011000011111111111F254H1111001001010100MOVAX，2D04HSUBAX，3AB0H

借位例2

value是一個(gè)字節(jié)變量

OFFSETvalue=1000H（DS）=2000H，（21000H）=00HDECvalue

執(zhí)行后：（21000H）=0FFHCF=不變，OF=0，ZF=0，SF=1注意是內(nèi)存單元內(nèi)容減1，而非地址減1

00H-01H11FFH

例3

MOVAH,80HNEGAH00H00000000B

-80H-10000000B1180H10000000B執(zhí)行后：

（AL）=80HCF=1，OF=1，ZF=0，SF=1例4用指令完成兩雙字相減運(yùn)算05467A70H

-F001A543HMOVAX，7A70HSUBAX，A543HMOVBX，0546HSBBBX，0F001HCMPoprd1,oprd2;(oprd1)-(oprd2)①據(jù)ZF判斷兩數(shù)是否相等CMPA,BZF=1兩數(shù)相等,A=B；ZF=0兩數(shù)不等,A≠B②據(jù)ZF和CF判斷兩無(wú)符號(hào)數(shù)關(guān)系CF=1A低于BCF=0A高于等于BCF=1或ZF=1A低于等于BCF=0且ZF=0A高于B利用CMP執(zhí)行后的標(biāo)志值，比較兩操作數(shù)之間的關(guān)系比較指令CMP，進(jìn)行兩操作數(shù)相減操作，但只影響標(biāo)志值，不影響操作數(shù)(減的結(jié)果不保存)

CMPAX,BX;比較

JAEabove;高于等于則跳轉(zhuǎn)

XCHGAX,BX;低于則交換

above:、、、例將AX和BX中較大的無(wú)符號(hào)數(shù)，存于AX中CMPA，B③用ZF、SF和OF判斷兩帶符號(hào)數(shù)關(guān)系

OF=0，不溢出情況，

SF=0，A≥BSF=1，A<BOF=0,SF=0A≥BOF=0,SF=1A<BOF=1,SF=1A>BOF=1,SF=0A<B

0-

1正-負(fù)=負(fù)，結(jié)果SF=1,OF=11但，正>負(fù)，知A>B

1-0負(fù)-正=正，結(jié)果SF=0,OF=10但，負(fù)<正，知A<B

OF=1，溢出情況，(由符號(hào)位可決定是否溢出)結(jié)合ZF,得到結(jié)論:邏輯運(yùn)算：思考：可否只用ZF和SF判斷兩符號(hào)數(shù)關(guān)系？例將AX和BX中較大的帶符號(hào)數(shù)，存于AX中

CMPAX,BX;比較

JGE

great;大于等于則跳轉(zhuǎn)

XCHGAX,BX;小于則交換

great:、、、3.乘法指令無(wú)符號(hào)數(shù)乘法帶符號(hào)數(shù)乘法MULsrcIMULsrc

單操作數(shù)指令源操作數(shù)(乘數(shù))類(lèi)型決定操作類(lèi)型目的操作數(shù)(被乘數(shù))隱含。字節(jié)乘AL字乘AX

字節(jié)相乘的結(jié)果存放在AX中字相乘的結(jié)果存放在DX、AX中

MUL用于無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算

IMUL用于帶符號(hào)數(shù)運(yùn)算

影響CF和OF，對(duì)其他條件碼無(wú)定義（不確定）指令MUL

字節(jié)相乘，AH=0，CF=OF=0，否則CF=OF=1

字相乘，DX=0，CF=OF=0，否則CF=OF=1

對(duì)指令I(lǐng)MUL

字節(jié)相乘，AH=0或AH=FFH，CF=OF=0，否則CF=OF=1

字相乘，DX=0或DX=FFFFH，CF=OF=0，否則CF=OF=1例(AL)=0B4H，(BL)=11H指令中源操作數(shù)為字節(jié)類(lèi)型，故是字節(jié)操作①

MULBL②IMULBL看作無(wú)符號(hào)數(shù)(AL)=180D(BL)=17D180×17=3060D=0BF4H執(zhí)行MULBL后：(AX)=0BF4H看作帶符號(hào)數(shù)(AL)=-76D(BL)=17D(-76)×17=-1292D=0FAF4H執(zhí)行IMULBL后：(AX)=0FAF4H例(AX)=0FFFFH，(BX)=0FFFFH指令中源操作數(shù)為字類(lèi)型，故是字操作①M(fèi)ULBX執(zhí)行MULBX后：(DX)=0FFFEH(AX)=0001H看作無(wú)符號(hào)數(shù)(AX)