逻辑位移计算机,逻辑运算、移位、循环指令-微计算机原理-电子发烧友网站

§ 3.3.4　逻辑运算、移位、循环指令

1、 逻辑运算指令

逻辑运算有"与(AND)"、"或(OR)"、"非(NOT)"、"异或(XOR)"、"测试(TEST)"。

(1) 逻辑"与"AND

AND dst ，src

功能：dst←dst ∧ src，目的操作数dst与源操作数src对应位相"与"，结果放在dst中。

(2) 逻辑"或"指令

OR dst ，src

功能：dst←dst ∨ src，目的操作数dst与源操作数src对应位相"或"，结果放在dst中。

(3) 逻辑"异或"指令

XOR dst ，src

功能：dst←dst ⊕ src，目的操作数dst与源操作数src对应位相"异或"，结果放在dst中。(异或：不同的数异或为1;相同的数异或为0)。

(4) 逻辑"非"指令

NOT dst

功能：dst←，目的操作数dst每一位取反后，放在dst中。

(5)"测试"指令

TEST dst，src

功能：测试dst中某些位是否为1，当要测试dst中某些位时，在src中对应位置1。该指令使用"与"运算进行测试，但"与"运算的结果不送给dst，而只反映在标志ZF中。当对应位为1时，ZF=1;当对应位为0时，ZF=0。

2、 移位指令

移位操作如图3-17所示。

SAL,SHL,SAR,SHR指令的格式相同，以SAL为例：

SAL DX，1 ; DX的值左移一位，最低位补0

SAL AX，CL ;AX的值左移CL位，最低位补0，

;CL=0，1，2，....，255

算术移位(SAL、SAR)把操作数看成有符号数。SAR指令在移位过程中保持符号位不变。SAL指令不保持符号位，但当符号位发生变化时(最高位与CF不同)，用 OF标志置1表示出来。

逻辑左移SHL把操作数看成无符号数。

将一操作数左移一位，相当于将其乘2。将一操作数右移一位，相当于将其除以2。因此，可以用移位操作代替部分乘除操作，只要不产生溢出，这种代替是正确的。(用CF标志判别无符号数运算是否溢出，CF=1，表示溢出。用 OF标志判别有符号数运算是否溢出，OF=1，表示溢出)。

操作数B7H(1011 0111B)连续左移时的变化

操作数B7H(1011 0111B)连续右移时的变化

3、 循环指令

循环操作如图3-18所示。

ROL,RCL,ROR,RCR指令的格式相同，以ROL为例：

ROL BX，1 ; BX的值循环左移一位

ROL WORD PTR [DI]，CL ;内存单元的值循环左移CL位 ;CL=0，1，2，....，255

§3.3.5 控制转移指令

8086程序中的指令存放在内存中的一个或几个段中，这些段称为代码段，CPU执行的下一条指令的地址由CS(代码段基地址寄存器)和IP(指令指针)指定。CPU正在执行的指令所在的代码段称为"当前代码段"，其基地址为CS的值。代码段的容量可达64K，IP的值为0000H~FFFFH。

一般情况下，CPU按顺序执行指令，每执行一条指令，IP增加一个值(该值等于这条指令的长度，指指令的机器码长度)，当IP到达一段的末尾时，改变CS的值并重新设定IP指向新段的开始。

若CPU正在执行的指令为控制转移指令，CPU改变执行顺序，转移到另一处执行。此时，IP 和/或 CS的值发生改变。

转移指令包括：

子程序调用指令(CALL)和子程序返回指令(RET)。

无条件转移指令(JMP)和条件转移指令(JZ，JNZ等)。

重复(循环)控制指令(LOOP，LOOPNZ等)。

中断指令(INT n)和中断返回指令(IRET)。

如果转移指令只改变IP的值，不改变CS的值，即目标指令仍在当前代码段中，称为"段内转移"。

如果转移指令改变IP和CS的值，即目标指令不在当前代码段中，而在另一代码段内，称为"段间转移"。(转移后的代码段成为新的当前代码段)。

1、 无条件控制转移

(1) JMP指令

JMP 目标地址

功能：无条件转移到目标地址。

在程序设计中，目标地址通常用一个指令标号来表示。

(2) 调用指令(CALL)和返回指令(RET)

CALL 目标地址

RET [n];n为0~FFFFH之间的一个偶数

在大型程序中，有时，一段相同的程序多次被使用，可以把这段程序单独提出来编写，称为"子程序"，需要该段程序时，用CALL指令调用子程序，这种编程处理方法，称为"子程序结构"，如图19所示。

相对于子程序，调用程序称为主程序如图1所示。 CALL指令用在主程序中调用子程序，它使CPU转入子程序执行。RET用在子程序中控制CPU返回主程序，如图20所示。

为了使CPU在执行完子程序后，能正确地返回CALL指令的下一条指令，CALL指令必须把"返回地址"存入堆栈。RET从堆栈中取

出该返回地址，从而返回到主程序的正确位置。

如果子程序P与主程序M在同一个代码段，称为段内调用，该子程序称为NEAR型子程序;如果子程序P与主程序M不在同一个代码段，称为段间调用，该子程序称为FAR型子程序。

段间调用与返回时，CALL/RET指令的操作(如图21所示)：

CALL：

① SP减2，把返回地址的段值(CS)推入堆栈。

② SP减2，把返回地址的偏移量(IP)推入堆栈。 ①、②两步使RET正确返回。

③ 把子程序地址的偏移量送给IP，把子程序地址的段值送给CS。从而使CPU转入子程序运行。

RET：

① 从堆栈中取出返回地址的偏移量送给IP，SP加2。

② 从堆栈中取出返回地址的段值送给CS，SP加2。 从而使CPU执行CALL指令后面的那条指令。

段内调用与返回时，CALL/RET指令的操作：

CALL：(如图22)

① SP减2，把返回地址的偏移量(IP)推入堆栈。以便RET正确返回。(不保存返回地址的段值)。

② 把子程序地址的偏移量送给IP。从而使CPU转入子程序运行。

RET：从堆栈中取出返回地址的偏移量，送给IP，SP加2。

从而使CPU执行CALL指令后面的那条指令。

"RET n"(n为偶数)指令，除完成一般RET指令的动作外，还使SP加n。"RET n"用于有入口参数的子程序中，清除主程在执行CALL指令之前推入堆栈的入口参数。

2、 条件控制转移指令

条件控制转移指令，以一个或几个标志位作为条件，或以CX的值作为条件，当条件满足时，转移到目标地址，否则，执行下一条指令。

条件转移指令的一般格式是：

JX 短目标地址

其中，X是表示条件的1~3个字母。"短目标地址"是指，JX指令与目标地址之间的距离范围为-128~+127。(区别：无条件转移指令JMP可以跳转到任何位置)。

条件转移指令的中，相当一部分指令的条件，是CMP、SUB等指令比较两个数后，在标志寄存器中设置的标志位。以CMP指令为例，无符号数和有符号数比较后，设置的标志位不同，如下表所示

"CMP dst，src"指令执行后设置的标志

条件转移指令使用大于(Greater)、小于(Less)来反应有符号数比较后设置的标志位。使用高于(Above)、低于(Below)来反应无符号数比较后设置的标志位，如下表所示。

3、 重复控制指令(循环指令)

重复控制指令属于条件转移指令，当条件满足时，转移到目标地址，从而使重复控制指令与目标地址之间的程序(称为循环体)被重复执行(循环)。

(1) LOOP指令

LOOP 短目标地址

功能：使CX的值减1后，若CX≠0，转移到目标地址。

注意，LOOP指令使CX减1时，不会引起标志位的变化。

LOOP指令相当于以下两条指令：

DEC CX

JNZ 短目标地址 　　LOOP指令使循环体执行CX次如图3-23所示。

当CX被赋初值0时，循环体被执行65536次。

(2) LOOPZ(或LOOPE)

格式：LOOPZ 短目标地址

功能：使CX减1后，当CX≠0且ZF=1时，转移到目标地址。

LOOPZ/LOOPE指令使循环体最多执行CX次，在循环过程中，若不满足ZF=1，将提前结束循环。

(3) LOOPNZ(或LOOPNE)

格式：LOOPNZ 短目标地址

功能：使CX减1后，当CX≠0且ZF=0时，转移到目标地址。

LOOPNZ/LOOPNE指令使循环体最多执行CX次，在循环过程中，若不满足ZF=0，将提前结束循环。

§ 3.3.6 串操作指令

(一) 串的概念

在汇编语言程序设计中，"串"可以是任意一段连续的内存(1~N字节)。串中的每一个值可以是字符(字符串)或数据(数据串)。　串在内存中的地址以串的第一字节的地址表示，如，设字符串'ABCDEF'在内存中按如下存放，则称该串的地址为 0724H。

(二) 串操作的特点

在汇编语言程序设计中，可对串进行如下操作：

(S=STRING ，B=BYTE， W= WORD)

串的传送 MOVS/MOVSB/MOVSW(MOVE)

串的比较 CMPS/CMPSB/CMPSW(COMPARE)

串的检索 SCAS/SCASB/SCASW(SCAN)

存串 STOS/STOSB/STOSW(STORE)

取串 LODS/LODSB/LODSW(LOAD)

这些操作有如下特点：

(1) 可对字节串(如MOVSB)或字串操作(如MOVSW)。

(2) 源操作数(称为源串)： 段地址DS，偏移量SI

目的操作数(称为目的串)：段地址ES，偏移量DI

串操作指令是唯一的一组源操作数和目的操作数均在内存的指令。

(3) 串操作指令执行时，每执行一次，自动修改源串和目的串的地址偏移量SI和DI。SI和DI的修改方式与标志寄存器的方向标志

DF有关：STD指令：置DF=1 (Set DF)

CLD指令：置DF=0 (Clear DF)

(4) 串操作指令可以加重复前缀。

1、 字符串的传送指令

把源字符串中DS：SI处的元素(字节或字)复制到目的字符串中ES：DI处，且自动修改SI、DI。

MOVS 目的字串，源字串 ;每次复制一字。

MOVSW ;每次复制一字

MOVSB ;每次复制一字节。

执行字符串的传送指令，有以下五个步骤：

(1) 用CLD指令使DF=0或用STD指令使DF=1，以指顶字符串的传送指令执行后，SI、DI是增加(DF=0)或减少(DF=1)。

(2) 源字符串的地址送DS、SI。

(3) 目的字符串的地址送ES、DI。(当源字符串和目的字符串在同一数据段时，ES=DS，且一般在程序的起始处设置)。

(4) 将字节或字数送入CX。

(5) 执行字符串传送指令。

字符串传送中，DF标志位的影响。

DF标志位影响字符串指令执行后SI、DI是增加(DF=0)或减少(DF=1)，如图3-24所示。

2、 字符串的比较指令

两个字符串对应位置的元素(字节或字)进行比较(DS：SI处元素与ES：DI处元素比较)，比较结果反应在标志寄存器的标志位。且自动修改SI、DI。

CMPS 目的字串，源字串;DS：SI处与ES：DI处比较一字。

CMPSW ;DS：SI处与ES：DI处比较一字。

CMPSB ;DS：SI处与ES：DI处比较一字节。

CMPSxx指令使用"源串中DS：SI处元素-目的串ES：DI处元素"的算法进行比较。(区分："CMP dst，src"指令使用"dst-src"的算法进行比较)。

3、 字符串的扫描指令

AL或AX与目的字符串中ES：DI处的元素(字节或字)进行比较，比较结果反应在标志寄存器的标志位。且自动修改DI。(该指令不使用SI，因此，该指令执行时SI不变)。即，查找(称为扫描)字符串中是否含有与AL/AX相同的元素。

SCAS 目的字串 ;AX与ES：DI处比较。

SCASW ;AX与ES：DI处比较。

SCASB ;AL与ES：DI处比较。

SCASxx指令使用"AL/AX-目的串中ES：DI处元素"的算法进行比较。

4、 字符串的装入指令

把源字符串中DS：SI处的元素(字节或字)装入AL或AX中。且自动修改SI。(该指令不使用DI，因此，该指令执行时DI不变)。LODS 源字串 ;DS：SI处的元素(字)→AX。

LODSW ;DS：SI处的元素(字)→AX。

LODSB ;DS：SI处的元素(字节)→AL。

5、 字符串的存储指令

把AL或AX中的值存入目的字符串中ES：DI处。且自动修改SI。(该指令不使用SI，因此，该指令执行时SI不变)。

STOS 源字串 ;AX →ES：DI处。

STOSW ;AX→ES：DI处。

STOSB ; AL→ES：DI处。