微机接口技术第3章.ppt

第3章 80x86的指令系统 3.1 寻址方式 3.2 指令系统 3.1 寻址方式 数据的寻址方式 转移地址的寻址方式 保护方式下的寻址方式 3.2 指令系统 3.2 指令系统 3.2.1 8086指令概述 按功 能可分为6大类： 数据传送指令 算术运算指令 位处理指令 串操作指令 控制转移指令 处理器控制指令 SHR 逻辑右移 SAR 算术右移，实现带符号数被2除，朝小取整。 （SH……shift，A……arithmetic） 0 dest CF dest CF 3 . 循环移位指令 ROL 小循环左移 ROR 小循环右移 CF dest dest CF RCL 带进位位左移 (大循环左移 ) RCR 带进位位右移 (大循环右移 ) CF dest dest CF 主要特点： （1）可执行原来采用8086书写的应用程序； （2）段寄存器的用法同实方式； （3）可采用分页方式，将内存以4KB为单位划分，4KB为一“页”，比分段划分要细。从而可以处理较小的应用程序和数据段。 V86下线性地址是20位---1MB空间。但由于线性地址可以通过页表映射到任何32 位物理地址，所以应用程序可在80386现有实际内存的任何地方执行。 在80386多任务系统中，可以使其中一个或几个任务使用V86方式，此时，一个任务所用的全部页面可以定位于某个物理地址空间，另一个任务的页面可以定位于其他区域，即每个V86方式下的任务可以转换到物理存储器的不同位置，这样把存储器虚拟化了。故称为“虚拟8086方式”。 （4）应用程序在最低特权的3段上运行，80386指令系统中的特权指令不能使用。 4. 实地址方式与V86方式的主要区别 这是两种类似8086的工作方式 实方式的内存管理只采用分段，V86方式既分段又分页； 实方式的最大寻址空间为1MB。V86每个任务可在整个内存空间寻址，即1MB的寻址空间可在整个存储器范围移动。V86的实际寻址空间为4GB。 (3) 实方式下微处理器的所有保护机制都 不起作用。不支持多任务。 V86方式既可运行8086程序，又支持多任务操作。 V86方式可针对80386保护方式中多任务操作的一个任务。 实方式总是针对整个80386系统。 二、保护方式下的存储管理 两大机制： 地址转换机制 保护机制 1. 地址转换机制 使操作系统可以灵活地把存储区分配给多个任务。 虚拟地址(逻辑地址)空间可达64TB(246)，用户在程序中所使用的地址都是由“段选择子”和“偏移量”两部分组成的虚拟地址。 程序在系统中运行时，由存储管理机制把虚拟地址转换成物理地址。 80386以上的处理器中集成有存储管理部件MMU(Memory Management Unit)，采用分段机制和分页机制以实现两级虚拟-物理地址的转换。 2. 保护机制 支持两个主要的保护机制 通过给每个任务分配不同的虚拟地址空间，使任务之间完全隔离，每个任务有不同的虚拟地址-物理地址的转换映射； 任务内的保护机制操作，保护操作系统存储段及特别的处理器寄存器，使其不被应用程序所破坏。 两种地址空间： 局部地址空间： 由一个任务私有的虚拟地址空间，不被其他任务共享的虚拟地址部分。局部地址空间中的代码和数据是任务私有；需要与系统中的其它任务隔离。 全局地址空间： 各个任务公用的一部分虚拟地址空间。操作系统存储在此空间。使操作系统由所有任务共享，并且可以在每个任务对其进行访问时，仍保护了操作系统，使其不被应用程序破坏。 32位处理器支持4级保护的特权级(Privilege Level)0~3级最内层为0级最高。 每个存储段都同一个特权级相联系，只有足够级别的程序才可对相应的段进行访问。 特权级的典型用法见教材。 0 - 操作系统核心 1 - 操作系统的系统服务程序 2 - 操作系统扩展-应用系统程序 3 - 应用程序 一个任务的操作系统程序、中断服务程序和其它系统软件，处于不同的特权层而得到保护，因而可与应用程序在同一地址空间内共处而不发生越权操作。 三、保护方式下的存储器寻址 1.描述子和选择子 在保护方式下实现存储器操作数寻址的数据结构； 80386的分段机制 段基地址、段限和其它属性 段描述子 De