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）
指令周期
在执行一条指令的过程中，由CPU完成的操作序列构成一个指令周期，通常每一个指令周期一定会包含两个子周期:即取指令子周期和执行指令子周期。在取指令子周期，CPU将要执行的指令从内存中CS：IP指向的存储单元内读出（x86由PC指向内存中要执行的指令）；在执行指令子周期，执行指令指定的操作。另外，将检查中断请求的操作也常作为一个子周期包含在指令周期中，即中断子周期。
1，取指子周期：它所包含的微操作一般为：对于8086cpu来说，计算出实际指令存放的物理地址，将其送上地址总线传送到内存，取得该地址上存储的指令，随后IP中的值自动增加。
2，执行指令子周期：执行每一条指令所指定的操作。
3，中断子周期：检查当前是否有中断请求。若有的话，8086CPU从中断信息中取得中断类型码，将标志寄存器的值入栈（pushf和popf），设置标志寄存器相关位上的值，将当前的CS：IP入栈，最后通过中断类型码将CS：IP指向相应的中断处理程序。
代码段
之前讲过，在编程时可以根据需要将一组内存单元定义为一个段。当我们将一段代码存放在合适的内存单元中时，‘合适’指的是：代码长度不能大于64KB，必须是连续的内存单元，内存的起始地址为16的整数倍，这样就可以将其定义为一个代码段。通过设置CS：IP指向其起始地址就可以执行此代码段。
转移指令
可以修改IP，或同时修改CS和IP的指令统称为转移指令。其中：
只修改IP的转移行为称为段内转移，且当IP的修改范围为-128-127时，称为段内短转移；当IP的修改范围为-32768-32767时，称为段内近转移。同时修改CS和IP的转移行为称为段间转移。
也可分为：无条件转移指令，条件转移指令，循环指令，过程和中断。
无条件转移指令（jmp）
jmp指令一般要给出两种信息：（1）转移的目的地址（2）转移的距离（段间转移、段内短转移或段内近转移）
1，根据相对位移进行转移的jmp指令：
这类转移包含两种jmp转移指令，均属于段内转移。分别是段内短转移 jmp short 标号和段内近转移 jmp near ptr 标号。含义都是转移到标号处执行指令。转移位移分别用8位和16位补码来表示。
示例代码如下：
在debug中的对应的机器码如下：
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机器码中的03表示目标指令所在地址基于当前IP的相对位移。在jmp short s的执行指令子周期前，IP已经变为0008，所以在执行指令子周期中，CPU通过相对位移03计算出目标指令地址应该为0008+03，即应跳转到000B处，故设置IP值为000B，从而执行指令子周期结束。
jmp near ptr 标号也是采用类似的方式。
2，转移的目的地址在指令中的jmp指令
jmp far ptr 标号，实现的是段间转移。执行效果为：用标号的段地址和偏移地址分别来修改CS和IP。
3，转移地址在寄存器中的jmp指令
jmp reg，效果为：将该寄存器中的值赋给IP。实现的是段内近转移。
4，转移地址在内存中的jmp指令
jmp word ptr 内存单元地址，效果为：在内存单元地址开始处存放着一个字，是转移的目的偏移地址（用来修改IP）。实现段内转移。
jmp dword ptr 内存单元地址，效果为：在内存单元地址开始处存放着两个字，高地址处的是转移的目的段地址（用来修改CS），低地址处是转移的目的偏移地址（用来修改IP）。实现段间转移。
循环指令（loop）
loop指令为循环指令，所有的循环指令都是短转移，即在其机器码中包含转移的位移，而不是目的地址。且对IP的修改范围为-128-127，采用8位补码来表示。
loop 标号，效果为：将CX寄存器中的值减一，如果CX不为0，就跳转到标号处开始执行（jmp short 标号）;若CX为0，就什么也不做，程序向下继续执行。
条件转移指令（jcxz）
jcxz指令为有条件转移指令，所有的有条件转移指令都是短转移，即在其机器码中包含转移的位移，而不是目的地址。且对IP的修改范围为-128-127，采用8位补码来表示。
jcxz 标号，效果为：如果CX为0，就跳转到标号处开始执行（jmp short 标号）；如果CX不为0，就什么也不做，程序向下继续执行。
实现子程序设计的转移指令（call和ret）
一：call指令
CPU执行call指令的操作为两步：将当前的IP或CS和IP压入栈中；进行转移。
call指令不能实现短转移，除此之外，call指令实现转移的原理和jmp指令的原理相同。简单的讲解如下：
1，根据位移进行转移的call指令
call 标号，效果为：将当前的IP压栈后（push IP），转到标号处执行命令（jmp near ptr 标号）。转移范围为：-32768-32767，采用16补码的段内近转移。
下面程序执行后，IP中的值为0006。因为当call 指令执行时，IP已经为0006了（取指子周期），call执行的功能是将IP入栈并跳到标号处继续执行程序，POP AX将原IP值0006赋给ax。
2，转移目的地址在指令中的call指令
call far ptr 标号，实现段间转移。效果为：将CS入栈（push CS），将IP入栈（push IP），令CS为标号所在段的段地址，IP为标号所在段中的偏移地址，即jmp far ptr 标号。
3，转移地址在寄存器中的call指令
call reg，效果为：将IP入栈（push IP），令IP中的值为该寄存器中的值（jmp reg）。
4，转移地址在内存中的call指令
call word ptr 内存单元地址，效果为：将IP入栈（push IP），令IP中的值为内存单元地址开始处的一个字（jmp word ptr 内存单元地址）。
call dword ptr 内存单元地址，效果为：将CS入栈（push CS），将IP入栈（push IP），在内存单元地址开始处存放着两个字，高地址处的是转移的目的段地址（用来修改CS），低地址处是转移的目的偏移地址（用来修改IP），即为jmp dword ptr 内存单元地址。
二：ret和retf指令
1，ret指令，效果为：用栈顶的数据来修改IP的内容（pop IP），来实现近转移。
2，retf指令，效果为：用栈顶的数据来修改CS和IP的内容（先pop IP，后pop CS），来实现远转移。
总结
以上是生活随笔为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）的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。
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