指令是使计算机执行某种特定操作的二进制编码。
8086 CPU指令系统有133条指令，通常分为数据寻址方式和程序寻址方式
8086指令是不定长，一般为1～6个字节。
数据寻址方式
隐含寻址
指令已经默认对CPU中的某个寄存器进行操作，不用在指令中指明所使用的寄存器，即隐含了规定的操作数，这样的寻址方式称为隐含寻址。立即数寻址
寄存器寻址
存储器操作数寻址
执行单元EU根据指令中给出的寻址方式计算出16位的偏移量，称为有效地址(EA)送到总线接口单元BIU，经过加法器生成20位实际物理地址，在存储器读写总线周期对存储器进行操作，一般在表示EA时，用 [操作数] 表示。
由于计算EA需要时间，进行总线操作比较慢，因此存储器操作寻址比前三种要慢。
直接寻址
例：MOV SI, [2000H]
默认使用DS段，若需使用其他段可使用段超越：MOV SI, ES:[2000H]-
寄存器间接寻址
可间接寻址的寄存器有：BX、BP、SI、DI
例：MOV AL, [BX]BX用于间接寻址时，默认段寄存器为DS，允许段超越 BP用于间接寻址时，默认段寄存器为SS，允许段超越 SI用于间接寻址时，默认段寄存器为DS，允许段超越 DI用于间接寻址时，只有在串操作指令中，默认段寄存器为ES,其余情况默认段寄存器均为DS，不允许段超越
注：IP只能在代码段中(CS)寻址，SP只能在堆栈段(SS)中寻址
-
寄存器相对寻址
基址寻址
操作数的有效地址是一个基址寄存器的内容加上一个8位或者16位的偏移量，基址寄存器是BX或者BP。
例：MOV AX,[BX+1000H]
有时也写成 MOV AX,1000H[BX]或MOV AX,[BX]1000H变址寻址
操作数的有效地址是一个变址寄存器的内容加上一个8位或者16位的偏移量，变址寄存器是SI和DI。
例：MOV AX, ARRAY[SI]基址加变址寻址
操作数的有效地址是由基址寄存器和变址寄存器的内容相加产生
例：MOV AX, [BP+SI]相对的基址加变址寻址
操作数的有效地址是由基址寄存器、变址寄存器和偏移量三者相加产生。
例：MOV AX, [BX+SI+3H]
也可写成MOV AX,3H[BX][SI]或MOV AX,3H[BX+SI]数据串寻址
DS:SI指示源串，ES:DI指示目的串，串长度计数用CX，并自动修改指针和计数器值，只用于串操作命令。
例：MOVSB ;((ES:DI))((DS:SI))，CX=CX-1，SI=SI+1,DI=DI+1
- I/O端口寻址
操作数存放在I/O端口中，指令执行时必须通过累加器（AX或AL）实现对端口的访问
直接端口寻址
指令直接提供8位端口的地址。
例：IN AL, 63H
当端口地址用一个字节来表示时,可使用直接端口寻址间接端口寻址
由DX寄存器给出16位端口地址。
例：MOV DX, 162H
IN AX, DX
程序寻址方式
段内直接寻址
短跳转：把IP的内容加上一个字节的补码数作为新的IP，往前最多跳-128个字节，往后最多跳127个字节。
近跳转：把IP的内容加上两个字节的补码数作为新的IP，往前最多跳-32768个字节，往后最多跳32767个字节。
段内间接寻址
将寄存器或存储器操作数的内容赋给IP
段间直接寻址
直接在指令中给出新的CS和IP内容
段间间接寻址
用存储器操作数的内容赋给CS和IP
8086指令格式
指令一般由1～6个字节组成，具体格式如下图：
- 字节1
OPCODE：指令操作码
-
D：操作数传输方向(立即数指令和串操作指令除外)
- D=0，Reg为源操作数
- D=1，Reg为目的操作数
-
W：操作数字节长度
- W=0，字节操作
- W=1，字操作
- 字节2，寻址方式
- MOD：寻址方式字段
- 00＝存储器方式，指令中无偏移量
- 01＝存储器方式，指令中有8位偏移量
- 10＝存储器方式，指令中有16位偏移量
- 11＝寄存器方式，指令中无偏移量
- Reg：寄存器编码字段
| 000=AL/AX | 100=AH/SP | 001=CL/CX | 101=CH/BP |
|---|---|---|---|
| 010=DL/DX | 110=DH/SI | 011=BL/BX | 111=BH/DI |
- R/M：寄存器/存储器字段
- 在MOD=11,寄存器模式下，R/M给出第二个操作数的寄存器编码。
-
在MOD≠11,存储器模式下，R/M给出计算有效地址的方法。
image.png
- 字节3～字节6
DISP：存储器操作数地址偏移量，长度由MOD字段定义
DATA：指令中的立即数
8086指令系统
操作数符号表示
| 符号 | 含义 |
|---|---|
| DST | 目的操作数 |
| SRC | 源操作数 |
| TARGET | 循环、转移和调用指令操作数 |
| imm | 立即操作数，字节或字 |
| acc | 累加器AL或AX |
| reg | 寄存器操作数 |
| seg_reg | 段寄存器 |
| mem | 存储器操作数 |
| short_label | 短标号（8位偏移量） |
| near_label | 近标号（16位地址或偏移） |
| far_label | 远标号（32位地址） |
数据传送指令
通用数据传送指令 MOV DST,SRC
堆栈及堆栈操作
堆栈是一种按先进后出（FILO）原则存取的存储器，它由堆栈指针寄存器SS:SP和RAM中的一部分组成，主要用于子程序调用或中断子程序的现场保护和恢复，以及参数传递等。
SP的内容总是指向栈顶，即最后推入信息所在单元。
进栈指令 PUSH SRC
出栈指令 POP DST
交换指令 XCHG DST,SRC
-
累加器专用传送指令
- 输入指令 IN AL/AX,PORT/DX
- 输出指令 OUT PORT/DX,AL/AX
PORT为8位直接地址 - 换码指令 XLAT ： (AL)←((BX)+(AL))
-
地址传送指令
- 有效地址传送指令 LEA reg16,SRC:(reg16) ←SRC
- 指针送寄存器和DS
LDS reg16,mem32 ：(reg16) ←(mem32)；(DS) ←(mem32+2) - 指针送寄存器和ES
LES reg16,mem32 ：(reg16) ←(mem32); (ES) ←(mem32+2)
-
标志寄存器传送
- LAHF : (AH) ←(flag低字节)
- SAHF : (flag低字节) ←(AH)
- PUSHF : (SP) ←(SP)-2, ((SP)+1),(SP)) ←flag
- POPF : flag ←((SP)+1),(SP)), (SP) ←(SP)+2
算术指令
- 加法指令
- ADD DST,SRC ： (DST) ← (SRC) + (DST)
- ADC DST,SRC ： (DST) ← (SRC) + (DST)+CF
- INC DST ： (DST) ←(DST)+1 //不影响进位标志CF
- 减法指令
- SUB DST,SRC ： (DST) ←(DST)-(SRC)
- SBB DST,SRC ： (DST) ←(DST)-(SRC)-CF
- DEC DST ： (DST) ←(DST)-1 //不影响进位标志CF
- NEG DST ： (DST)=0-(DST) //求补指令
- CMP DST,SRC ： (DST)-(SRC),仅影响标志 //比较指令
- 乘法指令
无符号数乘法
MUL SRC ： (AX) ←(AL)*(SRC)或(DX,AX) ←(AX)*(SRC)有符号数乘法
IMUL SRC ： (AX) ←(AL)(SRC)或(DX,AX) ←(AX)(SRC)
- 除法指令 //除数必须为被除数一半字长
无符号数除法指令 DIV SRC
(AL) ←(AX)/(SRC)；(AH) ←(AX)%(SRC)
或(AX)←(DX,AX)/(SRC)；(DX) ←(DX,AX)%(SRC)有符号数除法指令 IDIV SRC ： 操作与DIV相同
- 类型转换指令
字节转换成字指令（有符号数）CBW
若(AL) <80H则(AH)←0，否则(AH) ←FFH即将AL符号位扩展到AH有符号字转换成双字指令CWD
若(AX)<8000H,则(DX) ←0,否则(DX) ←FFFFH
- BCD码调整指令
加减运算非压缩BCD码高4位的值可不为0，乘除时高4位必须是0。
-
压缩BCD码调整指令
- DAA ：对BCD码加法运算结果(AL)进行调整。
- DAS ：对BCD码减法运算结果(AL)进行调整。
-
非压缩BCD码调整
- AAA ：对非压缩BCD码加法运算结果进行调整，进位送(AH)中
- AAS ：对非压缩BCD码减法运算结果进行调整
- AAM ：对非压缩BCD码乘法运算进行调整
- AAD ：对非压缩BCD码除法运算进行调整
逻辑指令
- 逻辑运算指令
- AND DST,SRC (DST) ←(DST)&(SRC)
- OR DST,SRC (DST) ←(DST)|(SRC)
- NOT DST ~DST
- XOR DST,SRC (DST) ←(DST)^(SRC)//异或
- TEST DST,SRC (DST)&(SRC),仅影响标志
- 移位指令
- 逻辑左移指令 SHL DST,count ：DST左移count位，每左移一位，最低位补0，最高位进入CF
- count可以为数字，也可以为CL做移位计数。
- 算术左移指令 SAL DST,count ：同SHL
- 逻辑右移指令 SHR DST,count ：最高位添零，最低位进入CF
- 算术右移指令 SAR DST,count ：最高位不变，最低位进入CF
- 循环左移指令 ROL DST,count ：最高位进入CF和最低位
- 循环右移指令 ROR DST,count ：最低位进入CF和最高位
- 带进位循环左移指令 RCL DST,count
- 带进位循环右移指令 RCR DST,count
串处理指令
- 数据串传送指令：唯一的目的操作数和源操作数都在存储器中的指令
-
串传送指令 MOVSB/MOVSW ：DST与SRC做类型检查
- MOVSB ： ((ES:DI)) ←((DS:SI)),(SI) ←(SI)±1, (DI)←(DI)±1
- MOVSW ：((ES:DI)) ←((DS:SI)),(SI) ←(SI)±2, (DI) ←(DI)±2
其中，加、减地址指针SI和DI由FLAG中的DF决定，DF=0地址增加，DF=1地址减小。
-
建立方向标志指令
- CLD ;DF←0
- STD ;DF←1
REP重复前缀
例：REP MOVSB ：以CX寄存器做计数器，每传送一个数(CX)减1，直到(CX)为0。
REPZ/REPE : 若(CX)≠0且ZF=1时继续执行，否则退出。
REPNZ/REPNE : 若(CX)≠0且ZF=0（比较不相等）时继续执行，否则退出。-
存入串指令 STOSB/STOSW ： DST做类型检查
- STOSB ： ((ES:DI)) ←(AL), (DI) ←(DI)±1
- STOSW ： ((ES:DI)) ←(AX),(DI) ←(DI)±2
由DF决定方向，可加入前缀REP。
-
从串中取指令 LODSB/LODSW ：SRC做类型检查
- LODSB ： (AL) ←((DS:SI)) , (SI) ←(SI)±1
- LODSW ： (AX) ←((DS:SI)) ,(SI) ←(SI)±2
地址增减由DF决定
- 字符串扫描和比较指令
-
串比较指令 CMPS : SRC和DST仅做类型检查
- CMPSB ;((DS:SI))-((ES:DI)), (SI) ←(SI)±1, (DI) ←(DI)±1
- CMPSW ;((DS:SI))-((ES:DI)), (SI) ←(SI)±2, (DI) ←(DI)±2
串比较仅影响标志,地址增减由DF决定。
-
串扫描指令 SCAS : DST做类型检查
- SCASB ： (AL)-((ES:DI)) ，(DI) ←(DI)±1
- SCASW ： (AX)-((ES:DI)) ,(DI) ←(DI)±2
仅影响标志，地址增减由DF决定，可加条件前缀。
控制转移指令
- 无条件转移指令：JMP TARGET
- JMP short_label ：(IP)<-(IP)+short_label 短跳转
- JMP near_label ：(IP)<-(IP)+near_label 近跳转
- JMP far_label ：(CS:IP)<-far_label 远跳转
- 条件转移指令
- 根据单个标志转移
| 指令 | 含义 | 测试条件 |
|---|---|---|
| JZ short_label | 结果为0转移 | ZF=1 |
| JE short_label | 结果相等转移 | ZF=1 |
| JNZ short_label | 结果不为0则转移 | ZF=0 |
| JNE short_label | 结果不相等则转移 | ZF=0 |
| JS short_label | 结果为负则转移 | SF=1 |
| JNS short_label | 结果非负则转移 | SF=0 |
| JNO short_label | 结果不溢出则转移 | OF=0 |
| JO short_label | 结果溢出则转移 | OF=1 |
| JP short_label | 奇偶为1则转移 | PF=1 |
| JPE short_label | 偶转移 | PF=1 |
| JNP short_label | 奇偶为0则转移 | PF=0 |
| JPO short_label | 奇转移 | PF=0 |
| JB short_label | 有借位转移 | CF=1 |
| JNAE short_label | 不大于等于转移 | CF=1 |
| JC short_label | 有进位转移 | CF=1 |
| JNB short_label | 无借位转移 | CF=0 |
| JAE short_label | 大于等于转移 | CF=0 |
| JNC short_label | 无进位转移 | CF=0 |
- 两个无符号数比较转移
| A大于 | B小于 | E等于 |
|---|---|---|
| JB/JNAE/JC | CF=1 | 小于 |
| JNB/JAE/JNC | CF=0 | 不小于 |
| JBE/JNA | CF|ZF=1 | 不大于 |
| JNBE/JA | CF|ZF=0 | 大于 |
- 两个有符号数比较转移
| G大于 | L小于 | E等于 |
|---|---|---|
| JL/JNGE | SF^OF=1 | 小于 |
| JNL/JGE | SF^OF=0 | 不小于 |
| JNLE/JG | (SF^OF)|ZF=0 | 大于 |
| JLE /JNG | (SF^OF)|ZF=1 | 不大于 |
- 测试CX值，为0则转移
JCXZ short_label ：(CX)=0则转移
- 循环指令
- LOOP short_label ： (CX) ←(CX)-1,(CX)≠0则转移
- LOOPZ/LOOPE short_label ： (CX) ←(CX)-1,(CX)≠0且ZF=1则转移
LOOPNZ/LOOPNE short_label ：(CX) ←(CX)-1,(CX)≠0且ZF=0则转移
- 子程序调用与返回
子程序调用指令 CALL TARGET
具体指令
CALL near_proc;段内调用
CALL far_proc;段间调用
CALL mem16/regp16/mem32;返回指令 RET
带立即数返回 RET IMM16
在RET指令的基础上，当从堆栈中弹出IP和CS后，再将SP加上一个字的立即数，使得返回后(SP) ← (SP) + IMM16
中断调用与返回
- 中断调用
INT n
依次将FLAG，当前CS和IP（即断点地址）放入堆栈，清除IF和TF。执行中断类型码为n的中断服务程序。
注： INT n 的机器码为 CDH n，INT 3 的机器码特殊，为 CCHINTO
在有符号数运算结束以后，可以使用INTO，若OF=1，则执行中断指令INT 4，否则无操作。IRET
中断返回指令，从中断程序返回主程序，恢复断点和FLAG
控制类指令
- 标志处理指令
- CLC/STC/CMC 对CF 清0 / 置位 /取反
- CLD/STD 对DF 清0 / 置位
- CLI/STI 对IF 清0 / 置位
- 处理器控制指令
| NOP | 空操作指令 | 占用一个字节的机器码，不执行任何操作 |
|---|---|---|
| HLT | (Halt)停机指令 | 该指令使处理器处于停机状态，以便等待一次外部中断到来 |
| WAIT | 等待指令 | 该指令使处理器处于空转状态，也可用来等待外部中断的到来 |
| ESC | (Escape)换码指令,用作前缀 | 格式：ESC MEM，其中MEM指出一个存储单元，ESC指令把该存储单元的内容送到数据总线去 |
| LOCK | 封锁指令,用作前缀 | 该指令与其他指令联合，用来维持总线的封锁信号直到与其联合的指令执行完为止 |