第2部分 指令系统与寻址方式

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转自: https://www.shiyanlou.com/courses/83

一、课程简介(略)

二、指令的寻址方式

2.1 寻址方式

汇编指令由操作码字段和操作数字段构成。对于双操作指令，第一个操作数称为目的操作数，表示操作后的结果；第二个操作数称为源操作数，表示来源操作数。两者以逗号分隔。如：

所谓寻址方式，即指令中提供操作数或操作数地址的方式。通俗地说就是寻找操作数地址的方法。寻址方式的数量代表了微机系统对存储器管理能力的强弱，合理地使用寻址方式可以扩大访存空间，缩短指令长度，满足各种程序设计需要。与数据有关的寻址方式划分为三类：立即寻址方式，寄存器寻址方式，存储器寻址方式。

2.2 七种与数据有关的寻址方式

要求掌握下列七种与数据有关的寻址方式。其中后五种属于存储器寻址方式。

• 立即寻址方式(Immediate addressing)
• 寄存器寻址方式(Register addressing)
• 直接寻址方式(Direct addressing)
• 寄存器间接寻址方式(Register indirect addressing)
• 寄存器相对寻址方式(Register relative addressing)
• 基址变址寻址方式(Based indexed addressing)
• 相对基址变址寻址方式(Relative based indexed addressing)

我们看到，常用的寻址方式有7种之多，到底选择哪一种为好呢？选择寻址方式有两条原则：第一实用，第二有效。最终都应达到运行速度快、指令代码短的高效率目标程序的目的。立即寻址和寄存器寻址无论从指令长度和指令执行时间都比存储器寻址要好，但是也要根据具体情况选用。学会使用寻址方式是理解指令作用的关键，也是掌握程序设计技巧的一种途径。

1. 立即寻址方式

所要找的操作数直接写在指令中，这种操作数叫立即数。在8086、80286中立即数是8位或16位的，在80386以上可以是32位的立即数。立即寻址方式用来表示常数。

在DEBUG下数据都是十六进制表示的，因此不需要用H标注，同时要把十进制变为十六进制才行。在DEBUG下执行：

-A
MOV AX，3060
MOV AL，5
MOV BL，FF
MOV BX，A46D 
MOV CX，17

接着用T命令单步执行，观察各寄存器的值。
注意：执行T命令之前，指令指针寄存器IP的值要用R IP 修改成第一条指令的偏移地址，这样T命令才能从第一条指令开始执行。

2. 寄存器寻址方式

在寄存器寻址方式中，操作数在寄存器中，在指令中指定寄存器名即可。

在DEBUG下执行：

-A
MOV AX，0
MOV BX，1234
MOV AX，BX
MOV CL，AH
MOV AX，4650

接着用T命令单步执行，观察各寄存器的值。要注意指令指针IP的值是否指向了要执行的指令。

3. 直接寻址方式

操作数存放在内存中。操作数的偏移地址（也称为有效地址EA）直接写在指令中。

（1）存储器读操作

MOV指令可以实现CPU对存储器的读写。若传送指令的目的操作数是CPU的寄存器，源操作数是存储单元，就完成了对存储器的读操作。

例1 MOV AX，DS:[2000H]
该指令表示从数据段的2000H单元读出一个字送入AX。

（2）存储器写操作

如果要实现CPU写内存操作，只要把MOV指令的目的操作数变为存储单元，源操作数为CPU的寄存器即可。

例2 MOV DS:[4000H]，AX
将AX的值写入数据段的4000H单元。

在DEBUG下执行：

-A
MOV AX，DS:[2000]
MOV DS:[4000]，AX

接着用T命令单步执行，观察AX寄存器的值；用D DS:2000和D DS:4000命令观察这两个存储单元的值。

4. 寄存器间接寻址方式

操作数存放在内存中。指令形式如： MOV AX，[BX]
操作数的EA在基址寄存器BX、BP或变址寄存器SI、DI中，而操作数的段地址在数据段DS或堆栈段SS中。如果有效地址由BX、SI、DI指出，则默认为对应于数据段，而用BP指出则对应于堆栈段。

思考一下，在DEBUG下执行时，如果按照上例给出的数据段地址和BX值来执行，如何实现呢？执行后怎样看到AX=2364H？

-R DS 1500
-E DS:4580  64 23
-D DS:4580
-A
MOV BX，4580
MOV AX，[BX]

接着用T命令单步执行，观察AX寄存器的值。注意:指令指针IP的值是否指向了要执行的指令?

5. 寄存器相对寻址方式

操作数存放在内存中。指令形式如： MOV AX，[BX+1200H]
操作数的EA是一个基址或变址寄存器的内容再加上8位或16位位移量之和。也就是说在寄存器间接寻址的基础上，增加一个相对量（位移量）。这个位移量可以是立即数，也可以是符号地址。

思考一下，如果按照上例给出的参数来执行，在DEBUG下执行时如何修改指令呢？执行后怎样看到AX=2428H？
提示：符号地址TOP直接用25H表示。

-R DS 1500
-E DS:7335  28 24
-D DS:7335
-A
MOV SI，7310
MOV AX，25[SI]

接着用T命令单步执行，观察AX寄存器的值。注意：执行T命令之前，指令指针寄存器IP的值要用R IP 修改成第一条指令的偏移地址。

6. 基址变址寻址方式

操作数存放在内存中。指令形式如： MOV AX，[BX+SI]
操作数的EA为一个基址寄存器和一个变址寄存器的内容之和。 自己做：按照上例给出的参数来执行，在DEBUG下执行指令后能看到AX=9534H。

7. 相对基址变址寻址方式

操作数存放在内存中。指令形式如： MOV AX，[BX+SI+1200H]
操作数的EA为一个基址寄存器加一个变址寄存器再加一个位移量，三者之和。可用于二维表查表和栈处理。
自己做：自定各个寄存器的参数，在DEBUG下执行指令后得到AX=3568H。

三、寻找操作数

本节实验取自教材中第三章的《实例三 寻找操作数》。

3.1 实验示例

根据题目要求，写出相应的汇编指令：

1. AX、BX寄存器分别赋值为0008H和0006H
2. AX和BX的内容相加，结果在AX中
3. 用寄存器间接寻址将相加的结果保存到6号单元，指令如下：

   MOV AX，0008H
   MOV BX，0006H
   ADD AX，BX
   MOV [BX]，AX
   HLT                   ；停机指令

在DEBUG下，用A命令输入上述四条指令，再用R命令显示寄存器的情况：

用T命令单步执行（注意：第一条指令的偏移地址是0100，IP寄存器的值也应是0100）；用D命令观察结果：

实验结果分析如下：

1. 执行两次T命令后，AX=0008H, BX=0006H。
2. 执行加法命令后，AX=000EH；相应的标志位：进位标志NC，即CF=0；符号标志PL，即SF=0；零标志NZ，即ZF=0；溢出标志NV，即OF=0；表示运算结果无进位、不溢出、结果不为0、结果是正数。
3. [BX]寄存器间接寻址方式对应的存储单元为6号，逻辑地址为DS:0006，该单元原来的值为FEEEH。
4. 执行完MOV [BX]，AX指令后，DS:0006单元中的内容变为000EH了（用D DS: 6 命令查看DS段的6号和7号单元）。

3.2 实验任务

1. 实验目的

通过实验观察和分析在不同的寻址方式下存储单元逻辑地址的表示以及指令的执行结果。熟练掌握DEBUG的R命令、A命令、T命令和D命令的用法。

2. 实验内容

参考示例一和各种寻址方式完成下列实验内容：

（1）两个操作数相减运算，结果放在数据段的16号单元。

• 1）AX、BX寄存器分别赋值为0008H和0010H。
• 2）AX和BX的内容相减（SUB指令），结果在AX中。
• 3）用直接寻址方式将相减的结果保存到16号单元。

（2）两个操作数相加运算，结果放在附加段的0020H号单元。

• 1）AX的值为0034H。
• 2）AX和65相加，结果在AX中。
• 3）用寄存器间接寻址方式（段超越）保存运算结果。

（3）将AX寄存器中的1234H写入数据段的2号单元，读出3号单元的12H传送给BL寄存器。（寻址方式自定）

3. 实验要求

• （1）写出相关命令及操作步骤
• （2）实验内容用截图形式记录实验结果
• （3）写出实验结果分析。

提示：减法的结果以补码形式表示，对应的真值为负数。标志位发生了改变。

4. 实验拓展

• （1）根据自己的理解和偏好，设计并完成其他寻址方式的指令。
• （2）这些实验对你有何启发？

第2部分 指令系统与寻址方式

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