8086汇编(16位汇编)学习笔记04.乘除和移位指令

大理寺少卿

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：CMP OPD，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)

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)

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)

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

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 )

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 )

有符号乘法 IMUL

格式：IMUL Reg/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

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	DIV BH
16位	DX-AX	AX	DX	DIV BX
32位	EDX-EAX	EAX	EDX	DIV ECX

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：DIV Reg/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

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。

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。

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

6负数拓展 拓展的高位填充1

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(AND)、逻辑或(OR)、逻辑非(NOT)和异或指令(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。

4TEST 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。

6XOR 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

●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 TEST AX，AX

abab 1010 1011 1010 1011 
cccc 1100 1100 1100 1100
   & 1000 1000 1000 1000  8888
1111 0001 0001 0001 0001
   | 1001 1001 1001 1001  9999
20cd 0010 0000 1100 1101
   ^ 1011 1001 0101 0100  b954
   ~ 0100 0110 1010 1011  46ab
2323 0010 0011 0010 0011
   | 0110 0111 1010 1011  67ab

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. SHL r/m ,imm/cl 2. SHR r/m ,imm/cl

3. SAL r/m ,imm/cl 4. SAR r/m ,imm/cl

5. SHL r/m ,imm/cl 6. SHR r/m ,imm/cl

7. SAL r/m ,imm/cl 8. SAR r/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

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)

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。

操作

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

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

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

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