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匯編基礎:尋址方式

2017-06-10
關鍵詞: 匯編

這一篇我大致概括下計算機的尋址方式,因為自己在匯編上也不是知道很多,所以難免有錯誤之處,還希望高手拍磚。希望這一系列文章能為大家學習匯編提供一個平臺。

首先還是說下指令操作數,Intel  8086/8088CPU的指令系統中鎖需操作數有以下4種:

(1)寄存器操作數:操作數在CPU的通用寄存器或段寄存器中

(2)立即數操作數:操作數在指令中直接給出

(3)存儲器操作數:操作數在存儲器的存儲單元中

(4)I/O操作數:操作數在輸入輸出端口的存儲單元中

根據操作數來源不同,將指令尋址方式分為寄存器尋址、立即數尋址、存儲器尋址和I/O尋址四大類,下面來細說這四類方式。

一、寄存器尋址

在寄存器尋址方式中,操作數來自CPU的某個/某兩個通用寄存器中或段寄存器中(CS除外),16位的寄存器操作數可以是AX、BX、CX、DX、SI、DL、SP、BP、DS、SS和ES,8位寄存器可以是AL、AH、BL、BH、CL、CH、DL、DH。由于存取操作數就在CPU內部進行,不需要訪問存儲器二執行總線周期,所以執行速度非常快,另外通用寄存器數目較少,編碼所需的二進制位就少,因而使用寄存器尋址可以有效的減少指令寬度。

例如:MOV AX, BX;將寄存器BX中的內容傳送給寄存器AX中

若執行前AX=1234H, BX=5678H,則指令執行完后AX=5678H,BX中內容不變。

二、立即數尋址

在立即數尋址中指令操作數直接放在代碼中。它是緊跟在指令操作碼后面的一個可用的8位或16位二進制補碼表示的有符號數,即操作數的存放地址是指令操作碼的下一個單元,這種操作唄成為立即數。

例如:MOV AX, 1234H立即數1234H作為源操作數送入寄存器AX中

指令執行后的結果是寄存器AX的值是1234H

三、存儲器尋址

在存儲器尋址方式下,指令操作數一般是代碼段以外的數據段,堆棧段和附加段中的存儲單元,指令給出的是存儲單元地址或者是存儲單元地址的表達式。在匯編語言中一個存儲單元地址都是使用邏輯地址來表示的。即段基值:偏移量。其中段基值在某個段寄存器中。偏移量表示了該存儲單元與段基值之間的距離,它是由CPU的執行單元EU來確定和計算有效地址EA。執行指令時,CPU首先根據操作數字段提供的地址信息,由執行單元EU計算出有效地址EA,再由總線接口單元BIU根據公式:物理地址=段基值X16+EA計算出操作數的物理地址,有效地址EA由3個地址分量組合而成:

(1)位移量

(2)基址

(3)變址

一般來說,雙操作數指令的源操作數和目的操作數不能同時為存儲器操作數,存儲器尋址方式按EA計算方式的不同可分為:直接尋址、存儲器間接尋址、基址尋址/變址尋址、基址變址尋址、相對基址變址尋址和串操作尋址6種。

1.直接尋址

直接尋址時存儲器尋址中最簡單的一種,即操作數的有效地址EA只由位移量組成,即EA=位移量,位移量是直接包含在指令中的,和指令操作碼一起存放在代碼段中,而操作數則存放在數據段中,直接尋址方式不涉及其他寄存器。使用直接尋址的實例:

MOV BX, VAR  ;等價于MOV BX, DS:VAR

MOV AX, [100H];等價于MOV AX, DS:[100H]

例如:MOV AX, [1234H];將當前數據段偏移1234H個字節的子存儲單元內容傳送給寄存器AX。

設(DS)=2000H, 那么要訪問的子存儲單元的物理地址為2000H*16+1234H=21234H,

如果該字節的存儲單元的內容是5678H,則(AX)=5678H。

2.存儲器間接尋址

在存儲器間接尋址方式中,指令的操作數在存儲器中,操作數的有效地址EA不像直接尋址方式那樣直接存放在指令中,而是由基址寄存器BX、BP或變址寄存器SI、DI提供。

如果指令中使用的是BX、SI、DI,則操作數在數據段中,段基值在數據段寄存器DS中,則操作數物理地址為:

物理地址=16*(DS)+(BX)/(SI)/(DI)

如果指令中實用的是BP,則操作數在堆棧段中,段基值在堆棧段寄存器SS中,操作數的物理地址為:

物理地址=16*(SS)+(BP)

3、基址尋址/變址尋址

基址尋址/變址尋址也沒成為寄存器相對尋址,其操作數的有效地址EA是一個基址寄存器(BX或BP)或者是變址寄存器(SI或DI)的內容與指令中制定的一個8位或16位的位移量之和,即

有效地址EA=(BX)/(BP)/(SI)/(DI)+8位位移量/16位位移量

使用BX/BP尋址時即成為基址尋址,使用SI/DI時,即成為變址尋址。

如果使用寄存器BX、SI、DI,則隱含使用的段寄存器為DS, 如果使用寄存器BP則隱含的使用堆棧寄存器SS, 若操作數前指定了段寄存器,那么以指定的段寄存器為準。即操作數的物理地址為:

物理地址=16*(DS)+(BX)/(SI)/(DI)+8位位移量/16位位移量

或者 物理地址=16*(SS)+(BP)+8位位移量/16位位移量

 

使用基址尋址/變址尋址的示例如下:

MOV AL, 10H[BX];等價于MOV  AX, DS:10H[BX]    
MOV AL, 20H[SI];等價于MOV  AL, DS:20H[SI]    
MOV AH, ES:30H[BX]

例:MOV AX, 10H[BX]

設(DS)=2000H, (BX)=20H, (20030H)=1234H, 則操作數的物理地址=16*2000H+10H

 

+20H=20030H, 執行結果是(AX)=1234H

4、基址變址尋址

基址變址尋址的操作數有效地址EA是一個基址寄存器(BX或BP)的內容,一個變址寄存器(SI或DI)的內容與指令中制定的一個8位或16位的位移量之和,即:

有效地址EA=(BX)/(BP)+(SI)/(DI)+8位位移量/16位位移量

如果基址寄存器為BX,那么隱含使用的數據段寄存器DS,如果基址寄存器為BP。則隱含使用的是堆棧寄存器SS那么以指定的段寄存器為準,因此,操作數的物理地址為:

物理地址=16*(DS)+(BX)+(SI)/(DI)+8位位移量/16位位移量

或者 物理地址=16*(SS)+(BP)+(SI)/(DI)+8位位移量/16位位移量

使用基址變址尋址的方式示例如下:

MOV AX, 10H[BX][SI];等價于MOV AX, DS:10H[BX][SI]

MOV 20H[BP][DI], CX;等價于MOV SS:20H[BP][DI], CX

前面說的幾種存儲器尋址方式中,比如直接尋址、寄存器間接尋址、基址尋址/變址尋址實際上都是基址變址尋址的特例,位移量可以用常數表示,也可以用變量表示,位移量可放在方括號前面,也可放在方括號中同寄存器一起寫成一個地址表達式,例如下面幾種寫法便是等價的:

MOV VAR[BX][SI], AX    
MOV [BX+VAR][SI], AX    
MOV [BX][SI+VAR], AX    
MOV [BX+SI+VAR], AX

例:MOV AX, 10H[BX][SI]

設(DS)=2000H, (BX)=1000H, (SI)=3000H, (24010H)=1234H.則

操作數的物理地址=16*2000H+1000H+3000H+10H=24010H, 執行結果(AX)=1234H

5、串操作尋址

Intel 8086/8088CPU提供了一些專門用于串操作的指令,串操作指令操作數雖然在存儲器中,但是它們不使用前面我們所說的各種尋址方式,而是隱含使用了兩個變址寄存器SI和DI,串操作指令在尋找源操作數時,隱含使用SI作為地址指針,源操作數地址由DS:[SI]提供,尋找目的操作數時,隱含使用DI作為地址指針,目的操作數地址由ES:[DI]提供,在每次操作完后,指令將自動修改SI和DI的值,使它們指向下一個單元,指針修改的方向由CF決定,這也就是我在另一篇文章中所說的標志寄存器(http://yiluohuanghun.blog.51cto.com/3407300/938213)。

四、I/O尋址

I/O指令是CPU與外部設備進行通訊的最基本的途徑,這意味著即使使用DOS功能調用或BIOS運行程序,其例行程序本身也是用I/O指令與外部設備進行數據交換的。

1、輸入指令

一般格式為IN AL, PORT

2、輸出指令

一般個事為OUT PORT, AL

至此為止,我們已經把計算機的幾種尋址方式一一列舉,希望對大家有幫助!


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