8086,8088指令系统
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实验二找出8086/8088指令系统所有指令的操作码的编码一、实验目的本实验旨在利用debug工具的e和u功能找出8086/8088指令系统的指令格式中各种操作码编码对应的指令功能。
二、试验原理:1、每条指令1~6个字节不等2、指令的第一字节为操作码,规定指令的操作类型。
第二字节规定操作数的寻址方式接着以后的3~6 字节依据指令的不同取舍。
3、第一个字节的八个二进制位中前六位为操作码的主要部分,之后一位是D字段,然后是W字段,W指出操作数类型:W=0 为字节,W=1 为字,D指出操作数的传送方向:D=0 寄存器操作数为源操作数,D=1 寄存器操作数为目标操作数。
4、用DOS的输入/输出重定向功能,让debug自动执行一批命令。
三、试验内容和步骤1、用试探法(1)打开debug,输入如下内容:-e 100 00 00 00 00 00 00-u 100 1050B5D:0100 0000 ADD [BX+SI],AL0B5D:0102 0000 ADD [BX+SI],AL0B5D:0104 0000 ADD [BX+SI],AL可以得到如下结果:结论:操作码字节前六位为000000(二进制)看来是一条ADD指令,而且只占两个字节。
记下来:指令码汇编指令---------------------------------------------------------------------0B5D:0100 0000 ADD [BX+SI],AL(2)将指令首字节变为01,重复以上实验-e 100 01 00-u 100 1010B5D:0100 0100 ADD [BX+SI],AX得到以下结果:结论:第1字节由00(二进制0000 0000)变为01(二进制0000 0001),ADD指令的第二个操作数由AL变为了AX。
AL为8位寄存器、AX为16位寄存器,印证了W字段的作用,增加一条有用的记录:指令码汇编指令-------------------------------------------------------------------------0B5D:0100 0000 ADD [BX+SI],AL0B5D:0100 0100 ADD [BX+SI],AX(3)将指令首字节变为02,重复以上实验-e 100 02 00-u 100 1010B5D:0100 0200 ADD AL,[BX+SI]得到以下结果:结论:第1字节由00(二进制0000 0000)变为02(二进制0000 0010),ADD 操作的传送方向发生转变,印证了D字段的作用。
这两种CPU的主要区别,归纳起来有以下几方面:1.外部数据总线位数的差别:8086CPU的外部数据总线有16位,在一个总线周期内可输入/输出一个字(16位数据),使系统处理数据和对中断响应的速度得以加快;而8088 CPU的外部数据总线为8位,在一个总线周期内只能输入/输出一个字节(8位数据)。
也正因为如此,8088被称为准16位处理器。
2.指令队列容量的差别:8086CPU的指令队列可容纳6个字节,且在每个总线周期中从存储器中取出2个字节的指令代码填入指令队列,这可提高取指操作和其它操作的并行率,从而提高系统工作速度;而8088CPU的指令队列只能容纳4个字节,且在每个总线周期中只能取一个字节的指令代码,从而增长了总线取指令的时间,在一定条件下可能影响取指令操作和其它操作的并行率。
3.引脚特性的差别:两种CPU的引脚功能是相同的,但有以下几点不同:(1) AD15~AD0的定义不同:在8086中都定义为地址/数据复用总线;而在8088中,由于只需用8条数据总线,因此,对应予8086的AD15~AD8这8条引脚,只作地址线使用。
(2)34号引脚的定义不同:在8086中定义为BHE信号;而在8088中定义为SS0,它与DT/R,IO/M一起用作最小方式下的周期状态信号。
(3)28号引脚的相位不同:在8086中为M/IO;而在8088中被倒相,改为IO/M,以便与8080/8085系统的总线结构兼容。
复用引脚8086:AD15~AD0,分时用作地址和数据总线;8088:AD7~AD0,分时用作地址和数据总线;8086/8088:A19~A16/S6~S3,分时用作地址和状态总线。
8086的最小/最大工作方式通过CPU的第33条引脚MN/ 来控制。
1.最小工作模式(MN/MX=1):把8086CPU的33引脚接+5V时,系统处于最小工作模式。
最小模式系统适用于单微处理器组成的小系统,系统中通常只有一个微处理器,所有的总线控制信号都直接由8086CPU产生,系统中的总线控制逻辑电路被减到最少。
附录:8086/8088 指令码格式我们用汇编语言写的汇编程序输入计算机后,由机器提供的汇编程序将其翻译成由机器指令(指令码)组成的机器语言程序,才能由计算机识别并执行,因此汇编语言程序需由汇编程序翻译成可执行的机器语言程序,一般来说,这一过程不需要人为干预。
我们在这里只介绍一下基本原理,以便在必要时也可以用手工的方式完成类似的工作。
8086/8088 指令系统的指令程序类型很多,功能很强,各种指令由于功能不同,需要指令码提供的信息也不同。
为了满足不同用户的功能的要求又要减少指令所占的空间,8086/8088 指令系统采用了一种灵活的,由1~6 个字节组成的变字长的指令格式,包括操作码、寻址方式以及操作数3 部分,如图2所示。
通常指令的第一字节为操作码,规定指令的操作类型。
第二字节规定操作数的寻址方式接着以后的3~6 字节依据指令的不同取舍。
可变字长的指令主要体现在这里,一般由其指出存储器操作数地址位移量或立即数。
操作码(第一字节)及寻址方式字节(MOD字段)格式如下。
图1 8086/8088操作码及寻址方式字段格式第一字节中,W 指出操作数类型:W=0 为字节,W=1 为字。
D 指出操作数的传送方向:D=0 寄存器操作数为源操作数,D=1 寄存器操作数为目标操作数。
第二字节指出所用的两个操作数存放的位置,以及存储器中操作数有效地址EA 的计算方法。
图2 8086/8088 不同字长的指令码格式REG 字段规定一个寄存器操作数,它作为源操作数还是目标操作数已由第一个字节中的D 位规定。
由REG 字段选择寄存器的具体规定见表1。
表1 REG 字段编码表MOD 字段用来区分另一个操作数在寄存器中(寄存器寻址)还是在存储器中(存储器寻址)。
在存储器寻址的情况下,还用来指出该字节后面有多少偏移量字节(即指出存储器操作数地址偏移量的字节数)。
MOD 字段编码表见表2。
表2 MOD 字段编码表R/M 字段受MOD 字段将指出第二操作数所在寄存器编号。