8086汇编(16位汇编)学习笔记04.乘除和移位指令
乘法和除法指令用的不多,因为效率很低比较指令CMP (compare)
•格式：CMPOPD，OPS
•功能：(OPD) — (OPS),跟减法指令很像,但是不存结果
•说明：目的操作数减去源操作数，然后根据结果设置标志位，但该结果并不存入目的地址。
•影响标志位：AF、CF、OF、PF、SF 、 ZF
• 作用：一般的后面跟一条条件转移指令，根据比较结果转向不同的程序分支，用于处理OPD和OPS大小比较的不同情况。
操作
跟一个比自己大的数比较, 结果看标志位CF(借位/进位) 和ZF (是否为0)
!(./notesimg/1652265140155-fa7f51ed-70d4-420b-8144-a81dcab04093.png)
跟一个比自己小的数比较, 结果看标志位 SF(符号) 和ZF (是否为0)
!(./notesimg/1652265282088-f224bc07-0bd0-450d-9d05-755e58011013.png)
69 - 45不产生借位,结果是正数,不为0.
跟一个与自己相等的数比较, 结果看标志位ZF (是否为0)
!(./notesimg/1652265429938-ff86cafa-02c9-41b2-b10e-71bb2400ffb3.png)
69-69 结果为0,不为负数,不产生借位
乘法
计算机的乘法指令分为无符号乘法指令和有符号乘法指令。
它们的唯一区别就在于： 数据的最高位是作为“数值”参与运算，还是作为“符号位”参与运算。
功能：指令的功能是把显式操作数和隐含操作数相乘，并把乘积存入相应的寄存器中。
无符号乘法 MUL
格式：MUL Reg/Mem
MUL r8/m8; AX <- AL x r8/m8 ;如果源操作数是字节，则与AL相乘，结果存入AX（如果不满，则会覆写高位为00）
MUL r16/m16; DX.AX <- AX x r16/m16; 如果源操作数是字，则与AX相乘，结果高位放入DX，低位放入AX
功能：显式操作数*隐含操作数(看成无符号数)。
影响标志位：CF和OF。
| 位数 | 隐含的被乘数 | 乘积的存放位置 | 举例 |
| ------ | -------------- | ---------------- | --------- |
| 8位| AL | AX | MUL BL|
| 16位 | AX | DX-AX | MUL BX|
| 32位 | EAX | EDX-EAX | MUL ECX |
DX 存高位 AX 存低位
影响标志位：CF 和 OF ; 利用CF和OF判断成绩的高位是否有效。
两种标志位情况：
**●**要么CF = OF = 1；
○8位：说明结果超过了8位
○16位：说明结果超过了16位
**●**要么CF = OF = 0
○8位：都能存下
○16位：都能存下
8位 * 8位结果 最多为 16位
16位 * 16位结果最多为 32 位
代码
!(./notesimg/1652266809228-9556562f-6d97-4880-80fc-1bc8bb374961.png)
!(./notesimg/1652266779292-b38969c8-7191-46ed-95a3-2e6f50e78272.png)
8位 * 8位 结果超过了8 位 , 所以 标志位 CF 和 标志位 OF 的值都为1( OV CY )
!(./notesimg/1652267016162-66572b1f-0fcd-4033-a3b5-31ca09831ab2.png)
!(./notesimg/1652267081768-26394953-9176-4353-af5e-21a8f444d183.png)
DX存结果的高位,AX存结果的低位 ,16位 * 16位 结果超过了16 位 , 所以 标志位 CF 和 标志位 OF 的值都为1 ( OV CY )
如果8位 * 8位 结果不超过8位 , 16位 * 16 位结果不超过16位,标志位 CF 和 标志位 OF 的值都为0 ( NV NC )
!(./notesimg/1652267476734-adb1f66a-ae5b-4f82-bcc9-666d3b873eed.png)
有符号乘法 IMUL
格式：IMULReg/Mem
```
IMUL Reg, Imm ;80286+
```
```
IMUL Reg, Reg, Imm ;80286+
```
```
IMUL Reg, Reg/Mem ;80386+
```
MUL r8/m8; AX <- AL x r8/m8 ;如果源操作数是字节，则与AL相乘，结果存入AX（如果不满，则会覆写高位为00）
UL r16/m16;DX.AX <- AX x r16/m16; 如果源操作数是字，则与AX相乘，结果高位放入DX，低位放入AX
功能：有符号数相乘。
如果相乘，最高位是符号位，则需要将高位补上符号位。
MOV al,fe
MOV bl,10
IMUL bl; 结果：AX:FFE0;相乘后，最高位需要填上补码的符号位。
影响的标志位：
两种标志位情况：
●如果乘积的高位是低位的符号扩展，则CF = OF = 0，否则CF = OF = 1
```
符号拓展 :-4用8位表示是FC 16位表示 是 FFFC ,其中,16位表示的高8位 FF 其实是对低位的符号拓展,高字节全部为1,这种就称为高位是低位的符号扩展
```
代码
!(./notesimg/1652268259519-6039407b-e58d-40d7-b0d1-f61762c00e8b.png)
!(./notesimg/1652269193017-5153986f-e4c5-4b16-8759-7b896edf3dfc.png)
此时不是拓展,所以标志位OF,CF都是1,意思是结果超过了乘数位数
注意：
1在输入汇编操作数的时候，计算机并不知道输入的是有符号还是无符号数，是通过操作指令决定的，如上。IMUL决定操作数是有符号数。计算结果后最高位补上符号位1。
除法
除法也分为无符号除法和有符号除法。
除法指令的被除数是隐含操作数，除数在指令中显式地写出来。CPU会根据除数是8位、16位，还是32位，来自动选用被除数AX、DX-AX，还是EDX-EAX。
格式：DIV Reg/Mem
功能：
| 除数位数 | 隐含的被除数 | 商| 余数 | 举例 |
| ---------- | -------------- | ----- | ------ | ---------- |
| 8位 | AX | AL| AH | DIVBH|
| 16位 | DX-AX | AX| DX | DIVBX|
| 32位 | EDX-EAX | EAX | EDX| DIVECX |
16位DX 存高字节 AX 存低字节
无符号除法指令 DIV
指令的格式：DIVReg/Mem指令的功能是用显式操作数去除隐含操作数(都作为无符号数)。
影响的标志位：指令对标志位的影响无定义。
未定义：指令执行后这些标志是任意的，不可预测的。
没有影响：指令执行后不改变标志状态
!(./notesimg/1652271123687-dc97a013-6429-4f7c-93c0-aa28a2ee2b6c.png)
!(./notesimg/1652271097792-00007f95-017a-4d62-b277-7f29dca85c72.png)
有符号除法 IDIV
•格式：
```
IDIV Reg/Mem
```
•功能：
影响标志位：AF、CF、OF、PF、SF和ZF。
!(./notesimg/1652271420944-ed35f9ea-65db-4c27-94cf-b49a8fbe1ef5.png)
注意：
**1**除法指令功能是用显式操作数去除隐含操作数，可得到商和余数。当除数为0，或商超出数据类型所能表示的范围时，系统会自动产生0号中断。
2效果：代码段寄存器值修改为F000，代码执行跳转到F000段里去。F000:0
除法溢出
•被除数远大于除数时，所得的商就有可能超出它所能表达的范围。
•idiv除法溢出：
```
–字节除时商不在-128～127范围内，或者在字除时商不在-32768～32767范围内。
```
•div除法溢出：
–8位除法运算结果大于8位，16位除法运算结果大于16位。
举例：ax = FFFF，bl = FF，div bl
结果：相当于FFFF / FF = 101 ，此时AH显然放不下，所以商溢出了。
!(./notesimg/1652271602731-57a5fe57-30f8-4f24-a25c-2fa6af5517a8.png)
1568/1 结果 al 放不下 , 看结果好像没溢出,但是看代码地址可以看出已经不是我们的代码地址了,已经跳走了(抛异常 除0中断),已经崩了
符号拓展指令
说明
•符号扩展：用一个操作数的符号位（即最高位）形成另一个操作数。
•结果：后一个操作数各位是0(正数)或者是1(负数)。
•符号扩展不改变数据大小。
拓展的高位填充符号位 正数填充0,负数填充1
将字节转换成字指令CBW
–语句格式：CBW(convert byte to word)
–功能：将AL中的符号扩展至AH中, 操作数是隐含且固定的。
8位扩展到 16 位
将字转换成双字指令CWD
–语句格式：CWD
–功能：将AX中的符号扩展至DX中, 操作数是隐含且固定的
16位扩展到 32 位
操作
6正数拓展 拓展的高位填充0
!(./notesimg/1652272183486-a325547c-bccc-4beb-b64f-8a54c25019f0.png)
6负数拓展 拓展的高位填充1
!(./notesimg/1652272290302-5874ae75-509a-412f-93dc-a4c72ff93a83.png)
用法: word跟字节 要做乘法 ,要先把 字节拓展成 word
位操作类指令
逻辑运算
逻辑运算指令是另一组重要的指令，它包括：逻辑与((https://www.yuque.com/dumuchenglin-lkzo5/iv45q8/ky82gp#AND))、逻辑或((https://www.yuque.com/dumuchenglin-lkzo5/iv45q8/ky82gp#OR))、逻辑非((https://www.yuque.com/dumuchenglin-lkzo5/iv45q8/ky82gp#NOT))和异或指令((https://www.yuque.com/dumuchenglin-lkzo5/iv45q8/ky82gp#XOR))，逻辑运算指令也是经常使用的指令。
| 指令 | 格式 | 意义 | 影响标志位 |
| ------ | -------------- | ------------------ | --------------------- |
| AND| AND DST,SRC| 按位与 & | SF, ZF, PF, OF=CF=0 |
| OR | OR DST,SRC | 按位或\| | SF, ZF, PF, OF=CF=0 |
| XOR| XOR DST,SRC| 按位异或^ | SF, ZF, PF, OF=CF=0 |
| NOT| NOT SRC | 按位取反~ | 不影响 |
| TEST | TEST DST,SRC | 按位与，不存结果 | SF, ZF, PF, OF=CF=0 |
逻辑运算的应用场景：
**1**如果要将目的操作数中某些位清0，用AND，称之为屏蔽。
**2**将目的操作数中某些位置1，用OR
**3**测试目的操作数中某一位或则某几位是否为0或1，而目的操作数不变，用TEST。
**4**TEST 与CMP 的区别，前者是测试以为或几位，后者测试整个字节/字/双字，是否相等。所以时钟周期CMP的好TEST。
**5**操作数自身作或、与运算，结果不变，还是自身。
**6**XOR AX，AX将AX置0，比MOV AX，0更高效。位运算快。
逻辑与AND(Logical AND Instruction)
```
同1为1,其他为0
```
●指令的格式：AND Reg/Mem, Reg/Mem/Imm
●受影响的标志位：CF(0)、OF(0)、PF、SF和ZF(AF无定义)
●指令的功能：把源操作数中的每位二进制与目的操作数中的相应二进制进行逻辑“与操作”，操作结果存入目标操作数中。
●应用场景：去除某风格。将风格与掩码做与运算。掩码为该风格位的取反。
●示例：已知(BH)=67H，要求把其的第0、1和5位置为0。
○可以构造一个立即数，其第0、1和5位的值为0，其它位的值为1，该立即数即为：0DCH或11011100B，然后用指令"AND BH, 0DCH"来实现此功能
○
01100111
AND
11011100
01010100
!(./notesimg/1632457556756-f74b4f29-72e0-4108-b2f4-9759437f69e0.png)
●TEST 可以判断风格。
逻辑或OR(Logical OR Instruction)
```
同0为0,其他为1
```
●指令的格式：OR Reg/Mem, Reg/Mem/Imm
●受影响的标志位：CF(0)、OF(0)、PF、SF和ZF(AF无定义)
●指令的功能：把源操作数中的每位二进制与目的操作数中的相应二进制进行逻辑"或操作"，操作结果存入目标操作数中。
逻辑非not
1为0,0为1
●指令的格式：NOT Reg/Mem
● 受影响的标志位：无
逻辑异或：XOR
```
相同为1,不同为0
```
●指令的格式：XORReg/Mem, Reg/Mem/Imm
●受影响的标志位：CF(0)、OF(0)、PF、SF和ZF (AF无定义)
按位与TEST指令
●格式：TEST Reg/Mem，Reg/Mem/Imm
●作用：执行AND，但是不影响目的操作数。就影响标志位，和CMP类似。
●影响的标志位：CF(0)、OF(0)、PF、SF和ZF（AF无定义）
●例子：判断 AX 是不是0 TESTAX，AX
!(./notesimg/1652273289875-6241b6f9-3fa0-4b56-bcac-67a9912da4c7.png)
!(./notesimg/1652273338501-d09e90f6-af6b-45b7-978b-88da406e63e0.png)
!(./notesimg/1652273379839-c6f6a72a-6c34-4368-9632-c632782a288b.png)
```
abab 1010 1011 1010 1011
cccc 1100 1100 1100 1100
& 1000 1000 1000 10008888
1111 0001 0001 0001 0001
| 1001 1001 1001 10019999
20cd 0010 0000 1100 1101
^ 1011 1001 0101 0100b954
~ 0100 0110 1010 101146ab
2323 0010 0011 0010 0011
| 0110 0111 1010 101167ab
```
#### 移位
```
位运算技巧 : https://blog.csdn.net/haskei/article/details/53010674
```
```
https://blog.csdn.net/qq_37772475/article/details/104500916
```
- 移位操作指令是一组经常使用的指令，它包括算术移位、逻辑移位、双精度移位、循环移位和带进位的循环移位等五大类。
- 移位指令都有指定移动二进制位数的操作数，**该操作数可以是立即数或****CL的值****。**在8086中，**该立即数只能为1，但在其后的CPU中，该立即数可以是1··31之内的数**
###### 移位指令概览
**1. SHLr/m ,imm/cl 2. SHRr/m ,imm/cl**
**3. SALr/m ,imm/cl 4. SARr/m ,imm/cl**
**5. SHLr/m ,imm/cl 6. SHRr/m ,imm/cl**
**7. SALr/m ,imm/cl 8. SARr/m ,imm/cl**
| X代表 | 含义 |
| ------- | ---------------------------- |
| H | 逻辑移位(logical) |
| A | 算术移位(arithmetic) |
| O | 循环移位(Rotate) |
| C | 带进位的循环移位 carry |
##### 算术移位和 逻辑移位
都分 左移 L 和 右移 R
算术左移和逻辑左移的功能一模一样
算术右移 和 逻辑右移的区别是算术右移高位补符号位(正数补0,负数补1) ,逻辑右移高位是补 0
!(./notesimg/1652274484799-903c1009-e2f2-422c-a0b7-79393075bace.png)
!(./notesimg/1652274493279-5d876bc5-8e18-4e8a-aae0-57fad65ab5be.png)
###### 算术左移SAL 算术右移SAR
**它们的指令格式如下：**
**格式：**`**SAL/SAR Reg/Mem, CL/Imm**`
**作用：**
- SAL把目的操作数的低位向高位移，空出的低位补0；
- SAR把目的操作数的高位向低位移，空出的高位用最高位(符号位)填补
**受影响的标志位：CF、OF、PF、SF和ZF(AF无定义)。**
SAL：把目的操作数的低位向高位移，空出的低位补0,移出来的最后一位 进 CF；
SAR：把目的操作数的高位向低位移，空出的高位用最高位(符号位)填补,移出来的最后一位 进 CF。可用于有符号位除法(除 2 的 n次幂)
!(./notesimg/1652276289816-83572463-6f19-4784-83be-c35da39f6cce.png)
!(./notesimg/1652276298223-d67f917c-448b-438d-8dba-675c370106c6.png)
###### 逻辑左移 SHL 逻辑右移 SHR
**原理：**逻辑左移/右移指令只有它们的移位方向不同，移位后空出的位都补**0**。
**受影响的标志位**：CF、OF、PF、SF和ZF(AF无定义)
**指令格式**：`SHL/SHR Reg/Mem, 1/CL`
SHL：把目的操作数的低位向高位移，空出的低位补0,移出来的最后一位 进 CF；
SHR：把目的操作数的高位向低位移，空出的高位用最高位(符号位)填补,移出来的最后一位 进 CF。
!(./notesimg/1652276079055-6b75ece2-4444-4b25-ad58-4f909fa9077b.png)
!(./notesimg/1652276087895-b1062e67-cfed-42a2-9347-2fb0d91bd3b9.png)
###### 操作
!(./notesimg/1652274934293-e73f9658-cd34-40ee-a9ec-0a9b171e658d.png)
##### 循环移位和 带进位循环移位
循环左移/右移指令只是移位方向不同，它们移出的位不仅要进入CF，而且还要填补空出的位
!(./notesimg/1652275753253-a6289b1c-3bbd-413f-818a-3b62c1c75021.png)
!(./notesimg/1652275765705-5b6eed6f-dcea-4fee-8a66-edd600f323bf.png)
###### 循环左移 ROL 循环右移 ROR
**指令格式：**`ROL/ROR Reg/Mem, 1/CLs`
**作用：**
```
循环左移/右移指令只是移位方向不同，它们移出的位不仅要进入CF，而且还要填补空出的位
```
**受影响的标志位：**CF和OF
!(./notesimg/1652276522672-60363984-06a4-49e3-b5ff-98eb7c5be8de.png)
!(./notesimg/1652276530236-bd4ea051-140f-4b0d-88e7-e4afe727b669.png)
###### 带进位循环左移 RCL 带进位循环右移 RCR
带进位的循环左移／右移指令只有移位的方向不同，它们都用原CF的值填补空出的位，移出的位再进入CF。
**指令格式：**`RCL/RCR Reg/Mem, 1/CLs`
**作用：**
带进位的循环左移／右移指令只有移位的方向不同，它们都用原CF的值填补空出的位，移出的位再进入CF。
**受影响的标志位：**CF和OF
!(./notesimg/1652276556760-ce318967-a3c7-41dc-936b-75645337d764.png)
!(./notesimg/1652276564464-7bddf586-fd22-4bcd-9ba8-40f6435c8c4b.png)
### 作业
**无分支求绝对值**
```
int y ;
y = x >> 31 ;
return (x^y)-y ; //or: (x+y)^y
```
```
mov ax,-7
mov cx,ax
sar cx,15
xor ax,cx
sub ax,cx
或者
mov ax,-7
mov cx,ax
sar cx,15
add ax,cx
xor ax,cx
或者
mov ax, -7
cwd
xor ax, dx
sub ax, dx
```
**无分之求三目运算**
1.reg == 8 ? 13:7
```
mov ax,8
sub ax,8
neg ax
sbb ax,ax
and ax,6 //这里是差值
mov bx,D //这里是较大的数
sub bx,ax
mov ax,ff
sub ax,8
neg ax
sbb ax,ax
and ax,6
mov bx,D
sub bx,ax
```
```
mov ax,4
sub ax,4
neg ax
sbb ax,ax
and ax,5 //这里5是差值
add ax,6 //这里是较小的数
mov ax,FF
sub ax,4
neg ax
sbb ax,ax
and ax,5
add ax,6
```
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