汇编语言串指令课件

7.2 串操作串操作 汇编语言中的“串”是指内存中连续存放的若干个字节型或字型数据构成的一个整体，相当于一个数组。8088为这种“数组”的操作提供了专门的串操作指令，这些指令与循环或附加在串指令上的前缀配合，可以依次对串中的数据进行处理。串操作指令都要求先把数组首元素（或者最后一个元素）的地址放在指定的变址寄存器中，每处理一个数组元素，串指令本身自动把变址寄存器的内容做相应的变化，使其指向下一个待处理的元素。根据实际需要，串操作指令可以按数组存放的内存地址从小到大进行处理，也可以从大到小处理，CPU在完成串指令时，会根据标志寄存器中的DF标志位选择处理的方向。.7.2 串操作.1 7.2.1 DF标志位标志位 DF是8088中的一个重要的控制标志位，它决定了串指令的处理方向。当CPU执行到一条串操作指令时，如果DF的值是0，CPU会把指令相应的变址寄存器的值增加，按地址由小到大的方向处理；反之如果DF的值是1，CPU会把变址寄存器的值减小，按地址由大到小的方向处理。8088提供有两条专用指令设置DF，分别是CLD和STD指令。【指令格式】CLD 【功能】把标志位DF清0。【指令格式】STD 【功能】把标志位DF置1。.7.2.1 DF标志位.2 7.2.2 串操作指令串操作指令 8088指令系统中共设计有5条串操作指令，分别用于完成从串中取出数据、往串中存入数据、串复制、串比较等操作。7.2.2.1 LODS指令指令从串中取出数据从串中取出数据 按照串中存放的是字节型数据还是字型数据，有两条指令分别用于从串中取出一个元素。【指令格式】LODSB 或 LODSW 【功能】（1）LODSB进行字节型串操作，从内存中DS:SI所确定的逻辑地址处取出一个字节的数据，送到AL中。当DF0时，令SISI1，当DF1时，令SISI1。.7.2.2 串操作指令.3 （2）LODSW进行字型串操作，从内存中DS:SI所确定的逻辑地址处取出一个字型数据，送到AX中。当DF0时，令SISI2，当DF1时，令SISI2。本书中把LODSB指令和LODSW指令统称作LODS指令，以下各串操作指令也做类似处理。LODS指令要求把串放在DS所指向的段中，SI则存放将要处理的元素的偏移地址。对字节型的串，每个元素占1字节，所以执行一次LODSB指令，SI中的值会根据DF的情况自动加1或减1；而字型的串中每个元素占2字节，SI需要加2或减2后才能指向下一个元素。串指令LODS实际上是把一条MOV指令和一条ADD（或SUB、INC、DEC等）指令综合在一起，可以说，没有串指令同样可以编写数组操作的程序，但串指令会使这种操作简化。.（2）LODSW进行字型串操作，从内存中DS:SI4 【例7.3】设DS段中的变量arr中存放了一个带符号的字型数组，元素个数已放在字型变量arrlen中（0）。编写程序段，利用串操作指令，统计出该数组中正数、0和负数各多少个，结果分别放在DS段中的字型变量countp、count0和countn中。【解】MOV CX,arrlenMOV countp,0MOV count0,0MOV countn,0LEA SI,arr ;DS已有正确值，只要把SI 指向串首地址 CLD ;清方向标志.【例7.3】设DS段中的变量arr中存放了一个带符号的字5lab1:LODSWCMP AX,0JG lab2;大于0转JL lab3;小于0转INC count0JMP lab4lab2:INC countpJMP lab4lab3:INC countnlab4:LOOP lab1.lab1:LODSW.6 7.2.2.2 STOS指令指令往串中存入数据往串中存入数据 【指令格式】STOSB 或 STOSW 【功能】（1）STOSB进行字节型串操作，把AL的值送往内存中由ES:DI所确定的内存中。当DF0时，令DIDI1，当DF1时，令DIDI1。（2）STOSW进行字型串操作，把AX的值送往内存中由ES:DI所确定的内存中。当DF0时，令DIDI2，当DF1时，令DIDI2。STOS指令主要用于把一段连续的存储区域以AL或AX中的值填充，特别的是，存储区的段地址必须放在附加段寄存器ES中。STOS与LODS指令配合，还可以从一个串中取出数据，有选择地存到另一个串中。.7.2.2.2 STOS指令往串中存入数据.7 【例7.4】设DS段中的变量arr1中存放了一个带符号的字型数组，元素个数已放在字型变量arr1len中（0）。编写程序段，试利用串操作指令，把该数组中非0元素复制到DS段中的另一个字型变量arr2中，要求在arr2中连续存放，并统计出非0元素的个数填在变量arr2len中。【分析】首先把DS、SI、ES和DI指向正确的位置，然后利用循环指令，每次从arr1中取出一个数，若不是0，则存往arr2。由于是字型数据，循环结束后DI的值减去arr2的偏移地址可得到保存下来的数据占据了多少字节，除以2后即得元素个数。.【例7.4】设DS段中的变量arr1中存放了一个带符号8【解】【解】PUSH DSPOP ES;令ESDSLEA SI,arr1LEA DI,arr2MOV CX,arr1lenCLD;准备好取出数据的串和存入数据的串的首地址.【解】.9lab1:LODSWTEST AX,AXJZ lab2;AX为0转STOSWlab2:LOOP lab1SUB DI,OFFSET arr2SHR DI,1;除以2MOV arr2len,DI.lab1:LODSW.10 7.2.2.3 MOVS指令指令串复制串复制 【指令格式】MOVSB 或 MOVSW 【功能】（1）MOVSB进行字节型串复制，把DS:SI所指向的一个字节型数据送往ES:DI所指向的内存中。当DF0时，令SISI1，DIDI1；当DF1时，令SISI1，DIDI1。（2）MOVSW进行字型串复制，把DS:SI所指向的一个字型数据送往ES:DI所指向的内存中。当DF0时，令SISI2，DIDI2；当DF1时，令SISI2，DIDI2。.7.2.2.3 MOVS指令串复制.11 MOVS指令可以实现把内存中的一个数据，不经过寄存器的过渡由一处复制到另一处。这一点是MOV指令做不到的。MOVS指令与循环控制指令配合，可以完成数据块的复制。被复制的数据串称为源串，复制到的目的地称为目标串。如果源串与目标串所占据的内存是完全分离的，数据传递可以按由串首至串尾的次序进行，也可以按相反的方向进行。但是，当两者占据的内存区域有部分重叠时，需要注意用DF控制方向，当源串首地址小于目标串首地址时，应由尾至首进行传送，源串首址大于目标串首址时，则由首至尾传送。.MOVS指令可以实现把内存中的一个数据，不经12 【例7.5】设字节型变量str中存放了100个字符，编写程序段完成下列操作：（1）删除串中前5个字符，并把后续字符前移。（2）把串中各字符向后移一个字节，在串首插入一个空格符。【分析】第（1）题要把串的后95个字节向前移动，是源串首址大于目标串首址的情况，需要自首至尾进行移动；第（2）题正相反，源串首址小于目标串首址，只能按由尾至首的方向移动。.【例7.5】设字节型变量str中存放了100个字符，13【解】（1）MOV AX,SEG str;取变量str所在的段地址MOV DS,AXMOV ES,AXLEA SI,str+5;取源串首偏移地址LEA DI,str;取目标串首偏移地址MOV CX,95;置复制字节数CLDlab:MOVSB;字节型复制LOOP lab.【解】.14（2）MOV AX,SEG strMOV DS,AXMOV ES,AXLEA SI,str+99;取源串尾的偏移地址LEA DI,str+100;取目标串尾的偏移地址MOV CX,100;复制100个字节STDlab:MOVSBLOOP labMOV str,.（2）MOV AX,SEG str.15 7.2.2.4 CMPS指令指令串比较串比较 【指令格式】CMPSB 或 CMPSW 【功能】（1）CMPSB进行字节型串比较，把DS:SI所指向的一个字节型数据与ES:DI所指向的一字节相减，把相减结果反映到条件标志位上。当DF0时，令SISI1，DIDI1；当DF1时，令SISI1，DIDI1。（2）CMPSW进行字型串比较，把DS:SI所指向的一个字型数据与ES:DI所指向的一个字相减，相减结果反映到条件标志位上。当DF0时，令SISI2，DIDI2；当DF1时，令SISI2，DIDI2。程序设计中经常会遇到比较问题，比较两个符号串是否完全相同，或者比较两个串按字典顺序的大小，这一类问题正是CMPS指令发挥作用的地方。.7.2.2.4 CMPS指令串比较.16 【例7.6】编写子程序，按字典排序法，比较两个已知长度的字符串的大小。【解】;入口参数：DS:SI和ES:DI分别存放第1个串和第2个串的起始逻辑地址 ;CX和DX分别放两个串的串长 ;出口参数：AL为1表示第1个串大，AL为-1表示第2个串大，AL为0表示两者相等 ;破坏寄存器：AH,CX,SI,DI.【例7.6】编写子程序，按字典排序法，比较两个已知长度17strcmp PROC NEAR CLD MOV AH,0 ;记载串长1串长2 CMP CX,DX JB lab1 MOV AH,1 ;记载串长相等 JE lab1 MOV CX,DX ;按第2个串的长度进行比较 MOV AH,2 ;记载串长1串长2 lab1:JCXZ lab2 CMPSB JA lab3 ;串1串2转 JB lab4 ;串1串2转 LOOP lab1.strcmp PROC NEAR.18 lab2:CMP AH,1 JB lab4;串1串2转 JA lab3;串1串2转 MOV AL,0 JMP lab5 lab3:MOV AL,1 JMP lab5 lab4:MOV AL,-1 lab5:RET strcmp ENDP.lab2:CMP AH,1.19 7.2.2.5 SCAS指令指令串扫描串扫描 【指令格式】SCASB 或 SCASW 【功能】（1）SCASB把AL与字节型串中数据比较，用AL减去ES:DI所指向的一个字节型数据，相减结果反映到条件标志位上。当DF0时，令DIDI1；当DF1时，令DIDI1。（2）SCASW把AX与字型串中数据比较，用AX减去ES:DI所指向的一个字，结果反映到条件标志位上。当DF0时，令DIDI2；当DF1时，令DIDI2。SCAS指令通常用于查找一个数组中是否存在某个指定的值。该指令不改变数组中的任何数据，也不改变AX或AL的值，可以用循环控制的方法连续查找。.7.2.2.5 SCAS指令串扫描.20 【例7.7】编写子程序，查找一个字型数组中是否存在一个给定的值。【解】;入口参数：ES:DI存放字型数组的首地址，CX中放串中元素个数 ;AX放指定查找的值 ;出口参数：CF为1表示找到，CF为0表示没找到 ;破坏寄存器：CX，DI.【例7.7】编写子程序，查找一个字型数组中是否存在一个21search PROC NEAR JCXZ lab0 CLD lab1:SCASW JE lab2 LOOP lab1 lab0:CLC JMP lab3 lab2:STC lab3:RET search ENDP.search PROC NEAR.22 7.2.3 串重复前缀串重复前缀 串操作指令是对内存中连续存放的一批数据进行处理的一种高效、快捷的方法，它往往需要循环控制指令的配合。对于那些单纯是数据块复制、查找、比较的操作，汇编语言中还设计有3个串操作重复前缀，以进一步提高编程和数据处理的效率。串操作前缀是附加在串操作前面的指令，它是一种以CX为计数器的重复操作指示器，用以简化循环操作控制。使用串操作前缀的一般格式是：串前缀 串操作指令.7.2.3 串重复前缀.23 7.2.3.1 REP前缀前缀 【功能】当CX的值不是0时，重复执行后面的串操作指令，每执行一次，把CX的值减1，直到CX0为止。图7.6描述了REP串前缀的功能。REP前缀将使它后面的串操作指令重复执行，每执行一次串指令就把CX的值减1，直到CX减到0为止。图7.6描述了带有REP前缀的串指令的执行方式。可以看到，这是一种先判断后重复的循环，如果CX的值是0，则串操作指令一次都不执行，这与LOOP指令控制的循环是不同的。.7.2.3.1 REP前缀.24CX=0？CX CX-1 执行一次后面的串指令 YN完成 图7.6 REP前缀的功能 REP前缀通常加在MOVS或STOS串指令的前面，可以用一条指令把一个串复制到内存的另一个地方，或者把一段内存区域用一个特定值填充。REP前缀一般不与另外3条串指令连用。.CX=0？CX CX-1 执行一次后面的串25 7.2.3.2 REPZ和和REPNZ前缀前缀 REPZ和REPNZ也是串指令前缀，与REP一样都是用于控制后面的串指令重复执行，但重复执行不仅依赖于CX的值，还依赖于标志寄存器中的ZF标志位。【功能】带有REPZ前缀的串指令按下列方式执行：（1）若CX0，则结束指令的执行，否则转（2）。（2）CX CX1。（3）执行一次串指令。（4）若ZF0，则结束指令的执行，否则转（1）。REPNZ的功能与REPZ仅在第（4）项不同，REPZ是在ZF1时控制串操作重复执行，而REPNZ则是在ZF0时控制串操作重复执行。REPZ和REPNZ的功能可以用图7.7描述。.7.2.3.2 REPZ和REPNZ前缀.26CX=0？CX CX-1 执行一次后面的串指令 ZF=1？YNNY完成（a）REPZ串前缀的功能.CX=0？CX CX-1 执行一次后面的串指令27CX=0？CX CX-1 执行一次后面的串指令 ZF=0？YNNY完成（b）REPNZ串前缀的功能 REPZ和REPNZ前缀通常加在CMPS或SCAS串指令的前面，完成连续比较操作。这两个前缀各自又有一种功能完全相同的变形，REPZ可以写作REPE，REPNZ可以写作REPNE。.CX=0？CX CX-1 执行一次后面的串指令28 7.2.3.3 串前缀的应用串前缀的应用 根据串前缀与串指令的功能，什么样的串指令前面配什么样的串前缀是有一定限制的。表7.1列出了串前缀与串指令之间的配合关系，其中的“”表示对应的串指令与串前缀可以配合使用，“”表示不能，“”表示相应的用法没有实用价值。.7.2.3.3 串前缀的应用.29 串前缀串指令REPREPZ（REPE）REPNZ（REPNE）LODSSTOSMOVSCMPSSCAS表7.1 串前缀与串指令之间的配合关系.串前缀REPREPZREPNZLODSS30 从表7.1中可以看到，LODS指令一般不与串前缀配合使用，因为LODS是从串中取出数据放到AL或AX中，每取一个数据就应该做适当的处理，然后再去取下一数据，否则后取出的数据将取代AL或AX中的原有数据，使得只有最后一次取出的数据被保留下来。画有“”的部分是指根本不存在这样配合的用法。实际上，8088的指令系统中只有两个机器码与串前缀对应，并且，对于MOVS、STOS和LODS，不论串指令的前面加的是什么前缀，都按REP进行处理，汇编程序在翻译时既不报错也不警告；对CMPS和SCAS指令，如果前面加上了前缀REP，汇编程序将按REPZ进行翻译。串前缀的用途在于代替控制串操作的循环结构，下面的例7.8和例7.9就是这种简化的典型用法。.从表7.1中可以看到，LODS指令一般不与串前31 【例7.8】把字型变量v1中存放的50个整数复制到变量v2中，先用LOOP指令编写程序段完成复制操作，再用带前缀的串指令简化。【解】用循环控制方法编写的程序段如下：MOV AX,SEG v1 MOV DS,AX ;准备源串的段地址 MOV SI,OFFSET v1 ;准备源串的起始偏移地址 MOV AX,SEG v2 MOV ES,AX ;准备目标串的段地址 LEA DI,v2 ;准备目标串的起始偏移地址 MOV CX,50.【例7.8】把字型变量v1中存放的50个整数复制到变量32lab:MOV AX,SI MOV ES:DI,AX LOOP lab该程序段的最后3行可以用一个带前缀的串指令简化，写作：REP MOVSW.lab:MOV AX,SI.33 【例7.9】编写一个子程序，判断一个数据串中是否存在一个给定的值。要求子程序对字节型和字型的串都能判断，以CF作为出口参数，如果在串中找到目标值，在CF位置1，否则令CF清0。【解】;入口参数：ES:DI数据串的首地址 ;AX查找目标值，字节型数据串则以AL存放目标值 ;CX串中元素个数 ;CF0表示串中元素是字型，1则表示串中元素是字节型.【例7.9】编写一个子程序，判断一个数据串中是否存在一34 ;出口参数：CF1表示在串中找到了给定值，0表示没找到 ;破坏寄存器：CX,DI search PROC NEAR JCXZ s2 ;串长为0，串中不存在给定数据，转 CLD ;清方向标志，准备按增量方向查找 JC s3 ;入口参数CF为1转字节型查找 REPNZ SCASW ;字型查找 JZ s1 ;找到转 JMP s2 ;未找到转.;出口参数：CF1表示在串中找到了给定值，0表示没找35 s3:REPNZ SCASB ;字节型查找 JZ s1 ;找到转 s2:CLC ;置未找到标记 JMP s4 s1:STC ;置找到标记 s4:RET search ENDP.s3:REPNZ SCASB 36 从图7.7的流程图可以看到，带有REPZ和REPNZ前缀的串指令可以在两种情况下结束串操作，一是已执行到CX为0时，二是当ZF不符合要求时。例7.9中，在带有REPNZ前缀的串扫描指令的后面用条件跳转指令进行判断，此时必须能够分辨出是哪一种情况导致串操作结束。可以想到的指令除了JZ、JNZ之外，还有JCXZ，究竟用哪一个为好呢？如果串指令执行完后CX的值不是0，可以肯定是由于ZF不满足重复条件而导致串操作提前结束的，对例7.9就可以知道找到了目标值。这种情况下JCXZ或JZ、JNZ指令都可使用；反之若CX的值是0，表示串操作已经处理到串的最后一个元素，并且最后一次处理的结果已设置在ZF上，但这时如果用JCXZ指令进行判断，就不能分辨最后一次串操作比较或查找的结果是相等还是不等。总之，在带有REPZ或REPNZ前缀的串指令的后面，必须用JZ、JNZ指令判断比较或查找的情况，而不能用JCXZ指令。.从图7.7的流程图可以看到，带有REPZ和R37