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Chapter 3 Addressing modes

Chapter 3 Addressing modes. Instructor ： Dr. Yu Youling. 寻址模式. 寻址模式 寻找操作数的地址 （一般指源操作数）  找数 寻找要执行的下一条指令的地址  找指令 三种寻址模式 数据寻址模式 (Data - Addressing Modes) 程序存储器寻址模式 ( Program Memory - Addressing Modes) 堆栈寻址模式 ( Stack Memory - Addressing Modes). 指令系统. 指令 —— 控制计算机完成指定操作的命令

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Chapter 3 Addressing modes

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  1. Chapter 3Addressing modes Instructor：Dr. Yu Youling

  2. 寻址模式 • 寻址模式 • 寻找操作数的地址（一般指源操作数）找数 • 寻找要执行的下一条指令的地址 找指令 • 三种寻址模式 • 数据寻址模式(Data - Addressing Modes) • 程序存储器寻址模式( Program Memory - Addressing Modes) • 堆栈寻址模式( Stack Memory - Addressing Modes)

  3. 指令系统 • 指令——控制计算机完成指定操作的命令 • 机器指令——指令的二进制代码形式。例如：CD21H • 汇编指令——助记符形式的指令。例如：INT 21H • 指令系统——CPU所有指令及其使用规则的集合 • 8088/8086指令系统: • 指令向后兼容（x86系列） • 应用广泛，资料易于寻找

  4. 指令的基本构成 源 目的 操作码 [操作数]， [操作数] 说明要执行的是什么操作 操作对象，可以有0个、1个或2个

  5. 指令的基本构成 • 示例 • 目的操作数和源操作数均可采用不同的寻址方式，但两个操作数的类型要一致。 MOV AX , BX 操作码 操作数 ADD AX，[SI+6] INC [BX] HLT

  6. 操作数 • 8088/8086的操作数分为3类 • 立即数 立即数只能用作源操作数，如 MOV AX，0FA00H ;正确 MOV 8000H，DX ;错误

  7. 操作数 • 8088/8086的操作数分为3类 • 寄存器操作数 • 放在8个通用寄存器和4个段寄存器中的操作数 段寄存器存放当前操作数的段基地址 不允许将立即数传送到段寄存器 只能存放字/双字操作数

  8. 操作数 • 8088/8086的操作数分为3类 • 存储器操作数 类型 存储单元个数 字节 字 双字 1 2 4 存储器操作数 一般不允许两个操作数同时为存储器操作数

  9. 实模式寻址方式 • 存储单元的物理地址 = 段基地址 + 偏移地址 • 若指令中没有指明所涉及的段寄存器，CPU就采用默认的段寄存器来确定操作数所在的段 • 存储器操作数的偏移地址（也称有效地址）可以通过不同的寻址方式由指令给出 例如，若(BX)=2000H, (SI)=0A00H, (DI)=2A00H，则以下指令的结果是一样的： MOV AL, [2A00H] MOV AL, [BX+0A00H] MOV AL, [BX][SI] MOV AL, [DI]

  10. 数据寻址模式(Data-Addressing Modes) • 寄存器寻址(register addressing) • 立即寻址(immediate addressing) • 存储器寻址 • 直接寻址(direct addressing) • 寄存器间接寻址(register indirect addressing) • 基址加变址寻址 (base-plus-index addressing) • 寄存器相对寻址(Register relative Addressing) • 相对基址变址寻址(base relative-plus-index addressing) • 比例变址寻址(scaled-index addressing) • I/O寻址

  11. 寄存器寻址(register addressing) • 操作数放在某个寄存器中，源操作数与目的操作数字长要相同 • 寄存器寻址与段地址无关 • 操作数在寄存器中，指令中源操作数和目的操作数都可用这种寻址方式 • 例： MOV AX, BX MOV CL, AL 错误例： ×MOV AX, BL ; 字长不同 × MOV ES: AX, DX ; 寄存器与段无关

  12. 立即寻址(immediate addressing) • 操作数(为一常数)就在指令中，紧跟在操作码后面，作为指令一部分存放在内存的代码段中 • (此操作数称为立即数) • 立即寻址只能用于源操作数 • 例： MOV AX, 1C8FH MOV BYTE PTR[2A00H], 8FH MOV EAX,234H 错误例： × MOV 2A00H, AX ; 错误！

  13. 存储器寻址 • 有效地址(EA, Effective Address) • 当操作数在内存中时，指令的地址码（操作码）给出所访问的内存单元的逻辑地址。 • 在寻址方式中，逻辑地址的形成是由多个分量组合而成，该组合地址又叫有效地址

  14. 直接寻址(direct addressing) • 当指令中的源操作数或目的操作数，采用直接给出被访问内存单元的逻辑地址时，这种寻址方式称直接寻址 • 默认的段寄存器为DS，但也可以显式地指定其他段寄存器——称为段超越前缀 • 偏移地址也可用符号地址来表示，如ADDR、VAR • 例： MOV AX , [2A00H] MOV DX , ES: [2A00H] MOV SI , TABLE_PTR

  15. 寄存器间接寻址(register indirect addressing) • 内存单元的逻辑偏移地址通过寄存器间接给出 MOV DX , [SI] MOV WORD PTR [ECX],12 MOV DWORD PTR [ESI],2345H

  16. 基址加变址寻址(base-plus-index addressing) • 类似于间接寻址，采用两个寄存器进行寻址 • EA经常采用几个基址寄存器(BX, BP)和一个变址寄存器(SI, DI)组合而成 • 对高端CPU，允许除ESP外的任意两个寄存器组合成EA • 例: MOV CX, [BX+DI] MOV CH , [BP+SI] MOV [BX+SI], SP MOV [EAX+EBX], ECX

  17. 基址变址寻址(base-plus-index addressing)

  18. 寄存器相对寻址(Register relative Addressing) • 这种寻址方式中提出位移量的概念，即在寄存器间接寻址给出的偏移地址上，加一相对位移量。 • 位移量是一带符号的16位16进制数。 • 类似于基址加变址寻址和位移量寻址，通常为一个寄存器 • 例 MOV LIST [SI+2], CL MOV DI, SET_IT[BX] MOV DI, [EAX+10H] MOV ARRAY[EBX], EAX

  19. 寄存器相对寻址(Register relative Addressing)

  20. 相对基址变址寻址(base relative-plus-index addressing) • 它的EA是由三部分组成的，基址寄存器BX或BP的内容加上变址寄存器的内容再加相对位移量。 • 物理地址由基址寄存器按规则选择段寄存器，也可以使用段超越。 • 至少有两个寄存器 • 例: MOV AX, FILE[BX+DI] MOV AX , 8AH[BX][SI] 该例中EA＝8AH＋（BX）＋（SI） 物理地址＝(DS)×10H＋8AH＋(BX)＋（SI）

  21. 相对基址变址寻址(base relative-plus-index addressing)

  22. 比例变址寻址(scaled-index addressing) • 是80386以上CPU特有的。 • 第二个寄存器内容与比例因子相乘。比例因子可以是1X,2X,4X或8X • 例 MOV EAX,[EBX+ 4*ECX] MOV [EAX+2*EDI+100H],CX MOV AL,[EDI+2*EBX] MOV ARRAY[4*ECX],EBX ADD AL,[EBP+2*EDI-2]

  23. 程序存储器寻址模式( Program Memory - Addressing Modes) • 用于JMP和CALL指令 • 有三种寻址模式 • 直接程序存储器寻址(Direct Program Memory Addressing) • 相对程序存储器寻址(Relative Program Memory Addressing) • 间接程序存储器寻址(Indirect Program Memory Addressing)

  24. 直接程序存储器寻址 • 指令地址和操作码一同存储 • 如 JMP 10000H，通常指令地址为标号地址 • 两种指令 • 段间转移——远转移(far jump) • 实模式，可以转移到1MB内任意单元 • 保护模式，可以转移到4GB内任意单元 • 段间调用——远CALL • Figure 3-14

  25. 相对程序存储器寻址 • 相对于指令指针(IP) • 指明一个相对偏移量(1个、2个或4个字节)，可正可负，使用时与IP相加 • 1个字节，短转移。范围-128~+127 • 2个字节，近转移或者调用。范围±32K • 4个字节， ±2G (32位) • Figure 3-15

  26. 间接程序存储器寻址 • 间接意味着有寄存器参与 • 可以是任何16位寄存器(AX,BX,CX,DX,SP,BP,SI,DI) • 对386以上，还可以是32位寄存器 • 或任何相对寄存器([BP],[BX],[SI],[DI]) • 或任何带位移量的相对寄存器 • 例 JMP AX JMP NEAR PTR[BX] JMP NEAR PTR[DI+2] JMP TABLE[BX] JMP ECX • Example 3-14

  27. 堆栈寻址模式 • 堆栈在微处理器中至关重要 • 暂时存放数据 • 为程序保存返回地址 • 堆栈 • LIFO(Last-In First-Out)存储区 • PUSH类指令将数据/指令压入堆栈 • POP类指令将数据/指令弹出堆栈 • 存储区由两个寄存器维护 • 堆栈指针(SP) • 堆栈段寄存器(SS)

  28. 堆栈寻址模式 • 操作模式 • SP/ESP总是指向位于堆栈段的存储区域 • PUSH/POP总是以字/双字操作的。 • 压入数据/指令（以PUSH AX为例） • AX高8位即AH中数据放入SP-1寻址单元 • AX低8位即AL中数据放入SP-2寻址单元 • SP  SP-2 • 弹出数据/指令（以POP AX为例） • SP寻址单元中数据弹出到AX低8位AL中 • SP+1寻址单元中数据弹出到AX高8位AH中 • SP  SP+2

  29. 堆栈寻址模式

  30. 数据结构(Data Structure) • 数据结构类似一种模板 • 用于规定信息怎样存储到存储器数组中的 • 用STRUC/ENDS对进行结构定义 • 用<>和`进行数据定义 • 例 INFO STRUC NAMES DB 32 dup(?) ; reserve 32 bytes for a name STREET DB 32 dup(?) CITY DB 16 dup(?) STATE DB 2 dup(?) ZIP DB5 dup(?) INFO ENDS NAME1 INFO <`Bob Smith`, `123 Main Street`, `Wanda`, `OH`, `44444`> NAME1 INFO <`Steve Doe`, `222 Moose Lane`, `Miller`, `PA`, `18100`>

  31. Homework • 第一部分 • 8,9,21,27,30,31,33

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