7.7 移位循环和串操作

7.7 移位循环和串操作

一、移位和循环移位指令

接下来进入：Shift / Rotate

也就是移位和循环移位。

表 4.10 里列出了：

分成两类：

移位：SHL、SAL、SHR、SAR 循环移位：ROL、ROR、RCL、RCR

二、移位次数 count

书上说 count 是移位次数。在 8086 中，移位次数只能是：

1或者 CL

所以合法：

SHL AX, 1 MOV CL, 4 SHL AX, CL

但在 8086 里不合法：SHL AX, 4

因为立即数移位次数只能写 1，不能直接写 2、3、4。如果要移 4 位，应该：

MOV CL, 4

SHL AX, CL

这一点后面例 4.17 会专门考。

三、SHL / SAL：左移

SHL 是逻辑左移。SAL 是算术左移。

在 8086 里：SHL 和 SAL 效果相同

格式：SHL dest, 1 或 SHL dest, CL SAL dest, 1 或 SAL dest, CL

作用：所有位向左移动，最低位补 0，最高位移入 CF

例如：AL = 0101 0011B

执行：SHL AL, 1

结果：AL = 1010 0110B ，CF = 原最高位 0

左移和乘 2 的关系

对于无溢出的情况：

左移 1 位 ≈ 乘 2 左移 2 位 ≈ 乘 4

例如：0000 0011B = 3 左移 1 位 → 0000 0110B = 6但如果最高位被移出去，就可能溢出，要看 CF/OF。

四、SHR：逻辑右移

SHR 是逻辑右移。作用：所有位向右移动，最高位补 0，最低位移入 CF

例如：AL = 1000 0110B

执行：SHR AL, 1

结果：AL = 0100 0011B ，CF = 原最低位 0

SHR 常用于无符号数除 2。

SAR：算术右移 SAR 是算术右移。

作用：所有位向右移动，最高位保持原来的符号位，最低位移入 CF（补符号位）

例如负数：

AL = 1111 1000B

执行：SAR AL, 1 结果：

AL = 1111 1100B

最高位仍然补 1，因为要保持负数符号。

所以：SHR 用于无符号右移，SAR 用于带符号右移（之前都讲过在ARM里面）

五、移位指令对标志位的影响

移位指令会影响：CF、PF、SF、ZF、OF

AF 不确定。其中最重要的是 CF：

CF = 最后一次被移出去的那一位

如果移位次数是 1，OF 有明确意义：

左移时，如果符号位发生改变，则 OF = 1

如果移位次数大于 1，OF 通常不确定。

六、循环移位指令

循环移位包括：ROL ROR RCL RCR

1. ROL：循环左移

ROL 是 Rotate Left。

作用：最高位移到最低位，同时最高位送入 CF

例如：AL = 1001 0110B

执行：ROL AL, 1

结果：AL = 0010 1101B CF = 1原来的最高位 1 跑到最低位，也进入 CF。

2. ROR：循环右移

ROR 是 Rotate Right。

作用：最低位移到最高位，同时最低位送入 CF

例如：AL = 1001 0110B

执行：ROR AL, 1

结果：AL = 0100 1011B CF = 0

原最低位 0 进入最高位，也进入 CF。

3. RCL：带进位循环左移

RCL 是 Rotate through Carry Left。

它把 CF 也放进循环圈。

左边被移出去的位进入 CF，原 CF 进入最低位。可以想成：

CF + 操作数整体一起循环左移

例如 8 位操作数，实际上是 9 位循环：CF + 8 位数据

4. RCR：带进位循环右移

RCR 是 Rotate through Carry Right。

它也是把 CF 放进循环圈，只不过方向向右。

可以想成：CF + 操作数整体一起循环右移

ROL/ROR 和 RCL/RCR 的区别

最重要区别：

ROL / ROR：CF 只是保存移出去的位，不参与原数据内部循环 RCL / RCR：CF 参与循环

更直观：

ROL/ROR：只在操作数内部绕圈 RCL/RCR：操作数和 CF 一起绕圈

例 4.17：32 位数乘 4

书上例子要求：完成一个 32 位数乘 4

因为 8086 没有真正的 32 位寄存器，所以用：DX:AX表示 32 位数。

DX = 高 16 位，AX = 低 16 位

如果要乘 4，就是左移 2 位。

1. 为什么不能简单写 SHL DX:AX？

因为 8086 没有：SHL DX:AX, 1

这种 32 位移位指令。所以只能分两部分操作：低 16 位 AX 左移 移出去的位通过 CF 进入高 16 位 DX

2. 正确思路

每左移 1 位，要做两步：

SHL AX, 1 RCL DX, 1

含义：第一句：SHL AX, 1

低 16 位 AX 左移 1 位，AX 最高位被移入 CF。

第二句：RCL DX, 1

DX 带 CF 循环左移 1 位，把刚才 AX 移出去的那一位送进 DX 的最低位。

这样 DX:AX 整体就完成了 1 位左移。

3. 乘 4 要左移两次

所以正确程序是：

MOV AX, WORD PTR DATA MOV DX, WORD PTR DATA+2 SHL AX, 1 RCL DX, 1 SHL AX, 1 RCL DX, 1

这里不能偷懒。因为每一次 AX 移出去的位，都要马上通过 RCL DX,1 送进 DX。

4. 为什么下面这段有语法错误？

书上给的错误程序段 1：

SHL AX, 2 RCL DX, 2

在 8086 中，移位次数不能直接写 2。

只能写：SHL AX, 1

或者：

MOV CL, 2 SHL AX, CL

所以：SHL AX, 2对 8086 来说是语法错误。

5. 为什么下面这段有逻辑错误？

书上程序段 2：

MOV CL, 2 SHL AL, CL RCL DX, CL

这里有两个问题。

第一个很明显：SHL AL, CL

它只移动 AL，也就是 AX 的低 8 位，而不是整个 AX。

题目要处理 DX:AX 组成的 32 位数，低 16 位应该是 AX，不是 AL。

第二个更深层的问题是：即使写成：

SHL AX, CL RCL DX, CL

也不适合用来模拟 32 位整体左移 2 位。

因为 SHL AX,CL 移 2 位后，CF 只保存最后一次移出去的那一位，前一次移出去的位已经丢了。

而 32 位整体左移要求 AX 移出去的每一位都按顺序进入 DX。

所以必须一位一位来：

SHL AX, 1 RCL DX, 1 SHL AX, 1 RCL DX, 1

这是这道题的关键。

七、串操作类指令

最后一页开始进入串操作。

串操作指令用于处理连续内存数据，比如：

数组 字符串 数据块 表格 缓冲区

8086 提供一组专门的串操作指令。

1. 串操作指令有哪些？

书上列出：

MOVS LODS STOS CMPS SCAS

它们分别是：

MOVS：串传送 LODS：串装入 STOS：串存储 CMPS：串比较 SCAS：串扫描

还有重复前缀：

REP REPE / REPZ REPNE / REPNZ

2. 为什么需要串操作指令？

普通指令如果搬一段内存，需要循环：

MOV AL, [SI] MOV [DI], AL INC SI INC DI DEC CX JNZ AGAIN

串操作指令可以把这些操作简化。

比如：REP MOVSB

可以连续搬很多字节。

3. 串操作常用寄存器

串操作里有几个默认寄存器：

DS:SI → 源串地址 ES:DI → 目的串地址 CX → 重复次数 DF → 控制地址增减方向

其中 DF 是方向标志位。

如果：DF = 0地址自动增加。

如果：DF = 1地址自动减少。

常用指令：

CLD STD

其中：

CLD：清 DF，使地址递增 STD：置 DF，使地址递减

4. MOVS

MOVS 是串传送。

常见形式：

MOVSB MOVSW

其中：

MOVSB：传送一个字节 MOVSW：传送一个字

MOVSB 的功能：ES:[DI] ← DS:[SI]

然后：如果 DF = 0：

SI ← SI + 1 DI ← DI + 1

如果 DF = 1：

SI ← SI - 1 DI ← DI - 1

MOVSW 类似，只不过一次传送 2 字节，所以 SI、DI 每次加 2 或减 2。

5. REP MOVSB

如果加上 REP：REP MOVSB

含义是：当 CX ≠ 0 时，重复执行 MOVSB 每执行一次，CX ← CX - 1直到 CX = 0

例如复制 100 个字节：

CLD LEA SI, SRC LEA DI, DST MOV CX, 100 REP MOVSB

意思是：从 DS:SRC 复制 100 字节到 ES:DST

6. LODS

LODS 是串装入。

常见形式：

LODSB LODSW

LODSB：AL ← DS:[SI]

然后 SI 自动加 1 或减 1。

LODSW：AX ← DS:[SI]

然后 SI 自动加 2 或减 2。

LODS 常用于从字符串中逐个取字符。

7. STOS

STOS 是串存储。

常见形式：

STOSB STOSW

STOSB：ES:[DI] ← AL

然后 DI 自动加 1 或减 1。

STOSW：ES:[DI] ← AX

然后 DI 自动加 2 或减 2。

常用于清内存或填充内存。

例如把一段内存填成 0：

CLD MOV AL, 0 LEA DI, BUFFER MOV CX, 100 REP STOSB

8. CMPS

CMPS 是串比较。

常见形式：

CMPSB CMPSW

CMPSB 的本质：DS:[SI] - ES:[DI]

它不保存结果，只影响标志位。

然后 SI、DI 自动增减。

常配合：

REPE REPNE

使用。

9. SCAS

SCAS 是串扫描。

常见形式：

SCASB SCASW

SCASB 的本质：AL - ES:[DI]

它用 AL 和目标串中的元素比较，只影响标志位，然后 DI 自动增减。

常用于在字符串中查找某个字符。

重复前缀 REP / REPE / REPNE

串操作最强的地方是可以加重复前缀。

1. REP

REP MOVSB REP STOSB

含义：

只要 CX ≠ 0，就重复执行 每次 CX 减 1

常用于 MOVS、STOS。

2. REPE / REPZ

REPE CMPSB REPZ CMPSB

REPE 和 REPZ 等价。

含义：当 CX ≠ 0 且 ZF = 1 时重复

也就是：相等就继续比较，一旦不相等就停

常用于比较两个字符串是否相同。

3. REPNE / REPNZ

REPNE SCASB REPNZ SCASB

REPNE 和 REPNZ 等价。

含义：当 CX ≠ 0 且 ZF = 0 时重复

也就是：没找到就继续找，一旦找到就停

常用于扫描字符串中是否存在某个字符。

总结：

第一，除法前一定要准备好被除数：

8 位除法：AX ÷ src8 16 位除法：DX:AX ÷ src16

第二，带符号除法前常用：

CBW CWD

第三，BCD 调整指令按类型记：

AAA/AAS：非压缩 BCD 加减 DAA/DAS：压缩 BCD 加减 AAM：非压缩 BCD 乘法后调整 AAD：非压缩 BCD 除法前调整

第四，逻辑运算：

AND：清位/取位 OR ：置位 XOR：翻转/清零 NOT：取反，不影响标志位 TEST：测试位，只影响标志位，不保存结果

第五，移位：

SHL/SAL：左移，低位补 0 SHR：逻辑右移，高位补 0 SAR：算术右移，高位补符号位

第六，循环移位：

ROL/ROR：操作数内部循环 RCL/RCR：带 CF 一起循环

第七，串操作：

DS:SI 是源 ES:DI 是目的 CX 是次数 DF 决定地址增减方向

这一段最容易考的是：除法前的 CBW/CWD、DAA/AAM/AAD 的使用顺序、TEST 和 CMP 的区别、32 位数用 SHL+RCL 移位、串操作的 SI/DI/CX/DF。