第三章 80868088的指令系统

3．1 指令的基本格式

一、指令构成

微计算机的指令系统通常由几十种或百余种指令组成(可见表2－1)。每种指令又由两个字段(Field)构成：

l．操作码(OP-Code)字段

该字段指示计算机所要执行的操作类型，由一组二进制代码表示，在汇编语言中又用助记将(Mnemonic)代表。8086执行指令时，首先将操作码从指令队列取入执行部件EU中的控制单元，经指令译码器识别后，产生执行本指令操作所需的时序性控制信号，控制计算机完成规定的操作。

2．操作数(Oprand)字段

该字段则是指出指令执行的操作所需的操作数。在操作数字段中，可以是操作数本身，或是操作数地址或是操作数地址的计算方法。微计算机中此字段通常可有一个或两个，称前者为单操作数指令，称后者为双操作数指令。而双操作数又分别称为源操作数src (source)和目的操作数dst(destination)。在指令执行之前，src和dst均为参加运算处理的两个操作数，指令执行之后，在dst中则存放运算处理的结果。

指令的基本格式如下：

二、8086

8086的指令长度可在1～6字节的范围，如图3－1所示。其中B l和B0为基本字节，B3～B6将根据不同指令作相应的安排。

表3－1 8086指令格式

(1)B1字节各字段定义如下：

OP--指令操作码。

D--表示方向。D＝1寄存器为目的，D＝0寄存器为源。

W--表示字节或字处理方式。W=0为字节指令，W=1为字指令。

(2)B2字节各字段定义如下：

MOD--给出指令的寻址方式。8086的一条指令中，最多可使用两个操作数，它们不能同时位于存储器中，最多只能有一个是存储器操作数。当MOD=11时为存储器方式，即有一个操作数位于存储器中；MOD＝00，没有位移量；MOD01，只有低8位位移量，需将符号扩展8位，形成16位；MOD＝10有16位位移量。当MOD=1l时，为寄存器方式，两个操作数均为寄存器。

REG--表示指令中只有一个操作数，这个操作数为寄存器，可见表3－1，表中左部示出寄存器对应的编码。

R／M--R／M受MOD制约。当MOD=11(即寄存器方式时)，由此字段给出指令中第二个操作数所在的寄存器编码；当MOD≠11时，此字段用来指出应如何计算指令中使用的存储器操作数的有效地址。MOD和R／M字段表示的有效地址EA计算方法如表3－1所示，共2 4种。

表3-2 R/M(寄存器／存储器)字段编码及有效地址计算方法

(3) B3～B6字节这四个字节一般是给出存储器操作数地址的位移量(即偏移量)和／或立即操作数。位移量可为8位，也可为16位，这由MOD来决定。8086规定16位的字位移量的低位字节放于低地址单元，高位字节放于高地址单元。

若指令中只有8位位移量，8086在计算有效地址时，自动用符号将其扩展成一个16位的双字节数，以保证有效地址的计算不产生错误，实现正确的寻址。指令中的立即操作数位于位移量的后面。若B3，B4有位移量，立即操作数就位于B5，B6。若指令中无位移量，立即操作数就位于B3，B4字节。总之，指令中缺少的项将由后面存在的项向前顶替，以减少指令长度。

3.2 8086的寻址方式

8086的操作数可隐含在操作码中，也可以是操作数字段中的操作数本身，还可以是存放操作数的地址，如寄存器，I／0端口及存储器。对存储器，给出的或是存储器地址，或是产生存储器地址的信息。从表3－l可见，共有2 4种计算存储器有效地址EA(Effect Address)的方法。这些有效地址均在除代码段以外的存储段中，它表示的是离段起始地址的距离。以上所有能寻得操作数来源的方式，称为寻址方式。8086的寻址方式也是8位的8080／8085的母集，对不同的操作数8086有不同的方法对它们进行存取，特别是对存储器操作数，增加了许多支

持数组处理和字符串处理的寻址方式。这样，可使指令方便灵活地寻址整个存储器空间，同时，对支持高级语言的使用也是必不可少的。

一、固定寻址( Inherent Addressing)

8086的单操作数指令，其操作是规定在CPU中某个固定的寄存器中进行，这个寄存器又被隐含在操作码中，因此，这种寻址方式的指令大多为单字节指令，例如，加减法的十进制调整指令，其操作总是固定在AL寄存器中进行；还有为双操作数指令，例如寄存器人栈和出栈指令PUSH REG和POP REG，其中有一个操作数地址也是固定的堆栈栈顶；还有乘、除法指令虽不是单字节指令，但被乘数，被除数总是放在AL或AX中。固定寻址指令中，对固定操作数是被隐含了的。固定寻址的指令，不需要计算EA，执行速度快，加之大多为单字节指令，因此特别适合在微处理机中使用。

二、立即数寻址( Immediate Addressing)

这种方式下的操作数直接存放在指令中，是紧跟在操作码之后的DATA，它作为指令的组成部分放在代码段中，随着取指令一起取到指令队列，执行时直接从指令队列中取，而不必执行总线周期。立即数可以是8位，也可以是16位。如果是16位数，则低位字节数存放在低地址单元，高位字节数存放在高地址单元。

例如：MOV AL，C3H ；执行后，(AL)=C3H

MOV AX，2050H ；执行后，(AX)=2050H，其中：(AH)＝20H，(AL)＝50H。

这种寻址方式只能用于源操作数，且因操作数是直接从指令中取得，不执行总线周期，所以这种寻址方式的显著特点是执行速度快，主要用来给寄存器赋初值。

三、寄存器寻址(Register Addressing)

其操作数来源于CPU的内部寄存器，指令中直接给出寄存器名。对于16位的操作数，寄存器可以是：AX，BX，CX，DX，SI，DI，SP和BP；对于8位的操作数，寄存器可以是AL，BL，CL，DL及AH，BH，CH，DH，可见表

3-2中MOD=11时的情况。

例如：INC CX ；执行后，(CX)<-(CX)＋1

MOV DS，AX ；指令执行前，若(AX)=2100H，执行后，(DS)＝2100H，并且(AX)不变。

一条指令中，可以对源操作数采用寄存器寻址方式，也可以对目的操作数采用寄存器寻址方式，还可以两者都用寄存器寻址方式。采用寄存器寻址方式的指令在执行时，操作就在CPU内部进行，不需要执行总线周期，因此，执行速度快。

3.3 指令执行时间

通常，计算机一条指令的执行时间是指取指令和执行指令所花时间的总和。但是，在8086CPU中，执行部件EU和总线接口部件BIU是并行工作的，BIU