指令格式和寻址方式

指令的格式

指令中主要包含两个部分：操作码（opcode）以及 地址（address）。

这里地址是一个通用含义，指的是操作的对象，可以是一个内存地址，也可以是 CPU 中的一个寄存器。

指令类型

根据操作码分类

指令根据其操作码（opcode）的不同可以分为以下类别：

1. 数据传输指令
   • MOV：将数据从一个位置传输到另一个位置，可以是寄存器到寄存器、内存到寄存器、寄存器到内存等。
   • PUSH：将数据（通常是寄存器中的值）推入堆栈。
   • POP：从堆栈中弹出数据并存储到寄存器中。
2. 算术和逻辑运算指令
   • ADD、SUB、MUL、DIV：执行算术运算，如加法、减法、乘法和除法。
   • AND、OR、XOR、NOT：执行逻辑运算，如按位与、按位或、按位异或和按位取反。
   • INC、DEC：递增和递减操作数的值。
   • CMP：用于比较两个值，并根据结果设置标志寄存器的状态。
3. 控制转移指令
   • JMP：用于无条件跳转到指定的目标地址。
   • Jxx：条件跳转指令，根据特定的条件（如零标志、进位标志等）来决定是否跳转。
   • CALL：调用子程序或函数。
   • RET：从子程序返回。
4. 输入/输出指令
   • IN：从外部设备或端口读取数据。
   • OUT：向外部设备或端口发送数据。
5. 字符串操作指令（String Instructions）：
   • MOVS、LODS、STOS、CMPS：用于在内存中执行字符串操作，如移动、加载、存储、比较。
6. 陷阱指令（Trap Instructions）：
   • INT：用于引发中断，通常用于与操作系统进行通信。
7. 协处理器指令（Coprocessor Instructions）：
   • CLI、STI：用于清除和设置 CPU 的中断标志，通常只能在内核模式下执行。

根据地址个数分类

根据指令中的地址个数，可以将指令划分为以下类型。

“N 地址指令” 中的 “地址” 一词可以是立即数或一个内存地址，也可以是寄存器。

定长和变长指令

定长指令集中所有指令长度相同，变长指令集中会包含不同长度的指令。

使用定长指令集的典型 cpu 架构是 arm（RISC），优点是解码简单、高效，但可能导致指令浪费空间。

使用变长指令集的典型 cpu 架构是 x86（CISC），优点是可以更加紧凑地编码复杂操作，但解码更加复杂。

寻址方式

计算机中的寻址方式（Addressing Modes）是指在指令中如何指定操作数的位置或地址。

立即数寻址

操作数作为指令的一部分而直接写在指令中，这种操作数称为立即数，这种寻址方式也就称为立即数寻址方式。

立即数寻址方式通常用于对通用寄存器或内存单元赋初值，上图是指令 MOV AX, 4567H 存储形式和执行示意图，直接将 指令中的数据 4567H 存储到寄存器中。

直接寻址

间接寻址

基址寻址

8086 的存储器被分成若干段，其中会专门设置一个基址存储器用于存储段的起始地址，段内的位移量由指令给出。操作数的地址由基址寄存器的内容和指令的地址码 A 相加得到，这种情况下地址码 A 常被成为位移量。

变址寻址

指令地址码给出地址 A 和指定的变址寄存器 R,将 A 和 R 的内容相加就是操作数的地址。常利用变址操作与循环执行程序的方法对数组进行运算。

相对寻址

堆栈寻址

根据 函数调用时的内存结构，函数栈可以存储函数中的变量。堆栈寻址就是在函数的栈帧中访问通过 PUSH 指令存储的数据。

寻址方式对比