绪论

数制与码制

在计组、数电中已经学过这部分内容，这里着重讨论硬件的操作。

有符号数加减运算的溢出

设次高位向最高位的进位标志为$C_p$，最高位和次高位进位相加的进位标志为$C_s$，则当且仅当$C_p\oplus C_s=1$时，计算溢出。

8086CPU中PSW的OF标志位表示有符号数运算是否溢出。

CPU的结构和功能

外部结构

微处理器的外部结构表现为数量有限的输入输出引脚（共40个），这些引脚构成了微处理器级总线

这些引脚用来与存储器、IO设备交换信息，以及输入输出必要的信号。

通过分时复用技术，实现了引脚的复用。对于存储器，总共地址线为20条，寻址范围1M。对于IO设备则只有16条地址线。采用了独立编址的方式。控制线和数据线分别只有16条。也就是最大表示范围为$0\sim 2^{16}-1$

内部结构

功能结构

寄存器组织

通用寄存器

8086一共有8个通用寄存器，虽然通用并不意味着可以随便交换使用，还是有些操作只能用某个寄存器实现。

数据寄存器

一共有4个，分别叫AX，BX，CX，DX。每个都是16位大小的，但也可以拆成两个8位的使用。例如AH、AL分别表示AX的高8位、低8位。BH、BL表示BX的。

A的意思是Accumulator，即累加器。A在以前是8位寄存器，X代表miX，AX就为16位，而之后的EAX的E是Extend，为32位。再之后的RAX是64位。这些寄存器一般用来做运算操作。

B的意思是Base Register，基址寄存器，用于表示数据段的段内地址。

C的意思是Count Register，计数器，用于表示循环计数。

D的意思是Data Register，数据寄存器，用于表示IO端口的地址。

地址指针与变址寄存器

总共有4个，SP、BP、SI、DI。都是16位。前两个是地址指针

SP为Stack Pointer，堆栈指针，用于保存堆栈段的段内偏移地址。

BP为Base Pointer，基址指针，用于表示段内偏移地址，默认段地址由SS提供。

SI为Source Index，源变址寄存器。

DI为Destination Index，目的变址寄存器。

这两个寄存器用于字符串操作中，源操作数和目的操作数的段内偏移地址。

段寄存器

总共有4个，CS、DS、ES、SS。都是16位。

CS为Code Segment，代码段寄存器。用于保存当前执行程序的段地址，不能做被用户操作。

DS为Data Segment，数据段寄存器。用于保存数据段的段地址。

ES为Extra Segment，附加数据段寄存器。用于保存附加数据段的段地址。

SS为Stack Segment，堆栈段寄存器。用于保存堆栈段的段地址。

控制寄存器

总共有2个，IP、PSW。都是16位。

IP为Instruction Pointer，指令指针寄存器。始终指向下一条要执行的指令的偏移地址（段地址由CS提供）。相当于一般讨论中的程序计数器PC。IP的值不能被用户更改。

PSW为微处理器状态字。虽然有16位但是有用的只有其中9位。

其中CF、PF、AF、ZF、SF、OF这6个是状态标志，反应ALU运算后的结果状态。

TF、IF、DF这3个是控制标志，用来控制CPU的运行状态。

CF表示最高位有无进/借位标志，有进位为1。

PF表示低8位含有1的个数，偶数个为1，奇数个为0。

AF表示D3位有无进/借位，有则为1。D3为即为8位二进制的第3位（从0位开始算）

ZF表示运算结果是否为0，是则为1。

SF为符号位，和数字的符号位一致。即等于D7或者等于D15。

OF之前介绍过，表示是否溢出，是则为1。

DF为方向标志，在进行字符串操作时，CPU每执行一条串操作指令，对源或(与)目的操作数的地址会自动进行一次调整。当DF为0时，SI/DI自动递增；DF为1时，SI/DI自动递减。在汇编中CLD指令把DF置0，STD指令把DF置1。

IF为外部中断允许标志，IF为1时，CPU能响应外部可屏蔽中断，即开中断状态。IF为0时为关中断状态。显然可以推知，对内部中断和外部不可屏蔽中断不起作用。STI指令置1，CLI指令置0。

TF为陷阱标志。当TF=1时，CPU每执行完一条指令便自动产生一个内部中断(类型为1)，转去执行一个中断服务程序，用户可以借助中断服务程序来检查每条指令执行的情况，称为单步工作方式，常用于程序的调试(Debug)。没有专门的设置指令。

存储器和IO组织

8086有20条地址线。

对于存储器用了全部的20条，寻址范围为1M，最小单位为字节，所以总共的空间为1MB。地址范围为00000H~FFFFFH。

对于IO端口则只使用低16条，寻址范围为64K。

由于寄存器全都是16位的，要表述20位的地址，就要用到两个寄存器。这两个寄存器加起来可以有32位，所以所有地址都可以有多重表示方式。之后会介绍。

数据在存储器中的存储

字节型数据

例如指令DB 5, -12, 'a'，存放三个字节型数据，它们顺序存放在内存中。

字型数据

字是16位，即两个字节。其低8位放在低地址，高8位放在高地址。例如1234H放在内存中，指令为DW 1234H，内存中就是34，12。这也叫做小端序。

整个字型数据的地址是低字节的地址。8086字的地址可以从任何地方开始。当地址为偶地址时，称为对准的；地址为奇地址时，称为未对准的。

8086的数据总线为16位，所以存取一个字节只需要1个周期。而对于字，对准的需要1个周期，未对准的需要2个周期。

存储器的分段

由于寄存器全都是16位的，要表述20位的地址，就要用到两个寄存器。8086采用分段的方式，把地址空间分为若干个逻辑段。即20位地址表示为5位16进制数，例如12345H，1234H表示段地址，5H表示段内偏移。即高16位表示段地址，且每个段的起始地址可以被16整除（即XXXX0H可以被16整除）。

更具体的说，由于用两个寄存器表示，就可以写作1234H:0005H，前面的为段地址的寄存器，后面位段内偏移的寄存器。

显然的，这样操作，1MB的空间最多可以分为64K个段。每个段也最多可以有64KB的大小。但是我们最多也就1MB内存的大小，而不是64KB*64K这么大的空间。我们几乎可以立即得到，段是可以重叠的，地址可以有多重表示方式。

事实上、$物理地址=段地址 \times 10H+偏移地址$。这样，00100H就可以表示为0000H:0100H和0010H:0000H，等等。

在硬件实现上，把段地址的寄存器（如CS、DS、ES、SS）的内容左移4位，加上偏移寄存器（如BX、BP、SP、SI、DI）中的内容，形成20位地址。

程序的分段存储

每个程序使用的内存可以分为三个段，即代码段、数据段、堆栈段。

其中代码段的物理地址由CS:IP表示，数据段由DS/ES:BX/SI/DI表示，堆栈段由SS:SP/BP表示。

8086汇编

语句类型

指令

每条指令都对应一条CPU能执行的语句，即对应一条机器语言。

伪指令

不对应机器语言的代码，CPU无法进行操作。只是给汇编器看的，告诉汇编器如何汇编。

宏指令

用户自定义的一条能完成某一特定功能的新指令，由指令和伪指令组成，在程序汇编时展开，用指令和伪指令替代宏指令

语句格式

[名称:] 助记符 [操作数] [;注释]

其中名称有点像C/C++里面的label，给goto用的那个label。为可选项。

助记符就是指令、伪指令、宏指令的名字。必选项。

操作数，具体要看助记符要使用什么操作。有时候没有操作数，算是可选项。

注释用;开头，可选项。

常数和表达式

常数分为数值常数和字符（串）常数。

二进制数以B结尾，八进制数以O结尾，十六进制数以0开头，H结尾。

字符串用单引号括住。

表达式用的符号有算术、逻辑、关系等

+,-,*,/,MOD是算术操作

AND, OR, XOR, NOT是逻辑操作（其实是按位运算，不是逻辑与或）

EQ, NE, LT, GT, LE, GE是关系操作

这些运算符只能给常量使用，不能给寄存器使用。变量名使用是把变量名当作其偏移地址常数使用。

另外，关系判断中，如果为真，则所有位全取1，为假则全取0.

名称（标号）

前面提到，名称和goto里使用的label差不多。以冒号结尾，其后半部分的语句可以在下一行也可以在同一行。

标号还有一些属性，例如可以代表标号所在段的段地址，在段内的偏移，以及其类型。其分为两类，如果标号只在本段内使用，则其为NEAR型，如果在段间使用，则为FAR型。

变量

变量是用伪指令来表达的。分为五种类型

DB，1字节变量
DW，字，即2字节变量
DD，双字，即4字节变量
DQ，长字，即8字节变量
DT，10字节变量。

变量可以有名称，但是名称不需要冒号。一个伪指令可以包含多个数值，用逗号分隔。例如

VAR1 DB 12H, 0A5H, 18+20, 50/3, 0, -1

它是单字节的，在内存中存储如下（注意这里内存+1不像C语言的指针+1是偏移一整个类型，这里就是偏移一个字节）

地址	内容
VAR1	12H
VAR1+1	A5H
VAR1+2	26H
VAR1+3	10H
VAR1+4	0
VAR1+5	FFH

由于x86是小端序，在2字节存储时

VAR2 DW 12H,$+1

其在内存中为

地址	内容
VAR2	12H
VAR2+1	00H
VAR2+2	09H
VAR2+3	00H

此处$表示当前汇编语句的偏移地址（假设前面已经定义VAR1），可以看到，逗号分隔的前面的数值算做了2个字节的偏移。再加上前面的6个字节，$表示8，那么8+1=9；另外$的长度为字形

另外，可以用?表示保留空间，但不预先赋值

VAR3 DB ?, ?

利用DUP，可以表示重复的声明

VAR4 DB 3 DUP(?) ; 这一句保留了3个未赋值的DB
VAR5 DB 4 DUP(0FFH, ?) ; 而且内部参数是可以有多个的，就保存了四个0FFH, ?的数据
VAR6 DB 3 DUP(55H,2 DUP(77H)) ; 而且还可以嵌套

表达字符串时，只能用DB和DW

VAR7 DB 'ABCD' ; 其等价于DB 'A', 'B', 'C', 'D'或者DB 'ABC', 'D'等
VAR8 DW 'AB', 'C', 'D'
; DW型保存字符时，要么两个字符，要么一个字符，不能多
; 其仍然遵循小端序，即B在低位，A在高位。或者C在低位，00H填充高位

变量也有类型：段地址、段内偏移、类型、长度、大小。长度为第一个DUP前的系数（没有DUP则为1），大小不是占用空间大小，是类型乘以长度。类型即为变量字节数（1/2/4/8/10）。可以用伪代码获取这些属性，获取的都是立即数常数。

MOV AX, SEG    VAR1 ; 获取段地址
MOV AX, OFFSET VAR1 ; 获取段内偏移
MOV AL, TYPE   VAR1 ; 获取类型
MOV AX, LENGTH VAR1 ; 获取长度
MOV AL, SIZE   VAR1 ; 获取大小

PTR操作符

相当于汇编的强制类型转换。

类型 PTR 表达式

例如

WORD PTR [BX]

其将BX指向的内存的大小当作字。避免运算过程中类型不确定的问题。

数据寻址操作

即MOV命令。其格式如下

MOV DST, SRC

把SRC里的东西放到DST里。根据DST和SRC的不同可以有很多种MOV操作。

立即数寻址

MOV AX, 1200H

即源操作数为立即数。

寄存器寻址

MOV AX, BX

两个寄存器的大小要匹配。另外CS不能作为目的操作数。

直接寻址

MOV AX, [1200H]

其中[]括起来的东西代表偏移地址，其加上段寄存器（默认为DS）的段地址得到物理地址，再把物理地址里的东西给AX。

可以指定段寄存器

MOV AX, ES:[1200H]

SRC可以是变量

MOV AX, VAR1+5

其中是把VAR1+5对应的地址开始的一个字给AX

还可以把立即数给变量

MOV VAR1, 2500

寄存器间接寻址

MOV AX,[SI]

把SI中的数据当作段内偏移，加上段地址（默认为DS）得到物理地址，再把物理地址里的东西赋值给AX。

但是，[]中的寄存器只能是BX、SI、DI这三个

也可以反过来进行

MOV ES:[SI], AL

即把寄存器里的东西放到内存里。

注意：

不能DST和SRC都表示内存单元
不能直接把立即数当作SRC，内存当作DST，因为没有指定类型，应当：

MOV WORD PTR [DI], 12H
; 而不是 MOV [DI], 12H

寄存器相对寻址

和上面的寄存器间接寻址相比，其就是增加了常数偏移。形式为

\[[REG\pm 常数],常数[REG],变量名[REG],变量名[REG\pm 常数] \]

其中REG可以为BX、BP、SI、DI，相比间接寻址多了BP。

当偏移为常数时，段地址为段寄存器，BX、SI、DI默认为DS段，BP默认为SS段。

偏移有变量名时，段地址取变量的段地址。

例如

MOV BX, [SI+5]
MOV BX, 5[SI] ; 和上一行等同
MOV CX, VAR1[BX] ; 变量名意味着段地址以变量为准
MOV AL, VAR2[DI-15]

基址变址寻址

MOV DX, [BX][SI]

如上例，操作数在存储器中，其地址为一个基址寄存器和一个变址寄存器之和，即((BX)+(SI))为其内容。

其中基址寄存器可以是BX和BP，变址寄存器可以为SI和DI。当BX时，默认为DS段，BP时，默认为SS段。

基址变址且相对寻址

把上面的基址变址缝上相对寻址，即加上偏移

\[[BX/BP\pm 常数][SI/DI\pm 常数],常数[BX/BP][SI/DI] \]

\[变量名[BX/BP][SI/DI],变量名[BX/BP\pm 常数][SI/DI\pm 常数] \]

有变量名时段由变量决定。

隐含寻址

即操作码本身隐含（提前规定）了操作数地址。例如乘除、字符串操作指令

MUL BL ; AX <- AL x BL
MOVSB ; (ES:DI) <- (DS:SI), SI+-1, DI+-1

一般化的要求

CS不能做DST
立即数不能直接给段寄存器
存储单元不能直接到存储单元
段寄存器不能直接到段寄存器
立即数不能作为DST
源和目的至少有一个类型明确
源和目的都有类型时，类型必须一致

转移地址寻址操作

CPU要执行的指令的地址由CS:IP决定，即IP指向下一条要执行（取）的指令。CPU每执行一条指令，IP自动增加，使之指向下一条指令。IP增加的值为当前指令的指令长度。

可以通过改变CS：IP的内容实现程序的跳转。

如果程序转移后只有IP发生改变，则称为段内转移（近程、NEAR转移）。如果CS也改变，则称为段间转移（远程、FAR转移）。

两种转移都有间接和直接寻址。

段内直接寻址

JMP LABEL

直接用标号给出地址（是16位大小的偏移地址），且标号应与该指令在同一个段。也可以直接给出偏移地址，例如用常数。但是不能用变量，变量算地址保存在存储器中。

实际汇编后，其会把IP修改为，JMP指令的下一条指令的IP+16位偏移的形式。16位偏移是汇编器直接在编译期转化为常数的。

但是，段内偏移和JMP指令的偏移是不同的，段内偏移就是内存物理地址中的那个段内偏移，我们明文写给JMP的地址是这个，但是JMP生成的机器码，其偏移是下一行指令的地址加上的一个偏移，可正可负。

段内间接寻址

JMP BX
JMP VAR1 ; VAR1为字型变量
JMP VAR1[SI]

诸如此类，16位偏移地址保存在寄存器或存储单元里。之前介绍的各种存储器寻址方式都可以在这里使用。

同前，我们写的16位偏移是段内偏移，但是JMP对应的机器码是相对于下一行指令地址的偏移。

段间直接寻址

JMP LABEL

其中LABEL和当前指令不在一个段。LABEL给出了16位段地址和16位段内偏移。

段间间接寻址

JMP VAR3 ; VAR3是双字变量，第一个字为段内偏移，第二个字为段地址
JMP VAR3[SI] ; 有效地址为(SI)+VAR3

也可以采用之前的存储器寻址方式。

转移指令

无条件转移：JMP、CALL、RET、IRET

条件转移：JZ、JC、JCXZ、LOOP等

程序结构

段定义伪指令

<段名> SEGMENT (定位类型)(组合类型)(类别)
    ...
    段体
    ...
<段名> ENDS

段名和普通的名称一致，具有段地址、偏移地址、定位类型、组合类型、类别五个属性

定位类型

定位类型	段起始地址（2进制）	段起始地址（16进制）	特性	含义
PAGE(页)	xxxx xxxx xxxx 0000 0000	xxx00H	可以被256整除	本段从页的边界开始
PARA(节，默认)	xxxx xxxx xxxx xxxx 0000	xxxx0H	可以被16整除	本段从段的边界开始
PAGE(页)	xxxx xxxx xxxx xxxx xxx0	/	可以被2整除	本段从偶地址开始
PAGE(页)	xxxx xxxx xxxx xxxx xxxx	xxxxxH	起始为任意地址	起始为任意地址

组合类型

NONE：表示本段与其他段不发生任何关系，该段有自己的段基址，是默认的组合关系。

PUBLIC：在满足定位类型的前提下与其他模块的同名段连接在一起，形成一个新的逻辑段，共用一个段基址。

COMMON：表示产生一个覆盖段。连接时，把本段与其他同名段置成相同的起始地址，重叠在一起，共享相同的存储区，其段长度由最长的段确定。

STACK：在每个汇编程序中，只能且必须有一个堆栈段，连接时，将本段与其同名段连接成一个连续的STACK段，汇编程序自动初始化SS和SP寄存器，使SS的内容为该连续段的段基址，SP指向堆栈底部加1的存储单元。

MEMORY：表示本段在存储器中应定位在所有其他段的最高地址。

AT<表达式>：表示本段从表达式指定的地址处开始装入，这样，在程序中用户就可以直接定义段地址，这种方式不适用于代码段。

类别

如代码段（‘CODE’）、数据段（‘DATA’）、堆栈段（‘STACK’），注意包括单引号，其本质是字符串。也允许自定义类别，方便连接同类别的段。

ASSUME伪指令

ASSUME 段寄存器:段名[, 段寄存器2:段名2, ...]

通知寄存器把哪个段寄存器当作哪个段的寄存器，例如

CODE SEGMENT
    ASSUME CS:CODE, DS:DATA, SS:STACK

注意：当程序运行时，DOS的程序加载器(Loader)负责把CS、IP、SS、SP初始化成正确的段地址和段内偏移地址（如果设定了合适的组合类型），因此用户在程序中就不必设置。但是，在用户程序中必须用两条指令对DS和ES进行初始化，以装入用户的数据段段地址。

CODE SEGMENT
    ASSUME CS:CODE, DS:DATA, SS:STACK
    MOV AX, DATA ; DATA为段名，为立即数寻址
    MOV DS, AX

END伪指令

END 表达式

该伪指令表示整个源程序的结束，其表达式的值为该程序运行时的启动地址，它通常是第一条可执行语句的标号（例如START:）。

PAGE伪指令

PAGE 参数1, 参数2

该伪指令可以为汇编过程产生的列表文件指定每页的行数“参数 1”和每行的字符数“参数 2”。

TITLE伪指令

TITLE 正文

该伪指令可以为汇编过程产生的列表文件指定一个标题“正文”，它不能超过 60 个字符。在列表文件的每一页的第一行将打印出这个标题。

LABEL伪指令

名称 LABEL 类型

该伪指令用来定义变量或标号的类型，它具有段地址与偏移地址的属性，但它并不占用内存单元。

如果名称为变量名，其类型主要有三种：BYTE、WORD、DWORD

如果名词为标号，其类型主要有两种：NEAR、FAR

EQU伪指令和“=”伪指令

名称 EQU 表达式

很类似C语言的#define，即给表达式一个名称，可以在程序里随地替换。

但是EQU定义的名称不能重复。而

名称=数值

可以重复定义，值为最近一次定义的值

ORG伪指令

ORG 表达式

该伪指令用于为后续指令指定段内偏移地址，可以方便地将程序存入适当的地址，这一点对中断设计非常有用。

程序的加载和运行

当用户编写的程序在必须加载到内存中从才能运行，这是由操作系统的程序加载器（Loader）实现的，其具体工作包括：

决定使用存储器哪一部分的内存
初始化SS:SP和CS:IP(程序的第1条指令的位置)

当加载到内存的程序在计算机中运行时，计算机的控制由操作系统（OS）交给用户程序，当用户程序运行结束后，应再将控制权交回操作系统，可由系统中断程序中INT 21H的4C号程序实现。

用户程序的代码前一定有100个字节的程序段前缀(Program Segment Prefix, 简称PSP)，PSP给出了用户的可执行文件(.EXE)的若干控制信息。

数据传送指令

数据传送指令被用来在寄存器、存储单元之间进行数据的传输。包含有：MOV、LEA、LDS、LES、LAHF、SAHF、XCHG、XLAT、PUSH、POP、PUSHF和POPF

共同点有

除了SAHF、 POPF，其他操作不影响PSW
有两个操作数时，第一个为目的，第二个为源
目的操作数的寻址不能是立即数和段寄存器CS

MOV

MOV DST, SRC

将SRC中的一个字节或一个字传送到DST。可以在立即数、存储单元、寄存器、段寄存器之间传送数据。

注意事项如下

操作数至少有一个类型是确定的
两个类型都确定时，类型要一致
不允许MOV [xxx], [xxx]，即内存->内存
不运行段寄存器->段寄存器
不允许立即数->段寄存器
IP不能作SRC或DST
CS不能作DST
立即数不能作DST

对于类型

立即数是无类型的
不含变量名的直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址变址寻址、基址变址且相对寻址的操作数也是无类型的(存储器寻址)
利用PTR操作符可指定或暂时改变存储单元的类型

立即数分为

常数和常数表达式
所有由属性操作符得到的标号或变量的属性

前面提到一些不能进行的操作，指的是不能直接进行，但是我们可以间接进行

内存->内存不行，但是内存->通用寄存器->内存可以
立即数->段寄存器不行，但是立即数->通用寄存器->段寄存器可以
段寄存器->段寄存器不行，但是段寄存器->通用寄存器->段寄存器可以
CS和IP不能用MOV改变，但是可以通过跳转指令改变

LEA

LEA REG16, MEM

取有效地址指令，即把MEM的16位段内偏移赋值给REG16。SRC是直接寻址，DST是寄存器寻址，用通用寄存器，一般用BX、BP、DI、SI

其相当于

MOV REG16, OFFSET MEM

LDS/LES

LDS REG16, MEM
LES REG16, MEM

取地址指针指令。

LDS把MEM的物理地址的高16位送入DS，低16位送入指定的REG16.

LES把MEM的物理地址的高16位送入ES，低16位送入指定的REG16.

LAHF/SAHF

LAHF
SAHF

标志传送指令。其没有操作数，也就是隐含寻址。LAHF把PSW的低8位赋值给AH，SAHF把AH赋值给PSW的低8位。

XCHG

XCHG DST, SRC

数据交换指令。该命令完成寄存器之间，或者寄存器与内存之间的内容交换（立即数不行）。即把DST和SRC的内容交换。

但是寄存器不能是段寄存器，数据可以是字也可以是字节（但是类型要一致）。

XLAT

XLAT

字节交换指令。隐含寻址。将有效地址为(BX)+(AL)的内存的内容送进AL，常用来查表。

PUSH/PUSHF

PUSH SRC
PUSHF

压栈指令。PUSH指令把SRC压入堆栈，即SP<-SP-2, (SP)<-(SRC)。PUSHF则把PSW压入栈。这里SRC必须是字型的，可以是通用、段寄存器，也可以是某种寻址的内存，但是不能是立即数。

POP/POPF

POP DST
POPF

弹栈指令。POP指令把栈顶弹出，赋给DST，即(DST)<-(SP), SP<-SP+2。POPF则是栈顶弹出给PSW。

这里的DST和之前的SRC要求相同。但是DS不能作DST。

堆栈注意事项

PUSH和POP成对使用
8086不会检测栈溢出，所以交给程序员自己检查
分配堆栈空间时要留有余量（20%以上）

算术运算指令

算术运算指令可以完成两个操作数的各种算术运算，例如加减乘除取余，以及其BCD数运算的调整运算。包括有：ADD、ADC、SUB、SBB、NEG、CMP、INC、DEC、MUL、IMUL、DIV、IDIV、CBW、CWD、AAA、DAA、AAS、DAS、AAM、AAD。

它们可以分为6类

加减法指令
比较指令
增量减量指令
乘除法指令
符号扩展指令
BCD数运算调整指令

一般情况下：

涉及ALU的运算，不能使用段REG
设计ALU的运算，运算结果一般会影响PSW的6个状态位：OF、SF、ZF、AF、PF、CF
一般支持字节或字型数据

ADD/ADC

ADD DST, SRC
ADC DST, SRC

加法指令。ADD是把DST和SRC的值加起来再给DST；而ADC是把DST和SRC加起来，再加上CF（即PSW进位标志的值），再给DST。

SRC可以取立即数、通用寄存器、内存（存储单元）。DST可以取通用寄存器和内存。但是SRC和DST不能同时为内存，并且两者类型要一致。

只能处理字节或字，其他位宽的数据要分开来加。

比如双字，可以先利用ADD完成低字的加法，再利用ADC完成高字和进位的加法。

SUB/SBB

SUB DST, SRC
SBB DST, SRC

减法指令。SUB是(DST)<-(DST)-(SRC)，SBB是(DST)<-(DST)-(SRC)-(CF)

指令的要求和ADD/ADC一样。

NEG

NEG DST

取负指令。即把DST的相反数传递给DST。

DST可以取通用寄存器和内存，也会影响6个PSW位。其实质上是一个特殊的减法运算，即0-(DST)

CMP

CMP DST, SRC

比较指令。其完成DST-SRC，然后根据结果设置PSW的标志位，但结果不保存到DST。

如果DST和SRC都是无符号数，如果DST>=SRC，则CF=0。若DST< SRC，则CF=1。

如果都是有符号数，则两个数的大小由OF和SF共同决定。

不溢出时，OF=0，差是正确的，则SF=0代表DST>=SRC，SF=1代表DST< SRC

溢出时，OF=1，差是错误的，则SF=0代表DST<SRC，SF=1代表DST>= SRC

简单记为，$OF\oplus SF=0\Rightarrow DST\geq SRC$，$OF\oplus SF=1\Rightarrow DST< SRC$

INC/DEC

INC DST
DEC DST

增量减量指令。INC相当于DST++，DEC相当于DST–。

DST可以取通用寄存器和内存。INC和DEC只会影响AF、OF、SF、ZF、PF，但是不会影响CF。

MUL/IMUL

MUL SRC
IMUL SRC

乘法指令。其中MUL对应无符号，IMUL对应有符号。目的操作数隐含在AX或AL中，SRC可以是通用寄存器和内存（不能是立即数），但是必须有确定的类型，而且只能是字节或字。

SRC为字节时，AL和SRC相乘，其结果存在AX中。SRC为字时，AX和SRC相乘，其结果的高16位保存在DX，低16位保存在AX。

这两个指令只对CF和OF有影响。如果字运算结果的DX为0，那么CF=0，OF=0，表示结果也为一个字。如果字节运算结果的AH为0，那么CF=0，OF=0，表示结果也为一个字节。否则CF=1且OF=1。

DIV/IDIV

DIV SRC
IDIV SRC

除法指令。其中DIV对应无符号，IDIV对应有符号。总体上和乘法指令类似。

当SRC为字节时，将AX中的16位二进制数除以8为二进制数（SRC），其结果的商保存在AL中，余数保存在AH中。

当SRC为字时，DX与AX联合成为32位被除数，SRC作为16为除数。其结果的商存在AX中，余数存在DX中。

商的正负性不用多说，讨论余数的正负性：余数的正负永远和被除数的正负相同（和数学上定义不一样）。

这两个指令不影响PSW的标志位，但是不允许出现除数为0或者除法溢出。如果出现这两种情况，则没有意义，并且会引发中断。

CBW/CWD

CBW
CWD

符号扩展指令。CBW将AL的符号扩展到AH中，形成一个字AX。CWD将AX的符号扩展到DX中，形成双字。

即当D7=0时，扩展为AH=00H，D7=1时，扩展为AH=FFH。扩展双字同理。

BCD数运算调整指令

在8086这里BCD码可以分为两类。

分离BCD码，8位的寄存器中只包含一位BCD码，即D0~D3
组合BCD码，8位的寄存器中包含了两位BCD码。

BCD调整指令一共有6条

助记符	功能
AAA	加法分离BCD调整
DAA	加法组合BCD调整
AAS	减法分离BCD调整
DAS	减法组合BCD调整
AAM	乘法分离BCD调整
AAD	除法分离BCD调整

加法调整指令

众所周知，BCD码用4位空间表示0~9十个数字，就有6个信息位没用上。所以每一个BCD数字相加时，可能会溢出到这六个没用上的信息位上，此时要整体+6、进位来修正。具体可见计组和数电。

AAA为分离BCD码加法运算后的调整指令，它会自己判断相加的结果（即AL）需不需要进行加6修正，如果需要则修正，否则不动。根据运算结果及修正结果的AF有无进位，进行下列操作：

AF有进位，则AH=AH+1，CF=1，AF=1
AF无进位，则CF=0，AF=0

并清除AL中的高4位。

DAA为组合BCD码的加法调整，表示对相加结果AL的低4位和高4位分别进行加6修正（如有必要）。DAA对AF、CF、SF、ZF、PF都有影响，其效果等同于ADD指令。

例如

MOV AH, 0
MOV AL, '4'
MOV BL, '8' ; 这两个是因为，ASCII的数字，高4位都是0011，而低4位从0开始。而分离BCD码高4位无效，所以不需要清除高4位。
ADD AL, BL
AAA

在AAA之前，(AL)=6CH，AAA调整后，(AX)=0102H，CF=1，AF=1

这说明4+8=12

又例如

MOV AL, 34H
MOV BL, 28H
ADD AL, BL
DAA

执行DAA前，(AL)=5CH，执行之后，(AL)=62H，CF=0，AF=1，SF=0，PF=0，ZF=0。这说明34+28=62。

而

MOV AL, 56H
MOV BL, 73H
ADD AL, BL
DAA

DAA前，(AL)=C9H，DAA后，(AL)=29H，CF=1，AF=0，SF=0，PF=0，ZF=0。这说明56+73=129。也就是说CF标志位成为了百位数。

减法调整指令

与加法正好相反，如果一位溢出时，要进行减6修正。

AAS根据运算结果及修正结果的AF有无借位，进行下列操作

AF有借位，则CF=1，AF=1
AF无借位，则CF=0，AF=0

并清除AL的高4位。

而DAS则会对AF、CF、SF、ZF、PF都有影响，其效果等同于SUB指令。

逻辑运算指令

总共有五种逻辑运算指令：AND、OR、XOR、TEST、NOT，格式分别为

AND  DST, SRC
OR   DST, SRC
XOR  DST, SRC
TEST DST, SRC
NOT  DST

都是按位计算，其中TEST的功能和AND完全相同，但是不改变任何操作数，只改变PSW。

逻辑运算指令的对象是字节或字。其中NOT指令对PSW无影响，其他指令使得CF=OF=0，ZF、SF、PF根据结果改变。AF无关。

DST可以为通用寄存器、内存，SRC可以为通用寄存器、内存、立即数。但是二者不能同时为内存。

移位指令

移位指令的共同特点为：正常影响PSW的SF、PF、ZF、CF和OF标志位，其中CF表示指令所移出的一位，OF=1表示移位前后符号位发生了变化。

移位指令一般形式如下

SHR  DST, CNT

其中DST为通用存储器或内存，而CNT一般为常数01H或者寄存器CL

逻辑移位

左移为SHL、右移为SHR。空位用0填补，移出的位放入CF（移出多位时，最后一个移出的放入CF）。

算术移位

左移位SAL、右移为SAR。SAL与SHL完全相同，SAR则是空位由符号位补充，移出的位也是放入CF。

循环移位指令

不带CF的循环移位，左移为ROL，右移为ROR。

带CF的循环移位，左移为RCL，右移为RCR。

标志位操作指令

用这些指令可以手动设置PSW里的位。

指令	功能
CLC	CF置0
STC	CF置1
CMC	CF取反
CLD	DF置0
STD	DF置1
CLI	IF置0，关闭中断
STI	IF置1，打开中断

转移指令

8086汇编中转移指令有两大类：无条件转移指令（如JMP、CALL、RET、IRET），条件转移指令（如JZ，JC，JCXZ，LOOP）

JMP（无条件）

JMP LABEL ; 段内或段间直接寻址，跳转到LABEL标号处
JMP REG16 ; 段内间接寻址，跳转到REG指定的段内偏移
JMP MEM   ; 字单元段内转移，双字单元段间转移，跳转到MEM指定的位置

其中JMP LABEL不需要指明是Near还是Far。如果LABEL与该指令在同一个段内，则为段内直接转移，转移后CS不变，(IP)<-(IP)+DISP16。其中DISP16表示转移目的地址与JMP转移指令之间的16位偏移量（可正可负），这时也叫近程转移。如果偏移量可以用8位表示，那么(IP)<-(IP)+DISP8，这时称为短转移。如果LABEL和JMP在不同的段，则表示段间直接转移，转移后(CS)<-SEG LABEL，(IP)<-OFFSET LABEL，这时称为远程转移。

而段内间接寻址则不是这么玩的，例如JMP BX他直接把BX内容赋值给IP，而没有什么偏移。

段间间接寻址是用双字内存来实现的，第一个字是OFFSET，第二个字是SEG。

有条件转移指令

只有当给定的条件满足时，才会转移到指定的地址。条件是看PSW中的标志位，由上一条指令产生。

有条件转移的寻址方式只有段内直接转移一种，而且是短转移，即偏移只能有8位有符号数。

指令	测试条件	功能
JC LABEL	CF=1	有进/借位
JNC LABEL	CF=0	无进/借位
JE/JZ LABEL	ZF=1	相等
JNE/JNZ LABEL	ZF=0	不相等
JS LABEL	SF=1	负数
JNS LABEL	SF=0	非负数
JO LABEL	OF=1	有溢出
JNO LABEL	OF=0	无溢出
JP/JPE LABEL	PF=1	有偶数个1
JNP/JPO LABEL	PF=0	有奇数个1
JA/JNBE LABEL	(CF=0)且(ZF=0)	大于（无符号）
JAE/JNB LABEL	CF=0	大于等于（无符号）
JB/JNAE LABEL	CF=1	小于（无符号）
JBE/JNA LABEL	(CF=1)或(ZF=1)	小于等于（无符号）
JG/JNLE LABEL	$(OF\oplus SF)\wedge ZF=0$	大于（有符号）
JGE/JNL LABEL	$OF\oplus SF=0$	大于等于（有符号）
JL/JNGE LABEL	$OF\oplus SF=1$	小于（有符号）
JLE/JNG LABEL	$(OF\oplus SF)\vee ZF=1$	小于等于（有符号）

由于有条件转移的范围很小，所以可以把他搭配无条件转移来使用。

循环指令

LOOP LABEL          ; (CX)<-(CX)-1, CX!=0时转LABEL
LOOPZ/LOOPE LABEL   ; CX!=0且ZF=1时转LABEL
LOOPNZ/LOOPNE LABEL ; CX!=0且ZF=0时转LABEL
JCXZ LABEL          ; CX=0时转LABEL

都是段内直接转移，且为短转移。

字符串操作指令

8086有5类字符串操作，分别为字符串传送（MOVS）、比较（CMPS）、扫描（SCAS）、装入（LODS）、存储（STOS）

字符串处理既可以按字操作，也可以按字节操作，每次处理一个单元。SRC和DST都是隐含寻址。约定如下：

如操作数在存储器中，则SRC由DS:SI确定，DST由ES:DI确定；如果操作数在寄存器中，则使用AL（字节型），AX（字型）
CPU执行操作后，SI和DI会自动修改，当DF=0时增加，DF=1时减小。字节操作时修改1，字操作时修改2。

字符串传送

MOVSB            ; 字节传送 (ES:DI)<-(DS:SI)
MOVSW            ; 字传送 (ES:DI)<-(DS:SI)
MOVS DST, SRC    ; 使用变量名，字节或字传送，但是是隐含寻址

字符串传送对PSW无影响。

注意MOVS的DST和SRC不是寻址，操作数仍然是隐含寻址的ES:DI和DS:SI。当DST和SRC都是字型时等同于MOVSW，都是字节型时等同于MOVSB。

字符串比较

CMPSB
CMPSW
CMPS DST, SRC

三个操作都是(DS:SI)-(ES:DI)，然后设置PSW标志位。DST和SRC仍然是只标记大小，并不是寻址。

字符串扫描

SCASB
SCASW
SCAS DST

字节扫描时，(AL)-(ES:DI)设置PSW。字扫描时，(AX)-(ES:DI)设置PSW。源操作数固定为AX或AL，目的操作数固定为ES:DI。

字符串装入

LODSB
LODSW
LODS SRC

字节操作时，把(DS:SI)放入AL。字操作时，把(DS:SI)放入AX。源操作数固定位DS:SI，目的固定为AL或AX。不影响PSW。

字符串存储

STOSB
STOSW
STOS DST

把AL或者AX放入(ES:DI)，操作数固定。不影响PSW。常用作对指定区域清零或者赋初值。

重复前缀

实际应用中经常需要对整个字符串进行操作，此时需要重复指令。

REP

REP STR_OP ; 当CX!=0时，重复执行STR_OP。CX<-CX-1。例如REP STOSB

REPZ/REPE

REPZ STR_OP ; 当CX!=0且ZF=1，重复执行STR_OP。CX<-CX-1。例如REP CMPSB比较直到不相同

REPNZ/REPNE

REPNZ STR_OP ; 当CX!=0且ZF=1，重复执行STR_OP。CX<-CX-1。例如REP CMPSB比较直到相同

子程序

子程序是一种汇编语言的封装，在和C语言中的函数是类似的。子程序通过修改CS和/或IP来实现调用，一般通过CALL指令。CALL好处在可以保存CS和IP，方便之后用RET指令返回。

CALL

CALL LABEL

如果LABEL可以用短转移。则IP入栈，(IP)<-(IP)+DISP8。如果只能用16位的近程转移，那么IP入栈，(IP)<-(IP)+DISP16。如果只能用远程转移，那么CS先入栈，IP再入栈。再把IP赋值OFFSET，CS赋值SEG。

CALL OPR

如果OPR为REG16，IP入栈，(IP)<-(REG16)

如果OPR为16位RAM，IP入栈，(IP)<-(MEM)

如果OPR为32位RAM，CS入栈，IP入栈，(IP)<-(MEM)，(CS)<-(MEM+2)

RET

RET   ; 用于段内返回，使得(IP)<-(SP)，弹栈
RETF  ; 用于段间返回，先IP出栈，后CS出栈
RET n ; 完成RET（或RETF）后，(SP)<-(SP)+n

子程序伪指令

过程名 PROC [类型]
    ...
    ...
    RET
过程名 ENDP

其中PROC和ENDP是伪指令。过程名相当于C语言的函数名，给子程序取的名字。它可以看作标号。类型可以是Near也可以是Far，默认为Near。

但是过程名没有命名空间，也不能嵌套声明（可以嵌套调用）。

中断

8086有三种中断

内部中断。包括除法错误（0号中断），单步执行（1号），断点中断（3），INTO指令中断（4），INT n中断（n）
外部非可屏蔽中断NMI（2）。包含存储器错误和关机等。
外部可屏蔽中断INTR。

中断处理程序是放在存储器中的。于是我们获取到中断编号后，就要从内存中获取该编号对应的中断处理程序的地址（包括CS和IP）。

中断处理程序的地址的地址，为段地址0000H，偏移地址$中断类型号\times 4$。于是有四个字节或者两个字，第一个字为IP，第二个字为CS。CS:IP给出了中断处理程序的地址。

中断类型范围为0~255

INT

INT n

表示调用第n号中断，其值为0~255，其会进行如下操作

IRET

中断返回指令。执行时会IP、CS、PSW的顺序出栈。

DOS提供的系统功能调用

其中INT21的功能号对应的功能为

IO操作

8086是独立编址的，进行IO操作需要特别的指令。

IN

IN DST, SRC

从端口输入数据。其中SRC一般为DX或者立即数，表示设备端口的地址。但是立即数只能是8位，而DX可以用16位也可以用8位。DST例如用AX表示读一个字，用AL则表示读一个字节。

OUT

OUT DST, SRC

和IN的DST和SRC的要求换一下即可。

处理器控制指令

NOP

空操作指令。表示什么也不做，但要占用机器的三个时钟周期。

HLT

暂停指令，使CPU进入暂停状态，退出暂停的条件有：

RESET信号有效，即CPU进行复位操作
NMI（非屏蔽中断请求）信号有效，即系统收到了非屏蔽中断，必须处理
INTR（可屏蔽中断请求）有效，且IF=1，此时要求系统响应该请求

WAIT

等待指令，使CPU处于等待状态。这是，CPU会定期检测8086芯片的$\overline{TEST}$引脚。为高电平时继续等待，并且每五个时钟周期再检查一次，直到低电平，之后退出等待执行下一条指令。

LOCK

总线锁定指令

LOCK <其他指令>

可以保持总线的使用权，表示在使用这组指令期间，别的设备不能使用外部总线

ESC

ESC CODE, DATA

换码指令，完成多处理器之间的指令和数据交换。

例如8086cpu可以利用该指令把任务分配给8087。CODE是一个事先规定的6位指令码（立即数表示），DATA表示要送的数据（使用寄存器或存储器寻址）

宏指令

宏指令是用户自己定义的指令，它是由指令和伪指令构成的程序段。用户使用宏指令时必须先定义后调用。

宏指令用标识符（宏指令名）来表示一段程序，在程序汇编时，调用的宏指令会被展开成相应的程序段（宏展开）。所以宏指令并没有相对应的指令代码，类似于EQU这样的标识符。

宏指令名 MARCO <形式参数>
    ... ; 宏体
ENDM

形式参数就像C的函数的参数，不过应该是传引用，例如

总线及其形成

基础概念

一组共用的导线，计算机中各种信息沟通的公共通道

按照连接对象分类为：内总线、外总线
传输信息的种类：数据总线、地址总线、控制总线
握手技术和联络方式：同步传输总线、异步传输总线
功能层次：片内总线、元件级总线、系统总线、通信总线

微处理器级总线：微处理器外部结构中的数量有限的输入输出引脚

系统级总线：微处理器级总线和其他逻辑电路连接组成的主机板系统

集中常用芯片

三态门

典型芯片74LS244

其中Z为高阻态。上图应该G是$\bar G=1$时高阻

双向三态门

典型芯片74LS245

带有三态门输出的锁存器

典型芯片74LS373

8086的引脚功能及时序

总线周期

T1状态：表示CPU准备输出存储器地址或I/O地址。
T2状态：用于输出控制信号。
T3/Tw状态：在这个状态下，CPU会等待存储器或I/O端口准备好数据传输。
T4状态：这是数据传输完成的确认阶段。

最小方式

引脚功能TODO

最大方式

引脚功能TODO

系统总线的形成

最小方式

最大方式

8086与8088的差异

在 CPU 内部，8086 CPU 的指令队列寄存器由 6 字节组成，而 8088 CPU 的指令队列寄存器由 4 字节组成。
在 CPU 外部
1. 8088只有8位数据线即D0-D7
2. 8088中为$IO/\bar M$，而8086中为$M/\overline{IO}$
8086中的$\overline{BHE}/S_7$在8088中为$\overline{SS_0}$仅用于在最小方式中提供状态信息，在最大方式中始终为高电平。

PC/XT 总线

引脚功能todo

存储器设计

存储器分类和主要技术指标

P190

几种常用存储器芯片介绍

6264和2114是SRAM，而2764是EPROM

扩展存储器设计

P201

存储器地址译码电路设计

P207

存储器与CPU的连接

P209

本章后面的疑似不用学

常用芯片的接口技术

I/O 接口概述

P224

外设接口的编址方式

P226

输入/输出的基本方式

P228

常用芯片的接口技术

P232

本章后面的疑似不用学

中断系统与可编程中断控制器 8259A

中断的基本概念

P256

8086 的中断系统

P260

可编程中断控制器 8259A 及其应用

P264

定时/计数器 8253 应用设计

8253的引脚功能及特点

P273

8253的原理结构及工作原理

P273

8253的控制字及工作方式

P275

8253与系统总线的接口方法

P287

8253的应用设计

P300

并行接口芯片8255A应用设计

8255A的引脚功能及特点

P316

8255A的原理结构及工作原理

P316

8255A的控制字及工作方式

P317

8255A与系统总线的接口方法

P323

8255A的应用设计

P325