5.2 汇编语言：标志位测试指令
<p>汇编语言是一种面向机器的低级语言，用于编写计算机程序。汇编语言与计算机机器语言非常接近，汇编语言程序可以使用符号、助记符等来代替机器语言的二进制码，但最终会被汇编器编译成计算机可执行的机器码。</p><p>标志位测试指令是汇编语言中用于测试处理器标志位状态的指令。标志位是位于处理器状态寄存器中的一组特殊标志，用于指示上一个运算的结果是否为零、是否进位/借位、是否溢出等等。可以使用标志位测试指令来检查标志位的状态，并在需要时根据标志位状态进行操作。</p>
<p>常见的标志位测试指令包括：</p>
<ul>
<li>test 指令：测试指定寄存器中的值与另一个值（常数或寄存器）的按位与操作结果，而不改变寄存器的值。如果结果为零，将设置零标志位ZF。</li>
<li>cmp 指令：比较两个操作数并确定它们是否相等；如果两个操作数相等，则设置ZF标志位。使用此指令时，通常将第一个操作数减去第二个操作数，并且不需要保存差值。</li>
<li>and 指令：对两个操作数进行逐位与操作，并将结果写入目标操作数。如果结果为零，将设置ZF标志位。</li>
<li>or 指令：对两个操作数进行逐位或操作，并将结果写入目标操作数。如果结果为零，将清除ZF标志位。</li>
<li>xor 指令：对两个操作数进行逐位异或操作，并将结果写入目标操作数。如果结果为零，将设置ZF标志位。</li>
</ul>
<h3 id="21-psr">2.1 PSR</h3>
<p>标志寄存器又称程序状态寄存器（Program Status Register，PSR），是CPU中存放处理器标志位的寄存器。它记录了上一个操作的结果，这些结果可以用于下一条指令的条件转移或其他操作。标志寄存器通常包含一些二进制位（标志位），每个标志位用于表示不同的条件或状态。不同的架构和体系结构会有不同的标志位设置。</p>
<p>常见的标志位包括：</p>
<ul>
<li>零标志位（Zero Flag，ZF）：当上一个操作的结果为零时，将设置该标志位。</li>
<li>进位标志位（Carry Flag，CF）：当上一个操作的结果产生了进位或借位时，将设置该标志位。</li>
<li>溢出标志位（Overflow Flag，OF）：当上一个操作的结果产生了溢出时，将设置该标志位。</li>
<li>符号标志位（Sign Flag，SF）：当上一个操作的结果为负数时（最高位为1），将设置该标志位。</li>
<li>奇偶校验标志位（Parity Flag，PF）：当上一个操作的结果具有偶数个二进制位为1时，将设置该标志位。</li>
</ul>
<p>这些标志位通常用于指令的条件分支操作，例如 jz（零标志位为真时跳转）、jnz（零标志位为假时跳转）等。直接操作这些标志位可能会对系统的运行产生影响，因此在编程时应该使用相应的指令来读写标志寄存器状态。</p>
<pre><code class="language-ASM">.386p
.model flat,stdcall
option casemap:none
include windows.inc
include kernel32.inc
includelib kernel32.lib
.code
main PROC
; CF 进位标志位: 当执行一个加法(或减法)运算,使最高位产生进位(或借位)时,CF为1;否则为0
mov ax,0ffffh
add ax,1 ; cf = 1 af = 1
; PF 奇偶标志位: 当运算结果中,所有bit位(例:1001010)中1的个数为偶数时,则PF=1;为基数PF=0
mov eax,00000000b
add eax,00000111b; pf = 0
mov eax,00000000b
add eax,00000011b; pf = 1
; ZF 零标志位: 若当前的运算结果为零,则ZF=1; 否则ZF=0
mov eax,2
sub eax,2 ; zf = 1 cf = 0 af = 0
; SF 符号标志位: 若运算结果为负数,则SF=1;若为非负数则SF=0
mov eax,3e8h
sub eax,3e9h; sf = 1 cf = 1 af = 1 zf = 0
; DF 方向标志位: 当DF=0时为正向传送数据(cld),否则为逆向传送数据(std)
cld
mov eax,1 ; df = 0
std
mov eax,1 ; df = 1
; OF 溢出标志位: 记录是否产生了溢出,当补码运算有溢出时OF=1;否则OF=0
mov al,64h
add al,64h ; of = 1 cf = 0 pf = 0 af = 0
invoke ExitProcess,0
main ENDP
END main
</code></pre>
<h3 id="22-test">2.2 TEST</h3>
<p>TEST 指令是一种逻辑操作指令，用于执行两个操作数的逐位<code>AND</code>运算，不改变目标操作数的值，只设置相应的标志位，常用于测试某些位是否被设置。</p>
<p>该指令的语法为：</p>
<pre><code class="language-ASM">TEST dest, src
</code></pre>
<p>其中，<code>dest</code>是目标操作数，<code>src</code>是源操作数，两个操作数可以是寄存器或内存地址。</p>
<p>执行<code>TEST</code>指令时，CPU将目标操作数和源操作数直接逐位<code>AND</code>运算，结果并不保存到任何位置。但同时，CPU会设置目标操作数的条件码标志位，以反映运算的结果。具体地，CPU会根据运算结果将零标志位（ZF）和进位标志位（CF）设置或清空，符号标志位（SF）和溢出标志位（OF）未定义。</p>
<p>TEST 指令通常用于测试某些位是否被设置，可以通过与一个掩码进行<code>TEST</code>和来测试某一位（或一组位）是否被置位。例如，要测试寄存器<code>eax</code> 是否为偶数，可以使用以下代码：</p>
<pre><code class="language-c">test eax, 1
jz even_number
</code></pre>
<p>在这个代码中，使用<code>TEST</code>指令将<code>eax</code>和常数1逐位<code>AND</code>运算，并将结果保存到条件码标志位中。如果<code>eax</code>的最低位为0，则<code>ZF</code>处于设置状态，执行<code>jz</code>指令跳转到<code>even_number</code>标号处，否则继续执行后续指令。</p>
<p>TEST指令可以同时检测设置多个标志位的值，该指令执行时总是清除溢出标志和进位标志，它修改符号标志，基偶标志，零标志的方式与AND指令相同。</p>
<pre><code class="language-ASM">.386p
.model flat,stdcall
option casemap:none
include windows.inc
include kernel32.inc
includelib kernel32.lib
.code
main PROC
mov al,00001111b
test al,2 ; zf=0 pf=0
mov al,00100101b
test al,00001001b ; zf=0 pf=0
mov al,00100100b
test al,00001001b ; zf=1 pf=1
mov eax,0100h
test eax,eax ; zf=0
mov eax,0
test eax,eax ; zf=0
or al,80h ; 设置符号标志 zf=0 pf=0 sf=1
and al,7fh ; 清除符号标志 zf=1 pf=1 sf=0
mov al,0
or al,1 ; 清除符号标志 zf=0 pf=0
stc ; 设置进位标志 cf = 1
clc ; 清除进位标志 cf = 0
mov al,07fh ; AL = +127
inc al ; 设置溢出标志 AL = 80h (-128) of=1 af=1 sf=1
or eax,0 ; 清除溢出标志
invoke ExitProcess,0
main ENDP
END main
</code></pre>
<h3 id="23-cmp">2.3 CMP</h3>
<p>CMP 指令是一种比较指令，通常用于比较两个操作数的大小关系，并根据比较结果设置相应的条件码标志位。</p>
<p>该指令的语法与<code>SUB</code>指令相同，但是<code>CMP</code>指令不会改变目标操作数的值，只对源操作数和目标操作数进行逐位减法运算，并根据运算结果设置标志位。具体地，<code>CMP</code>指令执行<code>DEST - SRC</code>的减法运算，但不保存结果，只把运算结果的条件码标志位设置为反映运算结果的值。</p>
<p>根据<code>CMP</code>指令所设置的标志位，可以通过条件跳转指令来实现跳转。例如，要判断<code>eax</code>是否为0并跳转到标号<code>END</code>，可以使用以下代码：</p>
<pre><code class="language-ASM">cmp eax, 0
je END
</code></pre>
<p>在这个代码中，<code>CMP</code>指令将<code>eax</code>和<code>0</code>相减，不保存结果，而是设置相应的条件码标志位。如果<code>eax</code>等于0，则<code>ZF</code>处于设置状态，条件跳转指令<code>je</code>跳转到<code>END</code>标号处。如果<code>eax</code>不等于0，则<code>ZF</code>处于未设置状态，不会执行跳转指令，而是继续执行后续指令。</p>
<p>如下代码片段则是CMD指令的更多使用方法，读者可自行编写代码进行测试，根据注释信息相信很容易理解。</p>
<pre><code class="language-ASM">.386p
.model flat,stdcall
option casemap:none
include windows.inc
include kernel32.inc
includelib kernel32.lib
.code
main PROC
; 比较5和10
mov ax,5
cmp ax,10 ; 5-10 > zf=0 cf=1 pf=0 af=1 sf=1
; 比较两个相同数
mov ax,1000
mov cx,1000
cmp cx,ax ; 1000-1000 > zf=1 cf=0 pf=1 sf=0
; 比较100和0
mov ax,100
cmp ax,0 ; 100-0 > zf=0 cf=0 pf=0
; 比较100和50
mov eax,100
mov ebx,50
cmp eax,ebx ; 100-50 > zf=0 cf=0 pf=0
; 比较-100和50
mov eax,-100
mov ebx,50
cmp eax,ebx ; -100-50 > sf=1 pf=1
; 比较-100和-50
mov eax,-100
mov ebx,-50
cmp eax,ebx ; -100--50 > cf=1 af=1 pf=0
invoke ExitProcess,0
main ENDP
END main
</code></pre>
<h3 id="24-jxjnxjsxjpx">2.4 JX/JNX/JSX/JPX</h3>
<p>汇编语言中的跳转指令可以根据条件码标志位来判断条件是否成立，并根据判断结果来跳转到指定的地址。以下是基于特定 CPU 标志寄存器来实现跳转的常见指令及其含义：</p>
<ul>
<li>JZ / JE：当零标志位 (ZF) 为 1 时跳转，即前一个操作执行结果为零。</li>
<li>JNZ / JNE：当零标志位 (ZF) 为 0 时跳转，即前一个操作执行结果不为零。</li>
<li>JC / JB / JNAE：当进位标志位 (CF) 为 1 时跳转，即前一个操作执行结果产生了进位或借位。</li>
<li>JNC / JNB / JAE：当进位标志位 (CF) 为 0 时跳转，即前一个操作执行结果没有产生进位或借位。</li>
<li>JO：当溢出标志位 (OF) 为 1 时跳转，即前一个操作执行结果产生了溢出。</li>
<li>JNO：当溢出标志位 (OF) 为 0 时跳转，即前一个操作执行结果没有产生溢出。</li>
<li>JS：当符号标志位 (SF) 为 1 时跳转，即前一个操作执行结果为负数。</li>
<li>JNS：当符号标志位 (SF) 为 0 时跳转，即前一个操作执行结果为非负数。</li>
<li>JP / JPE：当奇偶校验标志位 (PF) 为 1 时跳转，即前一个操作执行结果具有偶数个二进制位为 1。</li>
<li>JNP / JPO：当奇偶校验标志位 (PF) 为 0 时跳转，即前一个操作执行结果不具有偶数个二进制位为 1。</li>
</ul>
<p>以上这些跳转指令中，条件判断所依赖的条件码标志位是由前一条指令执行结果所决定的，因此在使用跳转指令时需要注意前一条指令的结果是否符合预期。同时，在跨过一些较大距离的内存位置时，还需要确保指令地址是否能够被正确地计算和访问。</p>
<pre><code class="language-ASM">.386p
.model flat,stdcall
option casemap:none
include windows.inc
include kernel32.inc
includelib kernel32.lib
.code
main PROC
; JZ/JE 当ZF置1时 也就是结果为零则跳转 (leftOp - rightOp = 0)
mov eax,1
sub eax,1 ; zf=1 pf=1
je jump
mov eax,1
mov ebx,1
cmp eax,ebx ; zf=1
jz jump
; JNZ/JNE 当ZF置0时 也就是结果不为零则跳转 (leftOp - rightOp != 0)
mov eax,2
sub eax,1
jnz jump ; zf=0 pf=0
mov eax,2
cmp eax,1
jne jump ; zf=0
; JC/JNC 当 CF=1/0 设置进位标志则跳/未设置进位标志则跳
mov al,0
cmp al,1
jc jump
jnc jump
; JO/JNO 当 OF=1/0 设置溢出标志则跳/未设置溢出标志则跳
mov al,0ffh
add al,1
jo jump
; JS/JNS 当 SF=1/0 设置符号标志则跳/未设置符号标志则跳
mov eax,1
cmp eax,1
js jump ; cf=0 af=0
; JP/JNP PF=1/0 设置奇偶标志则跳(偶)/未设置奇偶标志则跳(基)
mov al,00100100b
cmp al,0
jp jump ; zp=0
jump:
xor eax,eax
xor ebx,ebx
invoke ExitProcess,0
main ENDP
END main
</code></pre>
<p>跳转指令与比较指令可以很好的结合起来，通过使用<code>cmp eax,ebx</code>比较等式两边的值，影响相应的标志寄存器中的值，从而决定是否要跳转，常用的如下:</p>
<pre><code class="language-ASM">.386p
.model flat,stdcall
option casemap:none
include windows.inc
include kernel32.inc
includelib kernel32.lib
.code
main PROC
; JA(无符号)/JG(有符号) 跳转标志: (left > right) 大于则跳转
mov eax,100
mov ebx,200
cmp ebx,eax ; 无符号 ebx > eax
ja jump ; zf=0 pf=0
mov eax,20
mov ebx,-100
cmp eax,ebx ; 有符号 eax > ebx
jg jump ; zf=0 cf=1 pf=1 af=1
; JAE(无符号)/JGE(有符号) 跳转标志: (left >= right) 大于或等于则跳转
mov eax,50
mov ebx,20
cmp eax,ebx ; 无符号 eax >= ebx
jae jump ; jae 被替换成了jnb 小于则跳 (eax<ebx)
mov eax,50
mov ebx,-20
cmp eax,ebx ; 有符号 eax >= ebx
jge jump ; zf=0 af=1 pf=0 sf
; JB(无符号)/JL(有符号) 跳转标志:(left < right) 小于则跳转
mov eax,10
mov ebx,20
cmp eax,ebx ; 无符号 eax < ebx
jb jump ; cf=0 af=0 pf=1
mov eax,-10
mov ebx,20
cmp eax,ebx ; 有符号 eax < ebx
jl jump
; JBE(无符号)/JLE(有符号) 跳转标志:(left <= right) 小于或等于则跳转
mov eax,20
mov ebx,20
cmp eax,ebx ; 无符号 eax <= ebx
jbe jump ; zf=1
mov eax,-20
mov ebx,10
cmp eax,ebx ; 无符号 eax,ebx
jle jump ; sf=1
; JNB(不小于则跳 同JAE)/JNA(不大于则跳 同JBE) 跳转标志:(lef !>< right) 无符号
mov eax,10
mov ebx,5
cmp eax,ebx ; eax !< ebx
jnb jump ; zf=0 cf=0
mov eax,5
mov ebx,10
cmp eax,ebx ; eax !> ebx
jbe jump ; cf=1 af=1 zf=0
; JNL(不小于则跳 同JGE)/JNG(不大于则跳 同JLE) 跳转标志:(lef !>< right) 有符号
mov eax,10
mov ebx,-5
cmp eax,ebx ; eax !< ebx
jnl jump ; sf=0 cf=1 pf=1 af=1 zf=0
mov eax,-10
mov ebx,5
cmp eax,ebx ; eax !> ebx
jng jump ; sf=1
jump:
xor eax,eax
xor ebx,ebx
invoke ExitProcess,0
main ENDP
END main
</code></pre>
<h3 id="25-btbtrbsfbsr">2.5 BT/BTR/BSF/BSR</h3>
<p>BT 系列指令主要用于对特定寄存器中的位进行测试、清除、设置或求反等操作，这些操作通常会影响条件码寄存器<code>CF</code>的值。这些指令的具体操作如下：</p>
<ul>
<li>BT 指令：测试特定寄存器中的位是否为 1，将测试结果存储在条件码寄存器<code>CF</code>的最低位中，即<code>CF</code>的值等于被测试位的值。</li>
<li>BTC 指令：将特定寄存器中的位取反，被取反的位由<code>CF</code>最低位指示，即如果<code>CF</code>为<code>1</code>，则对应位取反；否则不变。</li>
<li>BTR 指令：将特定寄存器中的位清零，被清零的位由<code>CF</code>最低位指示，即如果<code>CF</code>为<code>1</code>，则对应位清零；否则不变。</li>
<li>BTS 指令：将特定寄存器中的位设置为 1，被设置的位由<code>CF</code>最低位指示，即如果<code>CF</code>为 1，则对应位设置为 1；否则不变。</li>
</ul>
<p>相比之下，<code>BSF</code>和<code>BSR</code>指令则是对特定数据中的位进行正反向扫描操作，进而得到位中第一个<code>1</code>和最后一个<code>1</code>的位置，这些操作通常会影响条件码寄存器<code>ZF</code>的值。这两个指令的具体操作如下：</p>
<ul>
<li>
<p>BSF 指令：从寄存器或内存中获取一个<code>WORD</code>或<code>DWORD</code>数据，从低位到高位扫描，找到第一个值为<code>1</code>的位，将该位的偏移量存储在目标寄存器中，并将条件码寄存器<code>ZF</code>设置为相应的值，如果未找到值为<code>1</code>的位，则目标寄存器的值未定义，且<code>ZF</code>被清零。</p>
</li>
<li>
<p>BSR 指令：从寄存器或内存中获取一个<code>WORD</code>或<code>DWORD</code>数据，从高位到低位扫描，找到最后一个值为<code>1</code>的位，将该位的偏移量存储在目标寄存器中，并将条件码寄存器<code>ZF</code>设置为相应的值，如果未找到值为<code>1</code>的位，则目标寄存器的值未定义，且<code>ZF</code>被清零。</p>
</li>
</ul>
<p>如下代码片段则是指令的更多使用方法，读者可自行编写代码进行测试，根据注释信息相信很容易理解。</p>
<pre><code class="language-ASM">.386p
.model flat,stdcall
option casemap:none
include windows.inc
include kernel32.inc
includelib kernel32.lib
.code
main PROC
; bt 普通的位测试命令
xor edx,edx
mov dx,10000001b
bt dx,7 ; 把DX第7位送入CF = 1
bt dx,6 ; 把DX第六位送入CF = 0
; bts 位测试并置位
mov dx,10000001b
bts dx,6 ; cf = 0
bts dx,7 ; cf = 1
; btr 位测试并复位.在执行BT同时,把操作数的指定位置为0
mov dx,10000001b
btr dx,7
btr dx,6 ; cf = 0
;btc 位测试并取反.在执行BT同时,把操作数的指定位取反
mov dx,10000001b
btc dx,0 ; cf = 1
btc dx,0 ; cf = 0
; BSF 执行位扫描 由低->高位 | BSR 由高 -> 到低
xor edx,edx
mov dx, 0000111100001100b
bsf cx,dx ; 正向扫描,将扫描到1的位置放入CX
bsr cx,dx ; 反向扫描 zf=0 pf=0
xor ecx,ecx
mov cx,0
mov dx,0
bsf cx,dx
lahf
invoke ExitProcess,0
main ENDP
END main
</code></pre>
</div>
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<b>文章出处：</b>https://www.cnblogs.com/LyShark/p/17648291.html
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