3.2 尋址方式
計算機在運行過程中需要的數(shù)據(jù)稱為操作數(shù)，尋找指令中所需要的操作數(shù)或操作數(shù)地址的方式稱為尋址方式。80486微處理器指令系統(tǒng)的尋址方式包括三種類型：操作數(shù)尋址、轉(zhuǎn)移地址尋址及I/O端口尋址。
3.2.1 關(guān)于操作數(shù)的尋址方式
指令中所需要的操作數(shù)來自以下幾個方面。
① 操作數(shù)包含在指令中。在取指令的同時，操作數(shù)也隨著取出，這種操作數(shù)被稱為立即數(shù)。
② 操作數(shù)包含在CPU的某個內(nèi)部寄存器中。由于寄存器在CPU的內(nèi)部，因此取操作數(shù)也比較簡單。
③ 操作數(shù)在內(nèi)存儲器中。由于內(nèi)存儲器在CPU的外部，因此，在尋找這種操作數(shù)時需要執(zhí)行一個總線周期。首先找到該操作數(shù)在內(nèi)存中存放的地址，再從該地址中取出操作數(shù)。
在80486微機系統(tǒng)中，任何內(nèi)存單元的地址都由段基址和偏移地址（又稱偏移量）組成。其中，段基址由段寄存器提供，而偏移地址則由以下4個部分組合而成。
① 基址寄存器
② 間址寄存器（或稱變址寄存器）
③ 比例因子
④ 位移量
以上4個部分稱為偏移地址四元素。一般將這4個元素按某種計算方法組合形成的偏移地址稱為有效地址EA。有效地址的組合方式和計算方法如下：
EA=基址+（間址×比例因子）+位移量
采用16位尋址時，位移量是8位或16位，用BX和BP作為基址寄存器，SI和DI作為間址寄存器，比例因子為1。
采用32位尋址時，可使用8位和32位的位移量，32位通用寄存器都可以作為基址寄存器或間址寄存器（ESP不用于間址），并且可采用2、4或8三種不同的比例因子。
以上4個因素可優(yōu)化組合出9種存儲器尋址方式，加上立即尋址和寄存器尋址，共有11種尋址方式。
以匯編語言中的MOV傳送指令為例，其指令格式為：
MOV 目標操作數(shù)，源操作數(shù)；將源操作數(shù)傳送到目標操作數(shù)
1.立即數(shù)尋址（immediate addressing）
立即數(shù)尋址的特點：操作數(shù)就在指令中，跟在操作碼后面，稱為立即數(shù)。在指令格式中，立即數(shù)一般為源操作數(shù)。
注意：在匯編語言中，立即數(shù)是以常數(shù)形式出現(xiàn)的。常數(shù)可以是二進制數(shù)（后綴字母B或b）、十進制數(shù)（不用后綴字母，或用D或d）、十六進制數(shù)（后綴字母H或h，以A～F開頭時，前面要加一個0）、字符串（用單引號括起來的字符，表示對應(yīng)的ASCII碼值）。
例如：MOV AL，0FH；將8位立即數(shù)0FH傳送到AL寄存器中
MOV AX，0102H；將16位立即數(shù)0102H傳送到AX寄存器中
這兩條指令的指令碼在內(nèi)存中的存放格式及指令執(zhí)行過程如圖3.1所示。
注意：立即數(shù)尋址時，只允許源操作數(shù)為立即數(shù)，而目標操作數(shù)必須是寄存器或存儲器操作數(shù)，其作用是給寄存器或存儲單元賦值。
2.寄存器尋址（register addressing）
寄存器尋址的特點：指令中所需的操作數(shù)在CPU的某個寄存器中，由于存取此類操作數(shù)是在CPU內(nèi)部進行的，因此執(zhí)行速度較快。
例如：MOV AX，CX；將CX中的內(nèi)容傳送到AX中
該指令的尋址及執(zhí)行過程如圖3.2所示。
3.直接尋址（direct addressing）
直接尋址的特點：操作數(shù)一般存放在存儲器的數(shù)據(jù)段中，而操作數(shù)的有效地址EA由指令給出。
物理地址=（DS）×16+EA
例如：MOV AX，[2000H]；將EA=2000H字單元中的內(nèi)容傳送到AX寄存器中
在匯編語言中，帶方括號“[ ]”的操作數(shù)稱為存儲器操作數(shù)，括號中的內(nèi)容作為存儲單元的有效地址EA。存儲器操作數(shù)本身并不能表明地址的類型，而需要通過另一個寄存器操作數(shù)的類型或別的方式來確定。上例中由于目標操作數(shù)AX為字類型，源操作數(shù)也應(yīng)與之對應(yīng)，因此有效地址EA=2000H為字單元。設(shè)DS=3000H，該指令的尋址及執(zhí)行過程如圖3.3所示。
物理地址=3000H×16+2000H=32000H
該指令的功能是將存儲器32000H和32001H兩個存儲單元的內(nèi)容，按照高位字節(jié)對應(yīng)高地址，低位字節(jié)對應(yīng)低地址的原則，送到AX寄存器中。
直接尋址允許用符號地址來代替數(shù)值地址，例如：MOV AX，[DATA]，變量DATA為存放操作數(shù)的存儲單元的符號地址，還可寫成MOV AX，DATA。直接尋址適用于處理單個變量。
4.寄存器間接尋址（register indirect addressing）
寄存器間接尋址的特點：操作數(shù)在存儲器中，其有效地址EA存放在某個寄存器中。
注意：寄存器的使用在16位尋址和32位尋址時不一樣。
（1）16位尋址
有效地址存放在SI、DI、BX、BP中。
如果指令中指定的寄存器是BX、SI、DI，則操作數(shù)在數(shù)據(jù)段中，段基址在DS中，操作數(shù)的物理地址為：
如果指令中指定的寄存器是BP，則操作數(shù)在堆棧中，段基址在SS中，操作數(shù)的物理地址為：
物理地址=（SS）×16+（BP）
例如：MOV AX，[BP]
設(shè)SS=3000H，BP=1000H該指令尋址及執(zhí)行過程如圖3.4所示。
（2）32位尋址
8個32位通用寄存器均可作為寄存器間接尋址使用。除ESP和EBP默認段寄存器為SS外，其余6個通用寄存器均默認段寄存器為DS。
寄存器間接尋址方式用于表格處理，執(zhí)行完一條指令后，只需要修改寄存器內(nèi)容就可取出表格中的下一項。
5.基址尋址（based relative）
基址尋址的特點：操作數(shù)在存儲單元中，操作數(shù)的有效地址EA由基址寄存器的內(nèi)容和指令中給出的位移量之和算出。
（1）16位尋址
BX和BP作為基址寄存器，其中BX以DS作為默認段寄存器，BP以SS作為默認段寄存器。位移量可以是8位或16位。
EA=（BX或BP）+位移量（8或16位）
（2）32位尋址
8個32位通用寄存器均可作為基址寄存器，其中ESP、EBP以SS作為默認段寄存器，其余均以DS作為默認段寄存器。位移量為8位或32位。
EA=（基址寄存器）+位移量（8位或32位）
6.間址尋址（indexed relative）
在間址尋址中，有效地址的計算公式如下：
EA=（間址寄存器）+位移量（8位或32位）
（1）16位尋址
只有SI和DI可作為間址寄存器，默認DS為段基址寄存器。
（2）32位尋址
除ESP以外的其他7個32位的寄存器均可作為間址寄存器，EBP默認SS作為段基址寄存器，其余以DS作為段基址寄存器。
基址尋址和間址尋址適用于對一維數(shù)組的數(shù)組元素進行檢索操作。通常，用位移量表示數(shù)組起始地址的偏移量，基址/間址寄存器表示數(shù)組元素的下標，可通過修改下標來獲取數(shù)組元素的值。
7.比例間接尋址（proportion indirect addressing）
在比例間接尋址中，有效地址的計算公式如下：
EA=（間址寄存器）×比例因子（2，4或8）+位移量（8位或32位）
比例間接尋址方式只適用于32位尋址。
例如：MOV EAX，TABLE [ESI×4]
其中，TABLE為位移量，4是比例因子，ESI乘以4的操作在CPU內(nèi)部完成。
8.基址加間址尋址（based indexed addressing）
基址加間址尋址方式也包括16位尋址和32位尋址，有效地址的計算公式如下：
EA=（基址寄存器）+（間址寄存器）
例如：MOV AX，[BX+SI]
MOV DX，[BX+DI]
如果DS=1000H，BX=2000H，DI=0010H，則
物理地址=DS×16+BX+DI
=10000H+2000H+0010H
=12010H
其尋址及執(zhí)行過程如圖3.5所示。
注意：當基址寄存器和間址寄存器默認的段寄存器不同時，一般以基址寄存器決定的段寄存器作為段基址寄存器。
例如：MOV EAX，[EBP][ECX]
由于基址寄存器是EBP，因此默認SS為段基址寄存器。
基址加間址尋址主要用于二維數(shù)組的操作。
9.基址加比例間址尋址（based indexed proportion addressing）
在基址加比例間址尋址方式中，有效地址的計算公式如下：
EA=（基址寄存器）+（間址寄存器）×比例因子
例如：MOV EAX，[EBX] [EDI×8]
基址加比例間址尋址方式只適用于32位尋址。
10.帶位移的基址加間址尋址（based indexed relative）
在帶位移的基址加間址尋址方式中，有效地址的計算公式如下：
EA=（基址寄存器）+（間址寄存器）+位移量
帶位移的基址加間址尋址方式分為16位和32位尋址兩種情況。
例如：MOV AX，[BX+SI+MASK]
ADD EDX，[ESI][EBP+0FFF0000H]
MOV DX，RSSA [BX][SI]
（也可寫成MOV DX，RSSA [BX+SI]或MOV DX，[RSSA+BX+SI]）
如果DS=3000H，BX=2000H，SI=1000H，位移量RSSA=0250H時，則
物理地址=DS×16+BX+SI+RSSA
=30000H+2000H+1000H+0250H
=33250H
其尋址及執(zhí)行過程如圖3.6所示。
注意：當基址寄存器和間址寄存器默認的段寄存器不同時，一般以基址寄存器決定的段寄存器作為段基址寄存器。
11.帶位移的基址加比例間址尋址（based indexed proportion relative）
EA=（間址寄存器）×比例因子+（基址寄存器）+位移量
這種尋址方式只有32位尋址一種情況。
例如：INC BYTE PTR [EDI×8][EDX+40H]
以上11種尋址方式可以分為兩大類。
（1）非存儲器操作尋址方式：包括立即數(shù)尋址和寄存器尋址。這類尋址方式不需要訪問存儲器，故執(zhí)行速度快。
（2）訪問存儲器操作尋址方式：后9種尋址方式屬于這一類。在進行訪問存儲器操作時，除要計算有效地址EA外，還必須確定操作數(shù)所在的段，即確定有關(guān)的段寄存器。
編寫程序時應(yīng)注意以下5點。
① 在一般情況下，指令不特別指出段寄存器。80486微處理器約定了默認的段寄存器。
② 有的指令允許段超越尋址，這時指令中應(yīng)加上超越前綴。
③ 程序只能存放在代碼段中，使用IP（EIP）作為偏移地址寄存器。
④ 堆棧操作數(shù)只能在堆棧中，使用SP或BP（ESP或EBP）作為偏移地址寄存器。
⑤ 在串操作中，目標操作數(shù)只能在附加數(shù)據(jù)段ES中，其他操作雖然也有默認段，但都是允許段超越的。
3.2.2 對程序轉(zhuǎn)移地址的尋址方式
通常，CPU執(zhí)行程序的順序是由代碼段寄存器CS和指令指針I(yè)P（EIP）的內(nèi)容所確定的。指令指針I(yè)P（EIP）具有自動加1的功能，每當BIU取完一條指令以后，IP（EIP）的內(nèi)容都會自動加1指向下一條指令，以便使程序按照指令存放的次序由低地址到高地址依次執(zhí)行。當程序中有跳轉(zhuǎn)指令時，就需要改變以上順序執(zhí)行的過程，按照指令的要求修改IP（EIP）的內(nèi)容或同時修改IP（EIP）和CS的內(nèi)容，從而將CPU引導(dǎo)到指令所規(guī)定的地址去執(zhí)行。程序轉(zhuǎn)移地址的尋址方式，尋找的是程序轉(zhuǎn)移的目標地址，而不是操作數(shù)。
在80486微機系統(tǒng)中，由于存儲器采用了分段結(jié)構(gòu)，因此，對轉(zhuǎn)移地址的尋址方式分為段內(nèi)尋址和段間尋址兩類。圖3.7以16位尋址為例，展示了轉(zhuǎn)移地址的尋址方式。
1.段內(nèi)直接尋址
段內(nèi)直接尋址也稱為相對尋址。轉(zhuǎn)向的有效地址是當前IP寄存器中的內(nèi)容和指令指定的8位或16位位移量之和，如圖3.7（a）所示。
當位移量是8位時，稱為短程轉(zhuǎn)移，常在轉(zhuǎn)向的符號地址前加操作符SHORT。當位移量是16位時，稱為近程轉(zhuǎn)移，常在轉(zhuǎn)向的符號地址前加操作符NEAR PTR。
例如：JMP SHORT LOOP1
JMP NEAR PTR LOOP2
其中，LOOP1和LOOP2均為程序轉(zhuǎn)向的符號地址。
2.段內(nèi)間接尋址
段內(nèi)間接尋址方式的特點是程序轉(zhuǎn)向的有效地址存放在寄存器或存儲單元中。指令執(zhí)行時，可用寄存器或存儲單元中的內(nèi)容去更新指令指針I(yè)P值，從而正確地實現(xiàn)程序轉(zhuǎn)移，如圖3.7（b）所示。
例如：JMP BX
JMP WORD PTR[SI+2000H]
其中，WORD PTR是一個操作符，說明跟在其后的存儲器操作數(shù)所取得的轉(zhuǎn)向地址是一個字類型的有效地址，從而表明這種尋址方式是一種段內(nèi)轉(zhuǎn)移。
以上兩種尋址方式均為段內(nèi)尋址，由于轉(zhuǎn)向的目標地址與跳轉(zhuǎn)指令同在一個代碼段內(nèi)，因此不需修改CS的內(nèi)容，只需要修改指令指針I(yè)P的內(nèi)容，根據(jù)指令的尋址方式求得轉(zhuǎn)向的有效地址EA并送到IP寄存器就可以了。轉(zhuǎn)向的物理地址計算公式為：
物理地址=（CS）×16+IP
3.段間直接尋址
段間直接尋址方式的特點是，在跳轉(zhuǎn)指令中直接給出轉(zhuǎn)向的段基址和偏移地址，16位的段基址用來更新CS，16位的偏移地址用來更新IP，從而完成從一個段到另一段的轉(zhuǎn)移。在這種尋址方式的指令中，常在轉(zhuǎn)向的符號地址前加上操作符FAR PTR，如圖3.7（c）所示。
例如：JMP FAR PTR LOOP3；LOOP3為轉(zhuǎn)向的符號地址
4.段間間接尋址
段間間接尋址方式的特點是，由指令尋址方式確定的連續(xù)兩個字的內(nèi)容來取代IP和CS寄存器中的原有內(nèi)容，低位字單元中的16位數(shù)據(jù)作為轉(zhuǎn)向的偏移地址用以取代IP中的內(nèi)容，高位字單元中的16位數(shù)據(jù)作為段基址用以取代CS中的內(nèi)容，從而實現(xiàn)段間程序轉(zhuǎn)移，如圖3.7（d）所示。
例如：JMP DWORD PTR [BX]其中，DWORD PTR為雙字操作符，說明后面緊跟的存儲器操作數(shù)所取得的轉(zhuǎn)向地址是一個雙字的有效地址。
以上兩種尋址方式均為段間尋址，跳轉(zhuǎn)指令和轉(zhuǎn)向地址分別在兩個不同的代碼段內(nèi)，所以既需要修改IP的內(nèi)容，又需要修改CS的內(nèi)容，這樣才能實現(xiàn)段間轉(zhuǎn)移。
3.2.3 關(guān)于I/O端口的尋址方式
80486微處理器允許使用地址總線的低16位A15～A0來訪問I/O端口，共有65536（216）個端口地址，地址范圍為0000H～FFFFH。80486微處理器采取獨立編址方式，對I/O端口可采用兩種尋址方式。
1.直接尋址
端口的直接尋址方式僅適合于訪問地址范圍為00H～FFH的端口，在輸入/輸出指令中，端口地址以8位立即數(shù)的形式出現(xiàn)。
例如：IN AL，80H
表示由地址為80H的端口讀取一個字節(jié)數(shù)據(jù)到AL中。
2.間接尋址
端口的間接尋址方式適合于訪問地址范圍為0000H～FFFFH的全部端口，當端口地址為0100H～FFFFH時，必須采用間接尋址方式。在輸入/輸出指令中，端口是16位的立即數(shù)。端口間接尋址只可使用DX寄存器，16位的I/O端口地址必須預(yù)置在DX中。
例如：MOV DX，2000H
OUT DX，AX
表示將AX中的16位數(shù)據(jù)由（DX+1）和（DX）確定的2001H和2000H兩個端口輸出。