第3章数据处理(4)位操作和字符串操作指令1
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非门电路 ～ 01000101 10111010
真值表
A T 0 1 1 0
A
T 逻辑表达式
T＝A
7
4. 逻辑异或指令XOR
逻辑异或(逻辑半加)运算规则： 两位不同(相异)，则结果是1；否则，结果是0 逻辑异或指令XOR： 按位进行逻辑异或，结果返回目的操作数 XOR dest,src ;逻辑或：dest←dest src 设置CF＝OF＝0 A B T 影响SF，ZF和PF 异或门电路 0 0 0 A T 0 1 1 B 01000101 00110001 真值表 1 0 1 逻辑表达式 01110100 T＝AB 1 1 0
5
OR 指令通常用于将某些位置1。 例如，将AL=1000 0110B，现需要将D3~D0四位全变为 1 ，保持D7~D4不变。 OR AL，00001111B 这样，执行指令后，D7~D4保持不变，D3~D0全部变为1 指令执行后，（AL）=1000 1111B
被置1
6
3. 逻辑非指令NOT
逻辑非(逻辑反)运算规则： 原来为0的位变成1，原来为1的位变成0 逻辑非指令NOT： 按位进行逻辑非，结果返回操作数 NOT reg/mem ;逻辑非：reg/mem←～reg/mem 不影响状态标志位
15
1. 移位指令
分逻辑（Logical）和算术（Arithmetic）移位 具有左移（Left）或右移（Right）操作 SHL reg/mem,i8/CL
;逻辑左移：最低位补0，最高位进入CF
SHR reg/mem,i8/CL
;逻辑右移：最高位补0，最低位进入CF
SAL reg/mem,i8/CL
EAX＝0 AX＝要乘以10的无符号数 左移一位等于乘2 EBX＝EAX×2 再左移2位，EAX＝EAX×8 EAX＝EAX×10 显示乘积 换行 EAX＝EAX×10 显示乘积
SHL逻辑左移一位相当于无符号数乘以2 SHR逻辑右移一位相当于无符号数除以219
2. 循环移位指令
循环（Rotate）移位指令要将从一端移出的位返回到 另一端形成循环 分成不带进位循环移位和带进位循环移位 分别具有左移或右移操作 ROL reg/mem,i8/CL
;数据段 byte '38'
;字符串，存放3,8数字ASCII码
;3的ASCII码(33H)在前， ;8的ASCII码(38H)在后
byte ? ;代码段 mov al,ascii and al,0fh mov ah,ascii+1 shl ah,4 or al,ah mov bcd,al
;变为00000011数字3的BCD ;左移4位，变为1000 0000B ; AL =1000 0011B BCD＝83H
8
XOR 指令通常用于将某些指定位取反 例如，将AL=10010110B，现需要将D7,D5,D3,D1取反 ， 保持D6、D4、D2、D0不变——与10101010B异或 AND AL，00001111B
这样，执行指令后，D7~D4被清为0，D3~D0维持不变 指令执行后，（AL）=00111100B 与NOT指令的区别——Not指令对每一位取反 XOR指令可以对指定的位取反
;保存结果
26
3.7 串操作类指令
数据串(数组)：以字节、字和双字为单位的多个数据 存放在连续的主存区域中 源操作数：允许段超越：DS:[ESI] 目的操作数：不允许段超越：ES:[EDI] 每执行一次串操作：ESI和EDI自动±1/2/4 以字节为单位（用B结尾）操作：地址指针±1 以字为单位（用W结尾）操作：地址指针±2 以双字为单位（用D结尾）操作：地址指针±4 DF＝0(执行CLD指令)：地址指针增加（＋） DF＝1(执行STD指令)：地址指针减小（－）
N位操作数循环左移，操作数最高位与最低位连接成一个环，每 位循环左移指定的位数， 如果循环左移k位，则最到位N-k位进入CF， 例如 AX=1001 1000 0111 0110B 循环左移2位 ROL AX，2 执行后 AX=0110 0001 1101 1010 16-2=14,D14=0进入CF，CF=0 移位位数=2，大于1，OF不确定
9
〔例〕逻辑运算程序－1
；定义数据段： varA dword 11001010000111100101010101001101B varB dword 00110111010110100011010111100001B varT1 dword ? varT2 dword ? mov eax,varA ; EAX＝11001010000111100101010101001101B not eax ; EAX＝00110101111000011010101010110010B and eax,varB ; EAX＝00110101010000000010000010100000B
12 运行结果
逻辑运算的屏蔽作用
AND指令复位某些位(同0与)，不影响其他(同1与) OR指令置位某些位(同1或)，不影响其他(同0或) XOR求反某些位(同1异或)，不影响其他(同0异或) and bl,11110110b or bl,00001001b xor bl,00001001b 置位Set：置1 ;BL中D0和D3清0，其余位不变 ;BL中D0和D3置1，其余位不变 ;BL中D0和D3求反，其余位不变 复位Reset：清0，清除Clear
11
〔例〕逻辑运算程序－2
mov eax,varA A B AB AB xor eax,varB ; EAX＝11111101010001000110000010101100B mov varT2,eax ; mov eax,varT1 ; 二进制形式显示VART1 call dispbd call dispcrlf ; 换行显示 mov eax,varT2 ; 二进制形式显示VART2 call dispbd
18
〔例〕移位指令实现乘法程序
xor eax,eax mov ax,wvar shl eax,1 mov ebx,eax shl eax,2 add eax,ebx call dispuid call dispcrlf imul eax,10 call dispuid
; ; ; ; ; ; ; ; ; ;
10
mov ebx,varB ; EBX＝00110111010110100011010111100001B not ebx ; EBX＝11001000101001011100101000011110B and ebx,varA ; EBX＝11001000000001000100000000001100B or eax,ebx ; EAX＝11111101010001000110000010101100B mov varT1,eax
大写＝小写 AND DFH 小写＝大写 OR 20H
xor eax,eax sub eax,eax mov eax,0
13
5. 测试指令TEST
按位进行逻辑与运算，不返回逻辑与结果 TEST dest,src ;作逻辑与运算：dest src TEST指令像AND指令一样来设置状态标志 TEST指令常用于检测一些条件是否满足，一般后跟条 件转移指令，目的是利用测试条件转向不同的分支
3
AND 指令通常用于将某些位清0 例如，将AL=10010110B，现需要将D7,D6,D5,D4清0 ， 保持D3~D0不变 AND AL，00001111B 这样，执行指令后，D7~D4被清为0，D3~D0维持不变 指令执行后，（AL）=00000110B
被清0
4
2. 逻辑或指令OR
逻辑或(逻辑加)运算规则： 两位都是逻辑0，则结果是0；否则，结果是1 逻辑或指令OR： 按位进行逻辑或，结果返回目的操作数 OR dest,src ;逻辑或：dest←dest src 设置CF＝OF＝0 A B T 影响SF，ZF和PF 或门电路 0 0 0 A T B 0 1 1 01000101 逻辑表达式 00110001 真值表 1 0 1 01110101 T＝A+B 1 1 1
;不带进位循环左移指令
ROL/ROR示意图
ROR reg/mem,i8/CL
;不带进位循环右移指令
RCL reg/mem,i8/CL
;带进位循环左移指令
RCR reg/mem,i8/CL
;带进位循环右移指令
RCL/RCR示意图
20
不带进位的循环移位指令
包括 循环左移 循环右移 两条指令。
21
循环左移
22
循环右移
循环右移与循环左移相似，只是移位方向变为由高位 向低位移位，低位进入CF
23
带进位的循环移位指令
24
〔例〕循环移位程序－1
qvar ;数据段 qwຫໍສະໝຸດ Baidurd 1234567887654321h ;代码段 mov ecx,4 shr dword ptr qvar+4,1 rcr dword ptr qvar,1 loop again
again:
64位数据右移位，不能一次完成，需要分2次 （1）高32位右移一位，最低为进入CF——SHR （2）低32位带进位位右移——只有带进位位循环右移，进位位 进入最高位
高32位
64位数据 逻辑右移 0
CF
低32位
25
〔例〕循环移位程序－2：将两位数字ASCII转换为压缩BCD码
ascii bcd
3.6 位操作类指令
计算机中最基本的数据单位是二进制位 针对二进制位进行操作、实现位控制的指令 逻辑运算指令 移位指令 …… 进行一位或若干位处理，采用位操作类指令
1
3.6.1 逻辑运算指令
逻辑与指令 AND 逻辑或指令 OR 逻辑非指令 NOT 逻辑异或指令 XOR 测试指令 TEST 除NOT指令不影响标志外 其他逻辑指令 使OF＝CF＝0 根据结果按定义影响ZF、SF和PF
27
3.7.1 串传送指令
MOVSB|MOVSW|MOVSD ;串传送：ES:[EDI]←DS:[ESI] ;然后：ESI←ESI±1/2/4，EDI←EDI±1/2/4 STOSB|STOSW|STOSD ;串存储：ES:[EDI]←AL/AX/EAX ;然后：EDI←EDI±1/2/4 LODSB|LODSW|LODSD ;串读取：AL/AX/EAX←DS:[ESI] ;然后：ESI←ESI±1/2/4 REP ;执行一次串指令，ECX减1；直到ECX＝0
28
1. 串传送 MOVS 字节传送 MOVSB 字传送 MOCSW 双字传送 MOVSD (1) 默认源地址： DS:ESI 允许段超越 (2) 默认目的地址：ES:DI 不允许段超越 (3) 依据每次传送的字节数，自动修改SI和DI MOVSB SI,DI自动+1或-1 MOVSW SI,DI自动+2或-2 MOVSD SI,DI自动+4或-4 由标志寄存器的DF=1（STD指令设置），+ DF=0（CLD指令设置），（4）串传送指令MOVS前可以使用重复前缀 REP，重复次数由CX （ECX）的值确定，没执行一次传送，CX-1
AND与TEST？
TEST与CMP？
14
3.6.2 移位指令
逻辑左移指令 逻辑右移指令 算术左移指令 算术左移指令
SHL SHR SAL SAR
S: Shift R: Rotate L: Left R: Right A: Arithmetic C: Carry flag
不带进位循环左移指令 ROL 不带进位循环右移指令 ROR 带进位循环左移指令 RCL 带进位循环右移指令 RCR
;算术左移，与SHL是同一条指令
SAR reg/mem,i8/CL
;算术右移：最高位不变，最低位进入CF
目的操作数：寄存器或存储单元reg/mem 后一个操作数：移位位数i8/CL
16
对符号位的影响 （1）由移入的位确定CF （2）如果只进行1位移位，则由移位前后最高位是否 变化确定OF—— 最高位改变，OF=1 最高为不变化，OF=0 （3）如果移位位数大于1，则OF不确定 （4）其他标志位：SF、ZF、PF依据最后结果设置 （5） AF
2
1. 逻辑与指令AND
逻辑与(逻辑乘)运算规则： 两位都是逻辑1，则结果是1；否则，结果是0 逻辑与指令AND： 按位进行逻辑与，结果返回目的操作数 AND dest,src ;逻辑与：dest←dest src 设置CF＝OF＝0 A B T 影响SF，ZF和PF 与门电路 0 0 0 A T 0 1 0 B 01000101 逻辑表达式 00110001 真值表 1 0 0 00000001 T＝A·B 1 1 1
真值表
A T 0 1 1 0
A
T 逻辑表达式
T＝A
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4. 逻辑异或指令XOR
逻辑异或(逻辑半加)运算规则： 两位不同(相异)，则结果是1；否则，结果是0 逻辑异或指令XOR： 按位进行逻辑异或，结果返回目的操作数 XOR dest,src ;逻辑或：dest←dest src 设置CF＝OF＝0 A B T 影响SF，ZF和PF 异或门电路 0 0 0 A T 0 1 1 B 01000101 00110001 真值表 1 0 1 逻辑表达式 01110100 T＝AB 1 1 0
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OR 指令通常用于将某些位置1。 例如，将AL=1000 0110B，现需要将D3~D0四位全变为 1 ，保持D7~D4不变。 OR AL，00001111B 这样，执行指令后，D7~D4保持不变，D3~D0全部变为1 指令执行后，（AL）=1000 1111B
被置1
6
3. 逻辑非指令NOT
逻辑非(逻辑反)运算规则： 原来为0的位变成1，原来为1的位变成0 逻辑非指令NOT： 按位进行逻辑非，结果返回操作数 NOT reg/mem ;逻辑非：reg/mem←～reg/mem 不影响状态标志位
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1. 移位指令
分逻辑（Logical）和算术（Arithmetic）移位 具有左移（Left）或右移（Right）操作 SHL reg/mem,i8/CL
;逻辑左移：最低位补0，最高位进入CF
SHR reg/mem,i8/CL
;逻辑右移：最高位补0，最低位进入CF
SAL reg/mem,i8/CL
EAX＝0 AX＝要乘以10的无符号数 左移一位等于乘2 EBX＝EAX×2 再左移2位，EAX＝EAX×8 EAX＝EAX×10 显示乘积 换行 EAX＝EAX×10 显示乘积
SHL逻辑左移一位相当于无符号数乘以2 SHR逻辑右移一位相当于无符号数除以219
2. 循环移位指令
循环（Rotate）移位指令要将从一端移出的位返回到 另一端形成循环 分成不带进位循环移位和带进位循环移位 分别具有左移或右移操作 ROL reg/mem,i8/CL
;数据段 byte '38'
;字符串，存放3,8数字ASCII码
;3的ASCII码(33H)在前， ;8的ASCII码(38H)在后
byte ? ;代码段 mov al,ascii and al,0fh mov ah,ascii+1 shl ah,4 or al,ah mov bcd,al
;变为00000011数字3的BCD ;左移4位，变为1000 0000B ; AL =1000 0011B BCD＝83H
8
XOR 指令通常用于将某些指定位取反 例如，将AL=10010110B，现需要将D7,D5,D3,D1取反 ， 保持D6、D4、D2、D0不变——与10101010B异或 AND AL，00001111B
这样，执行指令后，D7~D4被清为0，D3~D0维持不变 指令执行后，（AL）=00111100B 与NOT指令的区别——Not指令对每一位取反 XOR指令可以对指定的位取反
;保存结果
26
3.7 串操作类指令
数据串(数组)：以字节、字和双字为单位的多个数据 存放在连续的主存区域中 源操作数：允许段超越：DS:[ESI] 目的操作数：不允许段超越：ES:[EDI] 每执行一次串操作：ESI和EDI自动±1/2/4 以字节为单位（用B结尾）操作：地址指针±1 以字为单位（用W结尾）操作：地址指针±2 以双字为单位（用D结尾）操作：地址指针±4 DF＝0(执行CLD指令)：地址指针增加（＋） DF＝1(执行STD指令)：地址指针减小（－）
N位操作数循环左移，操作数最高位与最低位连接成一个环，每 位循环左移指定的位数， 如果循环左移k位，则最到位N-k位进入CF， 例如 AX=1001 1000 0111 0110B 循环左移2位 ROL AX，2 执行后 AX=0110 0001 1101 1010 16-2=14,D14=0进入CF，CF=0 移位位数=2，大于1，OF不确定
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〔例〕逻辑运算程序－1
；定义数据段： varA dword 11001010000111100101010101001101B varB dword 00110111010110100011010111100001B varT1 dword ? varT2 dword ? mov eax,varA ; EAX＝11001010000111100101010101001101B not eax ; EAX＝00110101111000011010101010110010B and eax,varB ; EAX＝00110101010000000010000010100000B
12 运行结果
逻辑运算的屏蔽作用
AND指令复位某些位(同0与)，不影响其他(同1与) OR指令置位某些位(同1或)，不影响其他(同0或) XOR求反某些位(同1异或)，不影响其他(同0异或) and bl,11110110b or bl,00001001b xor bl,00001001b 置位Set：置1 ;BL中D0和D3清0，其余位不变 ;BL中D0和D3置1，其余位不变 ;BL中D0和D3求反，其余位不变 复位Reset：清0，清除Clear
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〔例〕逻辑运算程序－2
mov eax,varA A B AB AB xor eax,varB ; EAX＝11111101010001000110000010101100B mov varT2,eax ; mov eax,varT1 ; 二进制形式显示VART1 call dispbd call dispcrlf ; 换行显示 mov eax,varT2 ; 二进制形式显示VART2 call dispbd
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〔例〕移位指令实现乘法程序
xor eax,eax mov ax,wvar shl eax,1 mov ebx,eax shl eax,2 add eax,ebx call dispuid call dispcrlf imul eax,10 call dispuid
; ; ; ; ; ; ; ; ; ;
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mov ebx,varB ; EBX＝00110111010110100011010111100001B not ebx ; EBX＝11001000101001011100101000011110B and ebx,varA ; EBX＝11001000000001000100000000001100B or eax,ebx ; EAX＝11111101010001000110000010101100B mov varT1,eax
大写＝小写 AND DFH 小写＝大写 OR 20H
xor eax,eax sub eax,eax mov eax,0
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5. 测试指令TEST
按位进行逻辑与运算，不返回逻辑与结果 TEST dest,src ;作逻辑与运算：dest src TEST指令像AND指令一样来设置状态标志 TEST指令常用于检测一些条件是否满足，一般后跟条 件转移指令，目的是利用测试条件转向不同的分支
3
AND 指令通常用于将某些位清0 例如，将AL=10010110B，现需要将D7,D6,D5,D4清0 ， 保持D3~D0不变 AND AL，00001111B 这样，执行指令后，D7~D4被清为0，D3~D0维持不变 指令执行后，（AL）=00000110B
被清0
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2. 逻辑或指令OR
逻辑或(逻辑加)运算规则： 两位都是逻辑0，则结果是0；否则，结果是1 逻辑或指令OR： 按位进行逻辑或，结果返回目的操作数 OR dest,src ;逻辑或：dest←dest src 设置CF＝OF＝0 A B T 影响SF，ZF和PF 或门电路 0 0 0 A T B 0 1 1 01000101 逻辑表达式 00110001 真值表 1 0 1 01110101 T＝A+B 1 1 1
;不带进位循环左移指令
ROL/ROR示意图
ROR reg/mem,i8/CL
;不带进位循环右移指令
RCL reg/mem,i8/CL
;带进位循环左移指令
RCR reg/mem,i8/CL
;带进位循环右移指令
RCL/RCR示意图
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不带进位的循环移位指令
包括 循环左移 循环右移 两条指令。
21
循环左移
22
循环右移
循环右移与循环左移相似，只是移位方向变为由高位 向低位移位，低位进入CF
23
带进位的循环移位指令
24
〔例〕循环移位程序－1
qvar ;数据段 qwຫໍສະໝຸດ Baidurd 1234567887654321h ;代码段 mov ecx,4 shr dword ptr qvar+4,1 rcr dword ptr qvar,1 loop again
again:
64位数据右移位，不能一次完成，需要分2次 （1）高32位右移一位，最低为进入CF——SHR （2）低32位带进位位右移——只有带进位位循环右移，进位位 进入最高位
高32位
64位数据 逻辑右移 0
CF
低32位
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〔例〕循环移位程序－2：将两位数字ASCII转换为压缩BCD码
ascii bcd
3.6 位操作类指令
计算机中最基本的数据单位是二进制位 针对二进制位进行操作、实现位控制的指令 逻辑运算指令 移位指令 …… 进行一位或若干位处理，采用位操作类指令
1
3.6.1 逻辑运算指令
逻辑与指令 AND 逻辑或指令 OR 逻辑非指令 NOT 逻辑异或指令 XOR 测试指令 TEST 除NOT指令不影响标志外 其他逻辑指令 使OF＝CF＝0 根据结果按定义影响ZF、SF和PF
27
3.7.1 串传送指令
MOVSB|MOVSW|MOVSD ;串传送：ES:[EDI]←DS:[ESI] ;然后：ESI←ESI±1/2/4，EDI←EDI±1/2/4 STOSB|STOSW|STOSD ;串存储：ES:[EDI]←AL/AX/EAX ;然后：EDI←EDI±1/2/4 LODSB|LODSW|LODSD ;串读取：AL/AX/EAX←DS:[ESI] ;然后：ESI←ESI±1/2/4 REP ;执行一次串指令，ECX减1；直到ECX＝0
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1. 串传送 MOVS 字节传送 MOVSB 字传送 MOCSW 双字传送 MOVSD (1) 默认源地址： DS:ESI 允许段超越 (2) 默认目的地址：ES:DI 不允许段超越 (3) 依据每次传送的字节数，自动修改SI和DI MOVSB SI,DI自动+1或-1 MOVSW SI,DI自动+2或-2 MOVSD SI,DI自动+4或-4 由标志寄存器的DF=1（STD指令设置），+ DF=0（CLD指令设置），（4）串传送指令MOVS前可以使用重复前缀 REP，重复次数由CX （ECX）的值确定，没执行一次传送，CX-1
AND与TEST？
TEST与CMP？
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3.6.2 移位指令
逻辑左移指令 逻辑右移指令 算术左移指令 算术左移指令
SHL SHR SAL SAR
S: Shift R: Rotate L: Left R: Right A: Arithmetic C: Carry flag
不带进位循环左移指令 ROL 不带进位循环右移指令 ROR 带进位循环左移指令 RCL 带进位循环右移指令 RCR
;算术左移，与SHL是同一条指令
SAR reg/mem,i8/CL
;算术右移：最高位不变，最低位进入CF
目的操作数：寄存器或存储单元reg/mem 后一个操作数：移位位数i8/CL
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对符号位的影响 （1）由移入的位确定CF （2）如果只进行1位移位，则由移位前后最高位是否 变化确定OF—— 最高位改变，OF=1 最高为不变化，OF=0 （3）如果移位位数大于1，则OF不确定 （4）其他标志位：SF、ZF、PF依据最后结果设置 （5） AF
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1. 逻辑与指令AND
逻辑与(逻辑乘)运算规则： 两位都是逻辑1，则结果是1；否则，结果是0 逻辑与指令AND： 按位进行逻辑与，结果返回目的操作数 AND dest,src ;逻辑与：dest←dest src 设置CF＝OF＝0 A B T 影响SF，ZF和PF 与门电路 0 0 0 A T 0 1 0 B 01000101 逻辑表达式 00110001 真值表 1 0 0 00000001 T＝A·B 1 1 1