计算机系统基础 | HUST.CS

第三章

定点运算指令

以下是定点运算指令（ADD、SUB、INC、DEC、NEG、CMP、MUL、IMUL、DIV、IDIV）的汇总表格，包括每条指令的格式、操作描述及其对标志位的影响。

指令	格式	操作描述	OF（溢出标志）	SF（符号标志）	CF（进位标志）	ZF（零标志）
ADD	add src, dst	dst = dst + src	结果溢出时置位	结果为负数时置位	结果进位时置位	结果为零时置位
SUB	sub src, dst	dst = dst - src	结果溢出时置位	结果为负数时置位	结果借位时置位	结果为零时置位
INC	inc operand	operand = operand + 1	结果溢出时置位	结果为负数时置位	不变	结果为零时置位
DEC	dec operand	operand = operand - 1	结果溢出时置位	结果为负数时置位	不变	结果为零时置位
NEG	neg operand	operand = -operand	操作数为最小负数时置位	结果为负数时置位	操作数非零时置位	结果为零时置位
CMP	cmp src, dst	dst - src（仅设置标志位，不存储结果）	结果溢出时置位	结果为负数时置位	结果借位时置位	结果为零时置位
MUL	mul operand	无符号乘法：EAX = EAX * operand（结果在EDX:EAX）	结果超出目标寄存器时置位	不变	结果超出目标寄存器时置位	不变
IMUL	imul operand imul src, dst imul imm, src, dst	有符号乘法：EAX = EAX * operand（结果在EDX:EAX） dst = dst * src dst = src * imm	结果超出目标寄存器时置位	不变	结果超出目标寄存器时置位	不变
DIV	div operand	无符号除法：EAX = EDX:EAX / operand，余数在EDX	不变	不变	不变	不变
IDIV	idiv operand	有符号除法：EAX = EDX:EAX / operand，余数在EDX	不变	不变	不变	不变

说明

1. ADD 和 SUB：用于加法和减法操作。根据结果设置 OF, SF, CF, ZF 标志位。
2. INC 和 DEC：用于自增和自减操作。CF 标志位保持不变。
3. NEG：用于取负操作。如果操作数为最小负数（例如 0x80000000），则 OF 置位。
4. CMP：用于比较操作。通过设置标志位反映比较结果。
5. MUL 和 IMUL：用于无符号和有符号乘法。结果存储在 EDX:EAX 中（对于一操作数形式），如果结果超出目标寄存器容量，则 OF 和 CF 置位。
6. DIV 和 IDIV：用于无符号和有符号除法。结果存储在 EAX 中，余数存储在 EDX 中。

这些指令在处理定点运算时具有不同的功能和用途，通过设置标志位来反映操作结果的特性。

逻辑运算指令

IA-32 位运算指令汇总

以下是位运算指令（NOT、AND、OR、XOR、TEST）的汇总表格，包括每条指令的格式、操作描述及其对标志位的影响。

指令	格式	操作描述	OF（溢出标志）	SF（符号标志）	CF（进位标志）	ZF（零标志）
NOT	not operand	operand = ~operand	不变	不变	不变	不变
AND	and src, dst	dst = dst & src	清零	根据结果设置	清零	根据结果设置
OR	or src, dst	dst = dst | src	清零	根据结果设置	清零	根据结果设置
XOR	xor src, dst	dst = dst ^ src	清零	根据结果设置	清零	根据结果设置
TEST	test src, dst	dst & src（仅设置标志位，不存储结果）	清零	根据结果设置	清零	根据结果设置

说明

1. NOT：用于按位取反操作。该指令不会影响任何标志位。
2. AND：用于按位与操作。根据结果设置 SF 和 ZF 标志位，清零 OF 和 CF。
3. OR：用于按位或操作。根据结果设置 SF 和 ZF 标志位，清零 OF 和 CF。
4. XOR：用于按位异或操作。根据结果设置 SF 和 ZF 标志位，清零 OF 和 CF。
5. TEST：用于按位与操作，但不保存结果，只设置标志位。根据结果设置 SF 和 ZF 标志位，清零 OF 和 CF。

这些指令在处理位运算时具有不同的功能和用途，通过设置标志位来反映操作结果的特性。

移位指令

以下是位移和旋转指令（SHL、SHR、SAL、SAR、ROL、ROR、RCL、RCR）的汇总表格，包括每条指令的格式、操作描述及其对标志位的影响。

指令	一操作数格式	二操作数格式	操作描述	OF（溢出标志）	SF（符号标志）	CF（进位标志）	ZF（零标志）
SHL	shl operand	shl $count, operand shl %cl, operand	operand << count	根据最高两位变化设置	根据结果设置	根据最后移出的位设置	根据结果设置
SAL	sal operand	sal $count, operand sal %cl, operand	operand << count	根据最高两位变化设置	根据结果设置	根据最后移出的位设置	根据结果设置
SHR	shr operand	shr $count, operand shr %cl, operand	operand >> count	根据最高位变化设置	根据结果设置	根据最后移出的位设置	根据结果设置
SAR	sar operand	sar $count, operand sar %cl, operand	operand >>> count	根据最高位变化设置	根据结果设置	根据最后移出的位设置	根据结果设置
ROL	rol operand	rol $count, operand rol %cl, operand	循环左移	如果 count 为 1，根据最高两位变化设置	不变	根据最后移出的位设置	不变
ROR	ror operand	ror $count, operand ror %cl, operand	循环右移	如果 count 为 1，根据最高两位变化设置	不变	根据最后移出的位设置	不变
RCL	rcl operand	rcl $count, operand rcl %cl, operand	带进位循环左移	如果 count 为 1，根据最高两位变化设置	不变	根据最后移出的位设置	不变
RCR	rcr operand	rcr $count, operand rcr %cl, operand	带进位循环右移	如果 count 为 1，根据最高两位变化设置	不变	根据最后移出的位设置	不变

说明

1. SHL 和 SAL：用于逻辑和算术左移操作。这两条指令在 IA-32 中是同义的。根据结果设置 OF、SF 和 ZF 标志位，CF 根据最后移出的位设置。
2. SHR：用于逻辑右移操作。根据结果设置 OF、SF 和 ZF 标志位，CF 根据最后移出的位设置。
3. SAR：用于算术右移操作。根据结果设置 OF、SF 和 ZF 标志位，CF 根据最后移出的位设置。
4. ROL 和 ROR：用于循环左移和右移操作。如果 count 为 1，OF 根据最高两位的变化设置，CF 根据最后移出的位设置。
5. RCL 和 RCR：用于带进位的循环左移和右移操作。如果 count 为 1，OF 根据最高两位的变化设置，CF 根据最后移出的位设置。

无条件转移指令汇总

以下是无条件转移指令的汇总表格，包括每条指令的格式和操作描述。

指令	格式	操作描述
JMP	jmp target	跳转到指定的目标地址
	jmp *%register	跳转到寄存器中存储的地址
	jmp *memory_address	跳转到内存地址
CALL	call target	调用子程序，将返回地址压入堆栈
	call *%register	调用寄存器中存储的子程序地址
	call *memory_address	调用内存地址中的子程序
RET	ret	从子程序返回
	ret $imm16	从子程序返回，并调整堆栈指针
JMP Short	jmp short target	短跳转到指定的目标地址（前/后128字节）

说明

1. JMP：用于无条件跳转到目标地址，有多种形式（立即数、寄存器、内存）。
2. CALL：用于调用子程序，将返回地址压入堆栈，然后跳转到目标地址执行子程序。
3. RET：用于从子程序返回，从堆栈中弹出返回地址，并跳转到该地址继续执行。
4. JMP Short：用于短距离跳转，跳转范围是当前指令的前或后 128 字节以内。