32位汇编：实验6位运算类指令使用
实验（1）
逻辑运算知识总结
1.1 基本逻辑运算类型
| 运算 | 符号 | 含义 | 规则 | 汇编语法 | 标志位影响 |
|---|---|---|---|---|---|
| 与 | AND | 两个位都为1时结果为1 | 1 AND 1 = 1，其他情况为0 | AND dest, src | CF=0, OF=0, SF/ZF/PF根据结果设置 |
| 或 | OR | 两个位中有一个为1时结果为1 | 0 OR 0 = 0，其他情况为1 | OR dest, src | CF=0, OF=0, SF/ZF/PF根据结果设置 |
| 非 | NOT | 位取反 | NOT 1 = 0，NOT 0 = 1 | NOT dest | 不影响任何标志位 |
| 异或 | XOR | 两个位不同时结果为1 | 1 XOR 0 = 1，0 XOR 1 = 1，其他情况为0 | XOR dest, src | CF=0, OF=0, SF/ZF/PF根据结果设置 |
1.2 逻辑运算在计算机中的应用
- 位掩码操作
- 提取特定位：
AND value, mask - 设置特定位：
OR value, mask - 清除特定位：
AND value, NOT mask - 翻转特定位：
XOR value, mask
- 提取特定位：
- 条件判断和标志位设置
- 测试特定位：
TEST value, mask（相当于AND但不保存结果） - 判断奇偶：
AND value, 1或TEST value, 1 - 清零寄存器：
XOR reg, reg
- 测试特定位：
- 数据加密和校验
- 简单加密：
XOR data, key - 校验和计算：多数据XOR
- 哈希算法：位混合操作
- 简单加密：
- 硬件控制
- 设备寄存器位操作
- 状态标志读取和设置
1.3 标志位影响
- AND运算常用于清除特定位（掩码清零）
- OR运算常用于设置特定位（掩码置1）
- XOR运算常用于翻转特定位或实现无临时变量的交换
- NOT运算常用于位反转或求补码
| 运算 | CF | OF | SF | ZF | PF | AF |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AND | 清零(0) | 清零(0) | 根据结果设置 | 根据结果设置 | 根据结果设置 | 未定义 |
| OR | 清零(0) | 清零(0) | 根据结果设置 | 根据结果设置 | 根据结果设置 | 未定义 |
| XOR | 清零(0) | 清零(0) | 根据结果设置 | 根据结果设置 | 根据结果设置 | 未定义 |
| NOT | 不影响 | 不影响 | 不影响 | 不影响 | 不影响 | 不影响 |
实验示例
我们经手算得到varT1 与 varT2 结果一致，说明通过与或非实现了异或运算
varT1 = 11111101_01000100_01100000_10101100
varT2 = 11111101_01000100_01100000_10101100
我们验证以下
varT1 = FD4460AC
varT2 = FD4460AC
经验证与手算结果一致。
实验（2）
移位运算知识点总结
2.1 移位运算分类
| 运算 | 符号 | 含义 | 规则 | 汇编语法 | 标志位影响 |
|---|---|---|---|---|---|
| 逻辑左移 | SHL | 所有位向左移动，低位补0 | 相当于乘以2ⁿ | SHL dest, count | CF=最后移出的位，OF仅在count=1时有意义 |
| 逻辑右移 | SHR | 所有位向右移动，高位补0 | 无符号数除以2ⁿ | SHR dest, count | CF=最后移出的位，OF仅在count=1时有意义 |
| 算术右移 | SAR | 所有位向右移动，高位符号位扩展 | 有符号数除以2ⁿ | SAR dest, count | CF=最后移出的位，OF=0 |
| 循环左移 | ROL | 所有位向左移动，高位循环到低位 | 位循环移动 | ROL dest, count | CF=最后移出的位 |
| 循环右移 | ROR | 所有位向右移动，低位循环到高位 | 位循环移动 | ROR dest, count | CF=最后移出的位 |
| 带进位循环左移 | RCL | 包含进位标志的循环左移 | 包含CF标志位 | RCL dest, count | CF=最后移出的位 |
| 带进位循环右移 | RCR | 包含进位标志的循环右移 | 包含CF标志位 | RCR dest, count | CF=最后移出的位 |
移位计数说明：
- count可以是立即数(1-31)或CL寄存器内容
- 对于8086，count=1时可直接用立即数，count>1时必须用CL
2.2 移位运算在计算机中的应用
- 快速乘除法优化
- 乘以2ⁿ：
SHL value, n - 除以2ⁿ：
SHR value, n（无符号）或SAR value, n（有符号） - 乘以常数：如×10 = ×8 + ×2 =
(value<<3) + (value<<1)
- 乘以2ⁿ：
- 数据打包和解包
- 位字段提取：
SHR+AND - 位字段设置：先清除再
OR - 数据压缩：多个小数值打包到更大数据类型
- 位字段提取：
- BCD码处理
- ASCII转BCD：
AND 0Fh去除ASCII高位 - 压缩BCD：两个BCD数字合并到一个字节
- ASCII转BCD：
- 算法实现
- 循环冗余校验(CRC)：移位和XOR组合
- 加密算法：位置换操作
- 浮点数处理：阶码调整
2.3 标志位影响
- 左移（SHL）相当于乘以2的幂次，但可能溢出
- 右移（SHR/SAR）相当于除以2的幂次，算术右移保持符号位
- 循环移位（ROL/ROR）不改变数值大小，仅改变位的位置
① 非循环移位运算
| 运算 | CF | OF | SF | ZF | PF | AF |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SHL | 最后移出的位 | 仅count=1时有意义* | 根据结果设置 | 根据结果设置 | 根据结果设置 | 未定义 |
| SHR | 最后移出的位 | 仅count=1时有意义* | 根据结果设置 | 根据结果设置 | 根据结果设置 | 未定义 |
| SAR | 最后移出的位 | 清零(0) | 根据结果设置 | 根据结果设置 | 根据结果设置 | 未定义 |
- OF在count=1时的含义：
- SHL：若结果的最高位与CF不同，则OF=1（表示符号改变）
- SHR：设置为操作数原来的最高位
② 循环移位运算
| 运算 | CF | OF | SF | ZF | PF | AF |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ROL | 最后移出的位 | 仅count=1时有意义* | 不影响 | 不影响 | 不影响 | 不影响 |
| ROR | 最后移出的位 | 仅count=1时有意义* | 不影响 | 不影响 | 不影响 | 不影响 |
| RCL | 最后移出的位 | 仅count=1时有意义* | 不影响 | 不影响 | 不影响 | 不影响 |
| RCR | 最后移出的位 | 仅count=1时有意义* | 不影响 | 不影响 | 不影响 | 不影响 |
- OF在count=1时的含义：
- ROL：若结果的最高位与CF不同，则OF=1
- ROR：若结果的最高位与次高位不同，则OF=1
- RCL：若结果的最高位与CF不同，则OF=1
- RCR：若结果的最高位与次高位不同，则OF=1
实验示例
（1）无符号数乘以10的两种方法
经分析发现代码实现功能为：用“左移+加法”完成无符号数乘 10，避免乘法指令，是嵌入式/汇编里常用的“移位代替乘法”技巧。
34000 × 10 = 34000 × (2 + 8) = 34000×2 + 34000×8
我们对比发现
前面移位运算与imul eax,10效果一致
（2）位操作应用
第一部分：多倍精度移位
mov ecx,4; 循环4次
again:
shr dword ptr qvar+4,1; 先移动高32位
rcr dword ptr qvar,1; 后移动低32位（带进位）
loop again
功能： 将64位数 1234567887654321h 逻辑右移4位
移位过程：
- 使用SHR处理高32位
- 使用RCR处理低32位（接收来自高位的进位）
- 循环4次完成右移4位操作
第一次循环结束后再重复步骤，总循环四次后
ecx归0，跳出循环完成移位运算
ASCII转压缩BCD码
字符 '3' = 33h → 取低4位 → 03h
字符 '8' = 38h → 取低4位 → 08h → 左移4位 → 80h
组合：03h OR 80h = 83h (压缩BCD码表示38)
转换结果与期待结果一致。