8088系列微处理器

8086/8088

区别

8088外部总线宽度8位，8086为16位
拐角都是40个拐角，但是有一个拐角上8088中IO/M‾=0IO/\overline{M}=0IO/M=0表示访问内存，8086中IO‾/M=1\overline{IO}/M=1IO/M=1表示访问内存

内存分段管理

内部结构都是16位
作为地址时只能访问64K存储单元（存储单元，没说是字还是字节）
采用分段管理的方法，将内存空间分为多个逻辑段，每个逻辑段最大64K存储单元，段内每个单元的相对地址码用16位表示
每个段设置段地址，用16位寄存器存储

支持单/多处理器系统（MN/MX‾MN/\overline{MX}MN/MX拐角，高电平最小模式即单处理器模式，低电平最大模式即多处理器模式）

拐角及功能

最小模式下（工作在单处理器下）

A0~ A19是地址线，D0~ D7是8088对外提供数据的数据线。AD0_{AD7是分时复用，根据时间作用不同，有的时刻是地址线A，有的时候是数据线D。A16}A19也是分时复用，有的时刻是地址，有的时刻是状态，对应段地址标识或中断标志
RD‾\overline{RD}RD，低电平发出读信号。WR‾\overline{WR}WR，低电平输出写信号
HOLD：DMA控制器向CPU请求控制信号，总线请求信号。HLDA：总线应答信号
IO/M‾=0IO/\overline{M}=0IO/M=0：低电平访问内存，高电平访问IO端口
DT/R‾DT/\overline{R}DT/R：高电平总线往外送数据，低电平CPU接收数据。和读写信号不同，这里是代表方向
DEN‾\overline{DEN}DEN：低电平时，数据总线上的数据有效。通知其他器件这个期间数据有效。对应高电平写，低电平读
ALE：高电平时，表示地址线上的地址有效，常用作锁存器的控制器信号。告诉外面锁存器，在ALE高电平时期才有效
INTA‾\overline{INTA}INTA：（外设可屏蔽请求）的中断响应信号
INTR：中断请求信号，接在INTR上的可屏蔽的
NMI：接在NMI上的是非屏蔽中断
TEST‾\overline{TEST}TEST：对CPU是个输入信号，看外设准备好没，判断的拐角。低电平外设没准备好，高电平外设准备好，没准备好则插入一个周期（扩展同步中）

没有斜杠的，无论最小最大模式，都是分时复用。有斜杠的是最小模式分时复用。有括号的，外面是最小模式下的特性，括号里的是最大模式下的特性

最大模式（多处理器）

（/）高阻模式，这个拐角没用上。
（ … /… ）最大模式下，既可以做输入也可以做输出（分时复用）。（LOCK‾\overline{LOCK}LOCK）锁定总线
QS：队列状态

利用锁存器控制长短

8088CPU的总线系统

最小模式

锁存：不给脉冲就不变

8282：三态锁存器。三态：高、低、断开

8286：双向、三态的缓冲器

CPU直接来控制这些线

最大模式

可以支持多处理器，总线控制信号不是由CPU直接提供，而是由总线控制器提供

CPU的功能结构

执行单元（EU）+总线接口单元（EIU）

指令队列8088中固定4字节，8086固定6字节。指令队列不一定只有一行。8088对内16对外8位，8086内外都是16位，这里以8088为主

8086/8088的IP和模型机的PC类似，但是IP是偏移地址，而且不是正在执行的指令（因为正在执行的已经在指令队列里了），指的是即将要读取的地址

寄存器

通用寄存器包括数据类寄存器、地址指针寄存器和变址寄存器

数据类寄存器包括AX、BX、CX、DX，常用于存放操作数或运算结果。数据类寄存器有特殊用途

AX：累加器，乘除运算中的隐含操作数以及中间结果；IO指令中也使用AX(AL)进行数据传送
BX：基址寄存器，常用于存放被访问内存单元数据块的基地址，默认为数据段。如查表指令XLAT，BX:AL
CX：计数寄存器，在循环和串操作指令中用作计数器
DX：数据寄存器，用于存放IO指令中的16位端口地址；存放32位乘除运算中的高16位(低16位于AX中)，以及32位除法结果中的余数。还有IN AL,20H，8位可以直接写，但是超过8位不行，IN AL,2000H就不行，得先MOV DX,2000H才行。还用与div和mul指令

地址指针寄存器：包括堆栈指针寄存器SP和基址指针寄存器BP。这两个指针寄存器除可以存放操作数外，还可以作为地址指针，常用于在堆栈操作中存放偏移地址

SP：在堆栈操作中用来存放栈顶单元的偏移地址，永远指向堆栈的栈顶
BP：默认用于存放当前堆栈内某个单元的偏移地址，即可以对堆栈内任意单元的数据进行操作

变址寄存器：变址寄存器包括源变址寄存器SI和目的变址寄存器DI，除可以存放操作数和作为地址指针外，还分别固定应用于数据的串操作指令中，提供串操作数的索引地址。正常下是通用寄存器，只有串操作下才会分别指明源、目的操作地址

段寄存器：CS-代码段寄存器，DS-数据段寄存器，SS-栈段寄存器，ES-附加段寄存器

标志寄存器FLAGS

算术或逻辑运算结果的特征位
- CF：进位标志位。加(减)法运算时，若最高位有进(借)位则CF=1
- PF：奇偶标志位。运算结果的低8位中“1”的个数为偶数时PF=1 ，奇数时PF=0
- AF：辅助进位标志位。加(减)操作中，低位从Bit0开始，若Bit3向Bit4有进位(借位)，则AF=1
- ZF：零标志位。当运算结果为零时ZF=1
- SF：符号标志位。当运算结果的最高位为1时，则SF=l ，无论是有无符号数
- OF：溢出标志位。当算术运算的结果超出了带符号数的表示范围时，OF=l 。有无符号数人工判断，机器一律当有符号数，有符号数OF=1不一定溢出（比如最高位进位和符号位进位都为1）
控制标志位
- TF：陷井标志位，也叫跟踪标志位。TF=1时，使CPU处于单步执行指令的工作方式。
- IF：中断允许标志位。IF=1使CPU可以响应可屏蔽中断请求。
- DF：方向标志位。在数据串操作时确定操作的方向（SI、DI是+1还是-1）。 DF=1，地址指针按自减方式；DF=0，地址指针按自增方式进行。

存储器

字与字节

任何两个相邻字节单元就构成一个字单元；
字单元的地址为两个字节单元的低地址。
字数据的存放规则是低8位放在较低地址字节单元中，高8位放在较高地址字节单元中。

段地址-段基地址（是逻辑地址），段首地址-段首对应的物理地址（段基地址左移4位）

任一时刻，一个程序只能访问4个当前段中的内容，因为只有4个段寄存器

堆栈组织

8086/8088对于堆栈的操作如出入栈按字操作，但存储器按字节存储。低8位放在较低地址单元，高8位放在较高地址单元（小端）
SP被初始化时的值就是堆栈的长度。由于SP是16位寄存器，因此堆栈长度< 64K字节。因为65535奇数，只能分偶数分到65534<64K。不过书上写=64K
SP始终表示堆栈段首地址与栈顶之间的距离（字节数）
- 当SP为最大(初始)值时，表示堆栈为空
- 当SP为0时，表示堆栈全满
当用户程序中要求的堆栈长度超过一个堆栈段的最大长度64KB时，可以设置多个堆栈段

指令系统

按功能分类：数据传送类、算数运算类、逻辑运算和移位、串操作、控制转移类、处理器控制

指令格式

8086把操作数、地址等一堆都叫操作数，操作数有三种：立即数、寄存器、存储器操作数

立即数是数据本身，无地址含义，不能做目的操作数，所以不能用于单操作数指令

寻址方式

立即寻址：仅适用于源操作数
直接寻址：默认数据段基地址。允许段重设，即增加段前缀实现段超越，原则不能改成CS
寄存器寻址
寄存器间址：只有BX,BP,SI,DI能用来寄存器间址，又称为间址寄存器或地址指针。段地址默认不同，BX、SI、DI默认为DS，BP默认为SS（非串操作下）。串操作下，SI固定是DS可以重设，但是DI是ES不能重设
寄存器相对寻址：寄存器必须是间址寄存器。操作数在内存中的偏移地址由间址寄存器的内容加上指令中给出的一个8位或16位的位移量组成。注意5+[BX]就是5[BX]，是[5+BX]，不是[BX]的值+5
基址变址寻址：基址寄存器+变址寄存器。基址寄存器BX默认DS，BP默认SS
隐含寻址：有些指令的操作码不仅包含了操作的性质，同时还隐含规定了部分操作数

单操作数不能是立即数，立即数只能做源操作数

传送类指令

一些符号声明

OPRD  # 泛指各种类型的操作数
Mem   # 存储器操作数
Acc   # 累加器操作数
Dest  # 目标操作数
Src   # 源操作数
Disp  # 8位或16位位移量，可用符号地址表示
Data  # 8位或16位立即数
Port  # 输入输出端口，可用数字或表达式表示
[  ]  # 表示存储器操作数

数据传送指令

通用数据传送：不影响标志位

一般传送指令MOV
堆栈操作POP、PUSH
交换指令XCHG
查表转换指令XLAT
字位扩展指令CBW、CWD

MOV

存储单元之间不能直接传送，即MOV [DI],[1000H]不行。在源操作数是立即数时，目标操作数不能是段寄存器
段寄存器CS只能作源操作数，段寄存器之间不能直接传送。且只在MOV、PUSH做源，哪都不能做目标操作数
不可识别下两操作数长度必须相同，模糊的情况下可以。MOV AX,09H可以，09H会被自动补成16。MOV AX,BL不行
FLAGS一般不作为操作数在指令中出现

堆栈操作指令pop、push

操作数必须是16位
push可以，但是pop不可以cs

交换指令XCHG

操作数中至少有一个是通用寄存器，即不能同时为存储器。段寄存器不能作为操作数
两个操作数字长必须相同

查表指令XLAT

零操作数指令，隐含寻址[BX+AL]，BX表格首地址、AL表内位移量，值给AL
表格长度不超过256字节

字位扩展指令

CBW扩展成字：将带符号数的符号位扩展到高位，零操作数指令，采用隐含寻址
未说明，计算机当有符号数处理（正数扩展全是0，负数全是1）
CWD扩展成双字，高16在DX，低16在AX

输入输出指令

IN Acc,Port
OUT Port,Acc

8位Acc为AL，16Acc用AX

端口地址为8位时，指令中可以直接给出8位端口地址。端口地址为16位时，指令中的端口地址必须由DX指定

IN AL,DX不是寄存器直接寻址，是间址，因为DX内容是端口号，根据端口号寻址

取偏移地址指令

LEA Reg16,Mem

LEA指令将存储器操作数的16位偏移地址送到指定的通用寄存器

源操作数必须是存储器操作数，目标操作数必须是16位通用寄存器，而且最好是间址寄存器

LDS  Reg16，Mem32
LES  Reg16，Mem32

装入地址指针指令LDS和LES

Reg16任意一个16位通用寄存器。Mem32必须是一个存储器操作数，需要用到属性修改dword ptr

高16位给DX，低16位给Reg16。

标志传送指令

flags：OF溢出位、SF符号位、ZF为零位（ZF=1表示为0）、AF辅助进位位、PF奇偶校验位（只是低八位的）、CF进位位

LAHF：AH装flags的低8位

SAHF：AH内容存到标志寄存器

PUSHF、POPF：隐含操作数FLAGS和堆栈单元，PUSHF将FLAGS的内容压栈保存，POPF将当前堆栈栈顶的内容送到FLAGS

算术运算指令

加法

普通加法指令ADD、带进位位的加法指令ADC、加1指令INC

源操作数和目的操作数不能同时为存储器操作数

ADD、ADC对6个标志位均有影响，INC根据运算结果设置标志寄存器中的PF、AF、ZF、SF和OF位，但不影响CF位

ADC指令主要用于多字节加法运算。高16位（或高8位）相加时，必须要考虑低16位（低8位）产生的进位

16位写的时候，最高位别用字母，是字母的加个0，0ABCH

32位加法，低16加的时候可能有进位位，所以高16位加的时候用ADC考虑进位位

MOV  AX, 5678H
ADD  AX, 0ABCDH
MOV  DX, 1234H
ADC  DX, 8765H

减法

普通减法指令SUB、带借位的减法指令SBB、减1指令DEC、求补指令NEG（求-X补码）、比较指令CMP

SUB、SBB对6个标志位有影响，DEC和INC一样不影响CF位

求补NEG，对6个标志位都有影响，求变补[-x]_补，不是求[x]_补。求变补其实就是拿0减

只有当操作数为零时，进位标志CF被置零；其它情况都被置1，即均有借位
当字节操作数为-128（80H），或字操作数为-32768（8000H）时，结果将无变化，但溢出标志OF被置1。简单理解，-2ⁿ~2ⁿ-1，y用0对-2ⁿ减，会溢出

CMP对6个进位位全影响

转移

跟在影响标志位的指令后，比如比较指令后

乘法

无符号数乘法MUl、有符号数乘法IMUL
mul对CF、OF有影响，其他不确定。若字节运算的AH或字运算的DX=0.则CF=OF=0否则CF=OF=1
imul若乘积的高半部（AH或DX）是低半部的符号扩展，则CF=OF=0 ，否则CF=OF=1

8位：AL×BL→AX，16位：AX×BX→DX(高) AX(低)

	8位乘法	16位乘法
被乘数	AL	AX
乘数	8位内存或寄存器	16位内存或寄存器
结果	AX	DX高位，AX低位

除法

不会溢出，对标志位没什么影响

被除数	AX	DX和AX
除数	8位内存或寄存器	16位内存或寄存器
商	AL	AX
余数	AH	DX

逻辑运算和移位指令

逻辑运算

与AND，对6个标志位有影响，但是CF=OF=0，基本上AF=0，

或OR，和AND一样对6个标志位有影响

对自己OR或AND，值不变，但是PF会变，就可以利用这个改变标志位

非NOT，对所有标志位无影响

异或XOR，对6个标志位有影响，但是CF=OF=0

测试指令TEST，两操作数按位相与但结果不送回目的操作数。对6个标志位有影响，但是CF=OF=0

移位

非循环移位：逻辑/算术左/右移

循环移位：带/不带CF循环左/右移

算术左移SAL：移1位可以直接写1，但是超过1时必须放CL里

SAL OPRD,1   # 10001010→00010100,CF=1溢出了
SAL OPRD,CL

对SAL要判断OF，是否溢出。虽然操作上SHL和SAL一样，但是SAL有×2的意义，需要判断溢出，SHL没有

算术右移SAR：和原最高位一样的补最高位，最低位给CF

逻辑右移SHR：0补最高位

不带CF循环左移ROL，右ROR

带CF循环左移RCL，RCR

串操作

存储器中地址连续的若干单元的字符或数据称为字符串或数据串，串操作指令就是用来对串中每个字符或数据做同样操作的指令

每执行一次操作后能够自动修改指针，再执行下一次操作。自增还是自减看DF，DF=0自增，DF=1自减。按字节则±1.按字则±2

源串默认为数据段，允许段重设，偏移地址用SI寄存器指定，即源串指针为DS:SI
目的串默认为附加段，不允许段重设，偏移地址用DI寄存器指定，即目的串指针为ES:DI
串长度值放在CX寄存器中

串操作指令是8086指令系统中唯一能直接处理源和目标操作数都在存储单元的指令

串传送

MOVSB/MOVSW：隐含操作数

MOVS ：跟显示操作数。两个都得是存储器操作数且寄存器确定

MOVS ES:[DI],DS:[SI] #只能是这俩寄存器,但这么写不对
MOVS BYTE PTR ES:[DI],BYTE PTR DS:[SI] #即MOVSB
MOVS WORD PTR ...    #因为不能区别字还是字节操作等，需要加强制类型转换。指明是字节还是字传送。即MOVSW

常与无条件重复前缀REP联合使用，不影响标志位

#ES、DI、DS、SI初始化完
MOV CX,100
CLD # DF标志位清0,DF=0自增
REP MOVSB #MOVSB一次，REP重复MOVSB
HLT

串比较

CMPS：CMPSB、CMPSW

串比较影响标志位，CX不影响标志位

REPE/REPZ，ZF=1，且CX≠0重复比较
REPNE/REPNZ，ZF=0，且CX≠0重复比较

串扫描

SCAS：SCASB、SCAW

SCASB扫AL，SCASW扫AX

累加器AL、AX作源操作数，ES:[DI]作目的串操作数

不改变操作数、SI寄存器，自动改变DI的内容，同时影响标志位

串装入

LODS

LODSB：按字节装入AL

LODSW：按字装入AX

自动改变SI寄存器的内容，不影响标志位，同时一般不带重复前缀指令

串存储

STOS

自动改变DI寄存器的内容，不影响标志位，利用重复前缀REP可对连续存储单元存入相同的值

程序控制指令

无条件转移

JMP

JMP XXXXH           # 段内直接转移
JMP OPRD            # 段内间接转移
JMP FAR PTR Label   # 段间直接转移
JMP DWORD PTR [BX]  # 段间间接转移,OPRD是一个根据寻址方式而获得的32位存储器操作数

间址只能是那几个比如BX，不能是AX

条件转移

循环控制

循环控制指令不影响状态标志位，标志位主要由之前指令改变

LOOP：CX≠0跳转，CX=0退出

LOOPZ/LOOPE：CX、ZF任意一个=0则退出

LOOPNZ/LOOPNE：CX=0或ZF=1则退出

过程调用和返回

近标，压IP不管CS

CALL PROC #段内直接调用
CALL OPRD #段内间接调用

远标

CALL FAR PTR PROC
CALL OPRD

中断

中断指令用于产生软中断

INT n

中断向量地址=n×4

处理器控制指令

汇编语言程序设计

数据项

常量

标号

类型属性：NEAR和FAR两种类型。NEAR型地址指针为2个字节，只能段内引用；FAR型4个字节，可以在其他段引用

JMP FAR PTR L2 # 远转移，段间转移
JMP L1 # 缺省的，段内近转移JMP NEAR PTR L1

伪指令
- （偏移量属性）OFFSET取标号或变量的偏移地址：MOV BX,OFFSET L1
- （段值属性）SEG取段地址：MOV BX,SEG L1

变量

也有类型属性（字节BYTE、字WORD、双字DWORD、QWORD四字等）、偏移量属性、段值属性
定义在某个段中，变量名存放某数据块的存储单元首地址
DW定义一个字，DB定义字节，DD定义双字、DQ定义4字、DT定义10字节
使用时注意类型匹配，不匹配可以利用WORD PTR XXX等临时转换

表达式

编译中将值计算出来。如表达式写成0FFFH AND AX就不行，不运行无法计算

伪指令

数据定义伪指令

格式

操作数

数值表达式、字符串表达式（注意不同类型存储上限，如DW/DD不允许两个以上字符），？表达式可以用？表示预置任意内容：DA-BYTE DB ？，？，？

DB 'ABCDEF...' # 只有DB可以，但是表示一个一个字节。41H,42H,43H...
DW 'AB','CD' # 最多两个。4241H,4443H
DW 'ABCD...' # 不行，DD也不行，除了DB都只能一次定义俩

重复操作符：当同样的操作数重复多次时，可用DUP表示

DATA_A DB 10H  DUP(?) # 10H次，括号内是重复内容
DATA_B DB 20H  DUP(30H,31H)
DATA_B DW 20H  DUP(3000H,3100H)

属性定义伪指令LABEL：做属性修改，不修改地址

DWA1 LABEL WORD #说明DWA1和DA1的基/偏移地址是相同的，但是类型不同，也就是按字取可以用DWA1，按字节可以用DA1
DA1 D 10H,20H

SUB1_FAR LABEL FAR
SUB1: MOV AX,30H

表达式运算符

算术运算符
逻辑运算符：AND、OR、NOT、XOR
关系运算符：EQ（等于）、NE（不等于）、LT（小于）、 LE（小于等于）、GT（大于）、 GE（大于等于）
- 关系运算符用来比较两个表达式的大小。关系运算符比较的两个表达式必须同为常数或同一逻辑段中的变量。
- 若是常量的比较，则按无符号数进行比较。补码和补码比：-1 (1111) > 2 (0010)
- 若是变量的比较，则比较它们的偏移量的大小。
- 关系运算的结果只能是“真”（全1）或“假”（全0）

取值运算符OFFSET、SEG

属性运算符：PTR临时修改

类型可以是BYTE、WORD、DWORD、NEAR和FAR。这种修改是临时的，只在含有该运算符的语句内有效

存储器操作数运算符[]

注意存储器操作数的位置±动的是偏移地址不是值！出现[]，±出现在括号内外，修改的都是地址，不是值

TYPE：取对应类型的字节长度，如TYPE v1（v1是DB类型）是1

LENGTH：取变量长度（用DUP定义的重复的次数，没有用DUP定义则是1）

SIZE：取TYPE和LENGTH乘积

HIGH/LOW运算符：这两个运算符用来将表达式的值分离出高字节和低字节，后面只能跟一个数，不能是寄存器、标号（因为具体的地址或数不运行不知道具体值）

EQU：用符号名来表示EQU右边的表达式。后面的程序中一旦出现该符号名，汇编程序将把它替换成该表达式

符号名 EQU 表达式

段定义伪指令

定位类型

PAGE：表示该段从一个页面的边界开始存放数据。由于一个页面为256个字节（100H），并且页面编号从0开始，因此，PAGE定位类型的段起始地址的最后8位二进制数一定为0，即以00H结尾的地址
PARA:表示该段从一个小节的边界开始存放数据。如果用户未选定位类型，则缺省为PARA
WORD:表示该段从一个偶数字节地址开始存放数据，即段起始数据单元地址的最后一位二进制数一定是0
BYTE:表示该段起始数据单元地址可以是任一地址值

相邻两个段不一定物理相邻

定位类型为PAGE和PARA时，段基物理地址（0H结尾）直接选用段起始数据地址，即它们是重合的。定位类型为WORD和BYTE时，段基物理地址与段起始数据地址可能不同。（按页面/小节定位，段地址对首段偏移0。字节、字型定位，段的段首地址不一定0）

组合类型

NONE
PUBLIC
STACK
COMMON
MEMORY
AT

类别名

$：当前的偏移地址

中断

8259

分主片和从片，主片的IR0~IR7最多可以接8个从片，从片信号先给主片，主片再给CPU。8259的中断信号给CPU的INTR，CPU的信号给8259的INTA，CPU的请求每个片都能收到。
$ \overline{SP}/\overline{EN} $为双功能线。
- 缓冲模式下为输出信号，用以控制数据总线缓冲器的传送方向。8259A输出数据时为低电平，接收数据时为高电平。
- 非缓冲模式下为输入信号，高电平为主片，低电平为从片。

中断请求寄存器IRR，八位对应IR0~IR7，存从片传过来的中断信号

中断服务寄存器ISR，某一位为1比如IR7为1，说明IRR中IR7对应的中断程序正在执行

中断触发方式：高电平触发、上升沿触发。原则上可屏蔽中断是高电平触发，非屏蔽是上升沿的

工作方式

优先级控制
- 默认固定优先级：IRx优先级x
- 自动循环优先级：逆时针，如IR4执行完IR5变最高，依次循环
- 特殊循环优先级：用控制命令指定初始最低优先级的中断源
中断嵌套
- 普通全嵌套：基本工作在从片上，屏蔽本级和更低级别，从片有优先级的概念
- 特殊全嵌套：主要工作在主片上

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