指令周期

??????在執(zhí)行一條指令的過程中，由CPU完成的操作序列構(gòu)成一個指令周期，通常每一個指令周期一定會包含兩個子周期:即取指令子周期和執(zhí)行指令子周期。在取指令子周期，CPU將要執(zhí)行的指令從內(nèi)存中CS：IP指向的存儲單元內(nèi)讀出（x86由PC指向內(nèi)存中要執(zhí)行的指令）；在執(zhí)行指令子周期，執(zhí)行指令指定的操作。另外，將檢查中斷請求的操作也常作為一個子周期包含在指令周期中，即中斷子周期。
??????1，取指子周期：它所包含的微操作一般為：對于8086cpu來說，計算出實際指令存放的物理地址，將其送上地址總線傳送到內(nèi)存，取得該地址上存儲的指令，隨后IP中的值自動增加。
??????2，執(zhí)行指令子周期：執(zhí)行每一條指令所指定的操作。
??????3，中斷子周期：檢查當前是否有中斷請求。若有的話，8086CPU從中斷信息中取得中斷類型碼，將標志寄存器的值入棧（pushf和popf），設(shè)置標志寄存器相關(guān)位上的值，將當前的CS：IP入棧，最后通過中斷類型碼將CS：IP指向相應(yīng)的中斷處理程序。

代碼段

??????之前講過，在編程時可以根據(jù)需要將一組內(nèi)存單元定義為一個段。當我們將一段代碼存放在合適的內(nèi)存單元中時，‘合適’指的是：代碼長度不能大于64KB，必須是連續(xù)的內(nèi)存單元，內(nèi)存的起始地址為16的整數(shù)倍，這樣就可以將其定義為一個代碼段。通過設(shè)置CS：IP指向其起始地址就可以執(zhí)行此代碼段。

轉(zhuǎn)移指令

??????可以修改IP，或同時修改CS和IP的指令統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)移指令。其中：
??????只修改IP的轉(zhuǎn)移行為稱為段內(nèi)轉(zhuǎn)移，且當IP的修改范圍為-128-127時，稱為段內(nèi)短轉(zhuǎn)移；當IP的修改范圍為-32768-32767時，稱為段內(nèi)近轉(zhuǎn)移。同時修改CS和IP的轉(zhuǎn)移行為稱為段間轉(zhuǎn)移。
??????也可分為：無條件轉(zhuǎn)移指令，條件轉(zhuǎn)移指令，循環(huán)指令，過程和中斷。

無條件轉(zhuǎn)移指令（jmp）

??????jmp指令一般要給出兩種信息：（1）轉(zhuǎn)移的目的地址（2）轉(zhuǎn)移的距離（段間轉(zhuǎn)移、段內(nèi)短轉(zhuǎn)移或段內(nèi)近轉(zhuǎn)移）
??????1，根據(jù)相對位移進行轉(zhuǎn)移的jmp指令：
??????這類轉(zhuǎn)移包含兩種jmp轉(zhuǎn)移指令，均屬于段內(nèi)轉(zhuǎn)移。分別是段內(nèi)短轉(zhuǎn)移 jmp short 標號和段內(nèi)近轉(zhuǎn)移 jmp near ptr 標號。含義都是轉(zhuǎn)移到標號處執(zhí)行指令。轉(zhuǎn)移位移分別用8位和16位補碼來表示。
示例代碼如下：

assume cs:codesg codesg segmentstrart: mov ax,0mov bx,0jmp short sadd ax,1s:inc axcodesg ends end start

在debug中的對應(yīng)的機器碼如下：

0BBD:0000 B80000 MOV AX,0000 0BBD:0003 B80000 MOV BX,0000 0BBD:0006 EB03 JMP 000B 0BBD:0008 050100 ADD AX,0001 0BBD:000B 40 INC AX

??????其中EB03機器碼中的03表示目標指令所在地址基于當前IP的相對位移。在jmp short s的執(zhí)行指令子周期前，IP已經(jīng)變?yōu)?008，所以在執(zhí)行指令子周期中，CPU通過相對位移03計算出目標指令地址應(yīng)該為0008+03，即應(yīng)跳轉(zhuǎn)到000B處，故設(shè)置IP值為000B，從而執(zhí)行指令子周期結(jié)束。
??????jmp near ptr 標號也是采用類似的方式。
??????2，轉(zhuǎn)移的目的地址在指令中的jmp指令
??????jmp far ptr 標號，實現(xiàn)的是段間轉(zhuǎn)移。執(zhí)行效果為：用標號的段地址和偏移地址分別來修改CS和IP。
??????3，轉(zhuǎn)移地址在寄存器中的jmp指令
??????jmp reg，效果為：將該寄存器中的值賦給IP。實現(xiàn)的是段內(nèi)近轉(zhuǎn)移。
??????4，轉(zhuǎn)移地址在內(nèi)存中的jmp指令
??????jmp word ptr 內(nèi)存單元地址，效果為：在內(nèi)存單元地址開始處存放著一個字，是轉(zhuǎn)移的目的偏移地址（用來修改IP）。實現(xiàn)段內(nèi)轉(zhuǎn)移。
??????jmp dword ptr 內(nèi)存單元地址，效果為：在內(nèi)存單元地址開始處存放著兩個字，高地址處的是轉(zhuǎn)移的目的段地址（用來修改CS），低地址處是轉(zhuǎn)移的目的偏移地址（用來修改IP）。實現(xiàn)段間轉(zhuǎn)移。

循環(huán)指令（loop）

??????loop指令為循環(huán)指令，所有的循環(huán)指令都是短轉(zhuǎn)移，即在其機器碼中包含轉(zhuǎn)移的位移，而不是目的地址。且對IP的修改范圍為-128-127，采用8位補碼來表示。
??????loop 標號，效果為：將CX寄存器中的值減一，如果CX不為0，就跳轉(zhuǎn)到標號處開始執(zhí)行（jmp short 標號）;若CX為0，就什么也不做，程序向下繼續(xù)執(zhí)行。

條件轉(zhuǎn)移指令（jcxz）

??????jcxz指令為有條件轉(zhuǎn)移指令，所有的有條件轉(zhuǎn)移指令都是短轉(zhuǎn)移，即在其機器碼中包含轉(zhuǎn)移的位移，而不是目的地址。且對IP的修改范圍為-128-127，采用8位補碼來表示。
??????jcxz 標號，效果為：如果CX為0，就跳轉(zhuǎn)到標號處開始執(zhí)行（jmp short 標號）；如果CX不為0，就什么也不做，程序向下繼續(xù)執(zhí)行。

實現(xiàn)子程序設(shè)計的轉(zhuǎn)移指令（call和ret）

??????一：call指令
??????CPU執(zhí)行call指令的操作為兩步：將當前的IP或CS和IP壓入棧中；進行轉(zhuǎn)移。
??????call指令不能實現(xiàn)短轉(zhuǎn)移，除此之外，call指令實現(xiàn)轉(zhuǎn)移的原理和jmp指令的原理相同。簡單的講解如下：
??????1，根據(jù)位移進行轉(zhuǎn)移的call指令
??????call 標號，效果為：將當前的IP壓棧后（push IP），轉(zhuǎn)到標號處執(zhí)行命令（jmp near ptr 標號）。轉(zhuǎn)移范圍為：-32768-32767，采用16補碼的段內(nèi)近轉(zhuǎn)移。
??????下面程序執(zhí)行后，IP中的值為0006。因為當call 指令執(zhí)行時，IP已經(jīng)為0006了（取指子周期），call執(zhí)行的功能是將IP入棧并跳到標號處繼續(xù)執(zhí)行程序，POP AX將原IP值0006賦給ax。

0BBD:0000 B80000 MOV AX,0000 0BBD:0003 E80100 CALL S 0BBD:0006 40 INC AX 0BBD:0007 58 S: POP AX

??????2，轉(zhuǎn)移目的地址在指令中的call指令
??????call far ptr 標號，實現(xiàn)段間轉(zhuǎn)移。效果為：將CS入棧（push CS），將IP入棧（push IP），令CS為標號所在段的段地址，IP為標號所在段中的偏移地址，即jmp far ptr 標號。
??????3，轉(zhuǎn)移地址在寄存器中的call指令
??????call reg，效果為：將IP入棧（push IP），令I(lǐng)P中的值為該寄存器中的值（jmp reg）。
??????4，轉(zhuǎn)移地址在內(nèi)存中的call指令
??????call word ptr 內(nèi)存單元地址，效果為：將IP入棧（push IP），令I(lǐng)P中的值為內(nèi)存單元地址開始處的一個字（jmp word ptr 內(nèi)存單元地址）。
??????call dword ptr 內(nèi)存單元地址，效果為：將CS入棧（push CS），將IP入棧（push IP），在內(nèi)存單元地址開始處存放著兩個字，高地址處的是轉(zhuǎn)移的目的段地址（用來修改CS），低地址處是轉(zhuǎn)移的目的偏移地址（用來修改IP），即為jmp dword ptr 內(nèi)存單元地址。
??????二：ret和retf指令
??????1，ret指令，效果為：用棧頂?shù)臄?shù)據(jù)來修改IP的內(nèi)容（pop IP），來實現(xiàn)近轉(zhuǎn)移。
??????2，retf指令，效果為：用棧頂?shù)臄?shù)據(jù)來修改CS和IP的內(nèi)容（先pop IP，后pop CS），來實現(xiàn)遠轉(zhuǎn)移。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的汇编语言随笔（2）-CPU指令周期和无条件转移指令（包括call和ret指令）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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