指令系统概述
- 指令：要求计算机执行特定操作的命令，是程序员指挥计算机工作的最小单位。
- 指令系统：指一台计算机全部指令的集合。也称计算机指令集。反应该计算机硬件能完成的，全部功能。是软硬件的界面。
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指令系统设计包括：指令格式、指令类型、寻址方式、数据形式。
不同计算机有不同的指令系统（CPU不同-->指令系统不同-->功能不同）
指令的基本格式：
（二进制代码表示指令）
- 指令操作码（性质和功能）
- 定长操作码（操作码长度相同，编码简单、译码时间短、不便于新增指令）
- 变长操作码（操作码位数不相同，压缩操作码平均长度、设计复杂、译码时间长）
- 指令的地址码（操作数地址）
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零地址指令（只有操作码，无操作数）
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一地址指令（只有一个操作数）
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二地址指令
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三地址指令
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多地址指令
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字长较长、功能较大、中型机中才会采用三地址指令和多地址指令
指令字长
操作码和地址码两部分组成的一串二进制数码的位数。（固定或变长）
- 指令字长应与计算机字长相匹配，简化读取指令的操作，减少取指令的时间。一般指令字长是计算机字长的整数倍。（当指令字长=计算机字长时称为单字长指令，对它的访问只需要一次访问内存即可完成读取）
指令助记符
用较容易记忆的文字符号来表示指令中的操作码和操作数-->助记符
- 所有指令助记符的集合及使用规则构成的程序设计语言，称为汇编语言（面向机器的低级语言）
80X86寻址方式
指令寻址
顺序寻址
处理器按程序顺序执行，一条指令结束，PC自动增量指向下一条指令，开始执行下一条指令。
跳转寻址
遇到程序分支等情况，需要控制流程跳转（转移）到指定位置（目标地址、目的地址）
按获得目标地址的方法不同，跳转寻址分为三类：
- 相对寻址
指令代码提供目标地址相对于当前指令地址的位移量，转移到目标地址就是当前指令地址加上位移量
段内转移：在一个程序段中跳转。 （1000是目标地址）
1.同一程序被操作系统安排到不同的存储区执行时，指令间的位移没有改变。
2.采用相对寻址就无需改变转移地址，给操作系统的灵活调度提供了很大的方便。
- 直接寻址
指令代码直接提供目标地址
LABEL是段内还是段外是由汇编程序自动识别区分的 - 间接寻址
指令代码指出寄存器或存储单元地址，目标地址来自寄存器或存储单元的内容
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80X86中指令地址是由代码段寄存器cs和指令指针寄存器来决定的。
16位CPU是代码段值左移四位+IP=指令存储单元物理地址
32位CPU（指令指针寄存器位32位，称EIP。利用代码段寄存器内容得到描述符，取出32位段地址+EIP的值=指令的物理地址）
数据寻址
80X86寻址方式类型
1.立即数寻址（指令需要的操作数紧跟在操作码之后作为指令代码的一部分，并随着处理器的取指操作从主存进入指令寄存器。）
2.寄存器寻址（指令的操作数存放在寄存器中）
3.存储器直接寻址（存储器寻址，操作数在存储单元，I/O指令特殊）
（如果操作数在主存单元中，指令代码中直接给出操作数有效地址称为存储器直接寻址）
4.寄存器间接寻址（存储器寻址~）（有效地址存放在寄存器中，就是采用寄存器间接寻址存储器操作数）
5.寄存器相对寻址（存储器寻址~）
（寄存器相对寻址的有效地址是寄存器内容和位移量的和）
6.基址加变址寻址（存储器寻址~）(操作数有效地址是由基址寄存器（BX或BP）的内容加变址寄存器（SI或DI）的内容构成)
7.相对基址加变址寻址（存储器寻址~）（操作数的有效地址是由基址寄存器（BX或BP）的内容加上变址寄存器（SI或DI）的内容再加上位移量构成）
有效地址和形式地址
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形式地址（指令中给出的地址）-->有效地址（经过某些规则计算）-->物理地址（处理器通过有效地址转换）-->访问存储单元
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8.带比例的变址寻址（在32位的寻址方式中支持变址寻址寄存器内容乘以一个常数（可取1，2，4，8）这种寻址方式称为带比例的变址寻址）
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寻址方式及特点
大多数处理器都支持基本寻址方式：
立即数寻址、寄存器寻址和存储器直接寻址、寄存器间接寻址和寄存器相对寻址。目的操作数（寄存器或存储器寻址）<--源操作数（立即数、寄存器或存储器寻址）【两者不能同时为存储器寻址】
80X86CPU的常用指令
数据传送指令
1.通用数据传送指令(指令功能，指令支持的寻址方式，指令对标志的影响，特殊地方)
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数据传送指令（数据传送是计算机中最基本、最重要的一种操作，数据传送指令的功能是把数据从一个位置传送到另一位置）
（1）通用数据传送指令（MOV,XCHG和XLAT方便传送）
MOV：数据类型要一致，若两个操作数类型都不明确则利用PTR说明
1、立即数只是源操作数，不是目的操作数。 2、存储器、段寄存器之间不能相互传送（通过寄存器作为中介）[CS代码段寄存器不能作为目的操作数]
符号地址，指向一个字
指出是word类型
0AH,0BH既可以认为是字节也可以认为是一个字。[SI]和[SI+2]属于存储器寻址方式既可以认为是字节地址也可以认为是字的地址。
（2）堆栈操作指令（先进后出的主存区域）使用SS存放段地址，使用SP指针存放偏移地址。
（3）标志传送类指令（对标志寄存器（FR）保护和更新操作）
（4）地址传送类指令（存储器的逻辑地址传送至指定的寄存器中）
（5）输入（外部设备-->CPU）输出指令（CPU-->外部端口）
源操作数：8位二进制数提供的端口地址/DX间接提供的端口地址
目的操作数：AL字节数据/AX字数据
源操作数：AL/AX寄存器
目的操作数：8位二进制数据直接提供的端口地址/DX寄存器间接提供的端口地址（端口号>256时只能使用DX间接寻址）
80x86 CPU常用指令按功能分为
算术运算指令（带符号和不带符号的8位/16位二进制算数运算和BCD码表示的十进制算数运算。）
+、-、*、/、符号扩展、十进制调整
- 加减运算指令：
（+:ADD,ADC,INC）
减法指令（-：SUB,SBB,DEC,NEG,CMP）
减量指令（DEC）：
求补指令（NEG）：
比较指令（CMP）
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乘法运算指令（目的操作数隐含不显示）
无符号数
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8位无符号数相乘
16位无符号数相乘
有符号数（补码-->源码 再乘。乘完符号相同+，符号相反-）
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除法运算指令（源操作数代表除数，目的操作数隐含）
无符号
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有符号
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被除数确定余数位（+则+），除数确定商的位（同号+）
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影响标志位的有：写标志寄存器SAHF
逻辑运算指令（字或字节按位逻辑运算）
移位运算指令（算数移位/逻辑移位：左移/右移。移位次数可>=1：可以是字节也可以是字进行操作）
对于逻辑移位和算数移位来说：
对于循环移位指令来说：
程序控制指令
串操作及CPU控制指令
CISC和RISC
