《PC Assembly Language》Paul A. Carter

第3章-位操作Bit Operations

3.1 位移（Shift Operations）

3.1.1 逻辑位移（Logical shifts）

逻辑位移中，新增的bit位总是0。

逻辑右移：
			0101011
shr 1 -->	0010101

逻辑左移：
			0101011
shl 1 -->	1010110

在汇编语言中，用shr和shl来执行逻辑位移操作。
位移的位数可以是立即数，也可以是存放在CL寄存器中的数字。

最后一个被移出的bit位会被存入进位标志位（carry flag）中。

mov ax, 0C123H
shl ax, 1 ; shift 1 bit to left, ax = 8246H, CF = 1
shr ax, 1 ; shift 1 bit to right, ax = 4123H, CF = 0
shr ax, 1 ; shift 1 bit to right, ax = 2091H, CF = 1
mov ax, 0C123H
shl ax, 2 ; shift 2 bits to left, ax = 048CH, CF = 1
mov cl, 3
shr ax, cl ; shift 3 bits to right, ax = 0091H, CF = 1

位移操作速度比mul和div快得多，而乘法和除法又可以通过位移实现。
故可以用逻辑位移实现无符号数的乘法和除法。

3.1.3 算术位移（Arithmetic shifts）

• sal：就是shl，一模一样；
• sar：新增加的比特位将会和符号位保持一致。

3.1.4 循环位移（Rotate shifts）

3.2 布尔位操作（Boolean Bitwise Operations）

3.2.1 与（The AND operation）

mov ax, 0C123H
and ax, 82F6H ; ax = 8022H

3.2.2 或（The OR operation）

mov ax, 0C123H
or ax, 0E831H ; ax = E933H

3.2.3 亦或（The XOR operation）

mov ax, 0C123H
xor ax, 0E831H ; ax = 2912H

3.2.4 取反（The NOT operation）

不同与上面的指令，取反指令是一元操作（只有一个操作数），且不会影响FLAGS寄存器的数值

意思是其它指令都会影响FLAGS寄存器的数值

mov ax, 0C123H
not ax ; ax = 3EDCH

3.2.5 测试（The TEST instruction）

同and指令，但是不存储计算结果，只根据结果修改FLAGS寄存器的数值。

比如结果为0时，ZF会被置为1。

3.2.6 布尔操作的用途（Uses of boolean operations）

主要用途

• 将第i位置为1：与2的i次方（此数字的2进制只有第i位是1）进行or操作；
• 将第i位置为0：与只有第i位是0的2进制数（此数通常称为掩码，mask）进行and操作；
• 对第i位取反：与2的i次方（此数字的2进制只有第i位是1）进行xor操作；

mov ax, 0C123H
or ax, 8 ; turn on bit 3, ax = C12BH
and ax, 0FFDFH ; turn off bit 5, ax = C10BH
xor ax, 8000H ; invert bit 31, ax = 410BH
or ax, 0F00H ; turn on nibble, ax = 4F0BH
and ax, 0FFF0H ; turn off nibble, ax = 4F00H
xor ax, 0F00FH ; invert nibbles, ax = BF0FH
xor ax, 0FFFFH ; 1’s complement, ax = 40F0H

nibble表示4位2进制数，即一个16进制数。

其它用途

1. and指令还可以用于计算以2的i次方作为除数的除法的余数。

即a/b = c..d，b=2^i，可以用and计算d

方法：被除数与数值上等于2^i-1的掩码相与，相与结果就是余数。
例如：

mov eax, 100 ; 100 = 64H 被除数为100
mov ebx, 0000000FH ; mask = 16 - 1 = 15 or F  除数为16，掩码为16-1 = 15，写成16进制就是F
and ebx, eax ; ebx = remainder = 4 
shr eax, 4 ; eax = quotient of eax/2^4 = 6

2. 使用CL寄存器可以操作任意数量的任意位。

例1：将EAX中的任意一个位置为1，此位的位置存放在BH中。

mov cl, bh ; first build the number to OR with
mov ebx, 1
shl ebx, cl ; shift left cl times
or eax, ebx ; turn on bit

例2：将EAX中的任意一个位置为0，此位的位置存放在BH中。

mov cl, bh ; first build the number to AND with
mov ebx, 1
shl ebx, cl ; shift left cl times
not ebx ; invert bits
and eax, ebx ; turn off bit

一段奇怪的代码

xor eax, eax ; eax = 0

此代码用于将eax清零，因为任何数与自己亦或都是0。
之所以不用mov eax 0来清零是因为xor的机器码占用的字节数更短。

3.3 C语言的位操作（Manipulating bits in C）

3.4 大小端表示（Big and Little Endian Representations）

x86家族使用小端表示法。

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