第六章:條件處理

章節概要 布林和比較指令 條件跳越 條件迴圈指令 條件結構 應用： 有限狀態機器 使用. IF 指引

布林和比較指令 CPU 狀態旗標 AND 指令 OR 指令 XOR 指令 NOT 指令 應用 TEST 指令 CMP 指令

回顧狀態旗標 當運算的結果為0 時，零值旗標會呈現設定狀態. 如果指令運算所產生的結果，在被當成是有號數時，對目的運算元而言太大 ( 或太小) 了，則進位旗標會呈現設定狀態. 符號旗標呈現設定狀態，則目的運算元為負值，如果符號旗標呈現清除狀態，則目的運算元為正值 當指令運算產生了無效有號數時，則溢位旗標會呈現設定狀態 比較不重要: 當一個指令目的地運算元為低位元組中產生 1 位元的偶數時候，為同等標旗設定狀態. 附加的標旗設定狀態當運算產生進行3位元到4位元

AND 指令 AND 指令會執行兩個運算元中，每一對相對應位元之間的逐位元AND 布林運算，並且將結果存放於目的運算元 語法: AND destination,source (相同的運算元類型當做 MOV) AND

OR 指令 OR 指令會執行兩個運算元中，每一對相對應位元之間的逐位元OR 布林運算，並且將結果存放於目的運算元 語法: OR OR destination,source OR

XOR 指令 XOR 指令會執行兩個運算元中，每一對相對應位元之間的逐位元互斥OR 布林運算，並且將結果存放於目的運算元 語法: XOR XOR destination, source XOR XOR 有一個特別的性質是，如果連續應用在相同的運算元上兩次，則運算元本身的值會被倒轉.

NOT 指令 NOT 指令會使運算元中的所有位元倒轉其值 語法: NOT destination NOT

應用 (1 of 5) 作業:將在 AL 的字元轉換成大寫. 解答：使用AND指令清除5位元. mov al,'a' ; AL = 01100001b and al,11011111b ; AL = 01000001b

應用 (2 of 5) 作業:把一個二進位十進制的位元組轉換成它的相等ASCII十進位的數字。 解答:使用OR指令設定4位元和5位元 mov al,6 ; AL = 00000110b or al,00110000b ; AL = 00110110b The ASCII digit '6' = 00110110b

應用 (3 of 5) 作業:按下鍵盤 CapsLock 鍵 解答:使用OR指令在鍵盤標旗位元組中設定6位元在 0040:0017h 在BIOS資料區域中. mov ax,40h ; BIOS segment mov ds,ax mov bx,17h ; keyboard flag byte or BYTE PTR [bx],01000000b ; CapsLock on 這個編碼只在實時處理模式執行，而不在Windows NT, 2000, or XP.下執行

應用 (4 of 5) 作業:如果一個整數是偶數，跳到標籤。 解答: AND 最小的位元是 1.如果結果是零，數字是偶數的 mov ax,wordVal and ax,1 ; low bit set? jz EvenValue ; jump if Zero flag set JZ（跳躍如果零）在第 6.3 節中被涵蓋。 Your turn: Write code that jumps to a label if an integer is negative.

應用 (5 of 5) 作業:如果在 AL 的值不是零，跳到標籤. 解答: OR位元組本身，使用 JNZ（跳躍如果不是零）指令。 or al,al jnz IsNotZero ; jump if not zero ORing任何的數不改變它的值.

TEST指令 TEST 指令會執行兩個運算元中，每對相對應位元之間隱含的AND 運算，並且依結果設定各旗標 沒有運算元被修正，但是零的標旗是受到影響. 例題:如果位元 0 或位元 1 在 AL 被設定，跳到標籤。 test al,00000011b jnz ValueFound 例題:如果沒有位元 0 也沒有位元 1 在 AL 被設定，跳到標籤。 test al,00000011b jz ValueNotFound

CMP 指令 (1 of 3) 對來源運算元的比較目的地運算元 語法: CMP destination, source 目的地的來源的非破壞性減少（目的地運算元不被改變） 語法: CMP destination, source 例題: destination == source mov al,5 cmp al,5 ; Zero flag set 例題: destination < source mov al,4 cmp al,5 ; Carry flag set

CMP 指令 (2 of 3) The comparisons shown so far were unsigned. 語法: destination > source mov al,6 cmp al,5 ; ZF = 0, CF = 0 (零和進位標旗很清楚) The comparisons shown so far were unsigned.

CMP 指令 (3 of 3) The comparisons shown here are performed with signed integers. 例題: destination > source mov al,5 cmp al,-2 ; Sign flag == Overflow flag 例題: destination < source mov al,-1 cmp al,5 ; Sign flag != Overflow flag

條件跳越 跳躍為基礎. . . 特定標旗 相等 無符號比較 符號比較 編碼字串 應用 位元測試(BT)指令

Jcond 指令 當旗標條件為真時，條件跳越指令會分支到目的標籤上。 例題: JB，JC 跳到標籤如果進位標旗被設定 JE, JZ如果零的標旗被設定，跳到標籤 JS對標籤的跳躍如果符號標旗被設定 JNE, JNZ如果零的標旗很清楚，跳到標籤 JECXZ對標籤的跳躍如果 ECX 等於 0

根據特定旗標值所執行的跳越動作

根據等式關係所執行的跳越動作

無號整數的比較結果所執行的跳越動作

有號數的比較結果所執行的跳越動作

應用 (1 of 5) 作業:如果無號的 EAX 是比 EBX 好，跳到標籤 解答: 使用CMP, 遵循 JA cmp eax,ebx ja Larger 作業:如果無號的 EAX 是比 EBX 好，跳到標籤 解答: 使用CMP, 遵循 JA cmp eax,ebx jg Greater 作業:如果有號EAX比EBX好跳到標籤 解答: 使用CMP,遵循JG

應用 (2 of 5) 跳到標籤 L1 如果無號的EAX 是少於或者等於Val1 跳到標籤 L1 如果有號EAX是少於或者等於Val1 cmp eax,Val1 jbe L1 ; below or equal 跳到標籤 L1 如果無號的EAX 是少於或者等於Val1 cmp eax,Val1 jle L1 跳到標籤 L1 如果有號EAX是少於或者等於Val1

Applications (3 of 5) mov Large,bx cmp ax,bx jna Next mov Large,ax Next: Compare unsigned AX to BX, and copy the larger of the two into a variable named Large mov Small,ax cmp bx,ax jnl Next mov Small,bx Next: Compare signed AX to BX, and copy the smaller of the two into a variable named Small Irvine, Kip R. Assembly Language for Intel-Based Computers, 2003.

應用 (4 of 5) 跳到標籤 L1 如果被 ESI 指向記憶字等於零 跳到標籤 L2 如果在被 EDI 指向記憶雙字組是偶數的 cmp WORD PTR [esi],0 je L1 跳到標籤 L2 如果在被 EDI 指向記憶雙字組是偶數的 test DWORD PTR [edi],1 jz L2

應用 (5 of 5) 作業:跳到標籤L1如果位元0,1,和3在AL全部被設定. 解答:除了位元0,1和３清除所有的位元.然後把結果與 00001011 二進作比較. and al,00001011b ; clear unwanted bits cmp al,00001011b ; check remaining bits je L1 ; all set? jump to L1

習題. . . 寫編碼跳到標籤L1如果位元是4,5,或6在BL暫存器中被設定。 寫編碼跳到標籤L2如果AL相同於偶數. 寫編碼跳到編籤L3如果EAX是負數. 寫編碼跳到標籤L4如果語法（EBX －ECX）是比零棒的。

加密字符串 下列的迴路使用XOR指令把在字串的每個字元轉變成新的值. KEY = 239 .data buffer BYTE BUFMAX DUP(0) bufSize DWORD ? .code mov ecx,bufSize ; loop counter mov esi,0 ; index 0 in buffer L1: xor buffer[esi],KEY ; translate a byte inc esi ; point to next byte loop L1

字串加密程式 作業: 輸入來自使用者的一個訊息 （字串） 加密訊息 顯示加密訊息 解密訊息 顯示解密的訊息 顯示Encrypt.asm程式的原始碼。樣本輸出: Enter the plain text: Attack at dawn. Cipher text: «¢¢Äîä-Ä¢-ïÄÿü-Gs Decrypted: Attack at dawn.

BT (位元測試) 指令 選擇其第一個運算元的第n 位元，並且將它複製到進位旗標中 語法: BT bitBase, n bitBase可能是 r／m 16 或 r／m 32 n 可能是r16, r32,或 imm8 例題:跳到編碼L1如果位元9在AX暫存器中被設定: bt AX,9 ; CF = bit 9 jc L1 ; jump if Carry

有條件的迴圈指令 LOOPZ 和 LOOPE LOOPNZ 和 LOOPNE

LOOPZ 和 LOOPE 語法: LOOPE 目的 LOOPZ 目的 邏輯: ECX  ECX – 1 if ECX > 0 and ZF=1,跳到目的地 否則將不進行跳越的動作，而且控制權會轉移到下一個指令。

LOOPNZ 和 LOOPNE LOOPNZ (LOOPNE)是一個有條件的迴圈指令 語法: LOOPNZ destination LOOPNE destination ECX  ECX – 1; if ECX > 0 and ZF=0, jump to destination 否則將不進行跳越的動作，而且控制權會轉移到下一個指令。

LOOPNZ 例題 下列編碼發現陣列的第一個為整數數值: .data array SWORD -3,-6,-1,-10,10,30,40,4 sentinel SWORD 0 .code mov esi,OFFSET array mov ecx,LENGTHOF array next: test WORD PTR [esi],8000h ; test sign bit pushfd ; push flags on stack add esi,TYPE array popfd ; pop flags from stack loopnz next ; continue loop jnz quit ; none found sub esi,TYPE array ; ESI points to value quit:

習題. . . 設置陣列第一個非零價值。ESI 會指向緊接在陣列之後的Sentinel 值: .data array SWORD 50 DUP(?) sentinel SWORD 0FFFFh .code mov esi,OFFSET array mov ecx,LENGTHOF array L1: cmp WORD PTR [esi],0 ; check for zero (fill in your code here) quit:

. . . (解) .data array SWORD 50 DUP(?) sentinel SWORD 0FFFFh .code mov esi,OFFSET array mov ecx,LENGTHOF array L1: cmp WORD PTR [esi],0 ; check for zero pushfd ; push flags on stack add esi,TYPE array popfd ; pop flags from stack loope next ; continue loop jz quit ; none found sub esi,TYPE array ; ESI points to value quit:

條件結構 區塊結構式IF 敘述 複合運算式AND 複合運算式OR WHILE迴圈 表格驅動式選擇

區塊結構式IF 敘述 彙編語言電腦程式設計師能容易地翻譯邏輯陳述編寫C++/Java彙編語言: if( op1 == op2 ) X = 1; else X = 2; mov eax,op1 cmp eax,op2 jne L1 mov X,1 jmp L2 L1: mov X,2 L2:

習題. . . 實行下列虛擬碼彙編語言所有的值是無號的: (這一個問題有多樣的正確解決方法.) if( ebx <= ecx ) { eax = 5; edx = 6; } cmp ebx,ecx ja next mov eax,5 mov edx,6 next: (這一個問題有多樣的正確解決方法.)

習題. . . 彙編語言實行下列的虛擬碼。所有的值是32位元有號整數: (這一個問題有多樣的正確解決辦法.) if( var1 <= var2 ) var3 = 10; else { var3 = 6; var4 = 7; } mov eax,var1 cmp eax,var2 jle L1 mov var3,6 mov var4,7 jmp L2 L1: mov var3,10 L2: (這一個問題有多樣的正確解決辦法.)

複合運算式邏AND (1 of 3) 當實行邏輯AND運算，考慮HLLs捷徑估算 現在我們先來考慮下列虛擬碼，在此虛擬碼中，各數值都假定為無號整數 if (al > bl) AND (bl > cl) X = 1;

複合式運算AND (2 of 3) 這是可能的履行. . . if (al > bl) AND (bl > cl) X = 1; cmp al,bl ; first expression... ja L1 jmp next L1: cmp bl,cl ; second expression... ja L2 L2: ; both are true mov X,1 ; set X to 1 next:

複合式運算AND (3 of 3) if (al > bl) AND (bl > cl) X = 1; 此程式碼的大小縮減了29% ( 七個指令降為五個)，這是因為如果第一個JBE 指令沒有進行跳越，那麼CPU 便會直接進入第二個CMP 指令 : cmp al,bl ; first expression... jbe next ; quit if false cmp bl,cl ; second expression... mov X,1 ; both are true next:

習題. . . 彙編語言實行下列的虛擬碼。所有的值是無號的: (這一個問題有多樣的正確解決辦法.) if( ebx <= ecx && ecx > edx ) { eax = 5; edx = 6; } cmp ebx,ecx ja next cmp ecx,edx jbe next mov eax,5 mov edx,6 next: (這一個問題有多樣的正確解決辦法.)

複合式運算OR (1 of 2) 實行邏輯OR運算，考慮 HLLs 使用捷徑估算 在下列的例子中，如果第一個表達是真實的，第二個表達被跳越： if (al > bl) OR (bl > cl) X = 1;

複合式運算OR (1 of 2) 我們能使用 “ 秋天直通式 ” 邏輯使編碼儘可能保持短: if (al > bl) OR (bl > cl) X = 1; 我們能使用 “ 秋天直通式 ” 邏輯使編碼儘可能保持短: cmp al,bl ; is AL > BL? ja L1 ; yes cmp bl,cl ; no: is BL > CL? jbe next ; no: skip next statement L1: mov X,1 ; set X to 1 next:

WHILE 迴圈 WHILE 結構在執行一個區塊的敘述以前，會先測試迴圈條件是否成立。 考慮下列例題: 這是可能履行的: while( eax < ebx) eax = eax + 1; top: cmp eax,ebx ; check loop condition jae next ; false? exit loop inc eax ; body of loop jmp top ; repeat the loop next: 這是可能履行的:

習題. . . 實行下列的迴圈，使用無號32位元整數: while( ebx <= val1) { ebx = ebx + 5; val1 = val1 - 1 } top: cmp ebx,val1 ; check loop condition ja next ; false? exit loop add ebx,5 ; body of loop dec val1 jmp top ; repeat the loop next:

表格驅動式選擇(1 of 3) 一種使用表格查詢來取代多路選擇結構的方法 在使用這種方法之前，必須先建立一個表格，此表格必須包含欲查找的值 使用迴圈找表格 在須要進行大量比較工作時，此方法具有最佳的效益

表格驅動式選擇(2 of 3) Step 1:產生一個表格包含查詢值和彌補程序: .data CaseTable BYTE 'A' ; lookup value DWORD Process_A ; address of procedure EntrySize = ($ - CaseTable) BYTE 'B' DWORD Process_B BYTE 'C' DWORD Process_C BYTE 'D' DWORD Process_D NumberOfEntries = ($ - CaseTable) / EntrySize

required for procedure pointers 表格驅動式選擇(3 of 3) Step 2:使用一個迴圈搜尋表格: mov ebx,OFFSET CaseTable ; point EBX to the table mov ecx,NumberOfEntries ; loop counter L1: cmp al,[ebx] ; match found? jne L2 ; no: continue call NEAR PTR [ebx + 1] ; yes: call the procedure jmp L3 ; and exit the loop L2: add ebx,EntrySize ; point to next entry loop L1 ; repeat until ECX = 0 L3: required for procedure pointers

應用:有限狀態機器 Start state Terminal state(s) Nonterminal state(s) 指的是一個依據某些輸入而改變狀態的機器或程式。 使用圖表來描述FSM 是相當容易的，在這樣的圖表中，會包含方形 圖形及方形與方形之間具有箭號的線條，其中，具有箭頭的線條稱為邊 或弧 ，而方形或圓形則稱為節點. 有限狀態機器是一種更具一般性的結構型態的特殊情形，這種更一般性的結構稱為有向圖 三個基本狀態代表節點: Start state Terminal state(s) Nonterminal state(s)

有限狀態機器 供應程式的控制流程的視覺追蹤 容易的修正 容易地以彙編語言實行 一個依據某些輸入而改變狀態的機器或程式 能被使用認可，或語言規則支配的字元的序列有效（被稱為了正規表示式） 優點: 供應程式的控制流程的視覺追蹤 容易的修正 容易地以彙編語言實行

FSM 例題 FSM 狀態B 到狀態C 的過渡，則只有當從輸入資料流中讀取到的是字母z 時: FSM認可好號整數:

習題. . . 以下是一個有號十進位整數的有限狀態機器的簡化圖，試問它能和第6.6.2 節中所示的哪一個圖形，運作得一樣好嗎？如果不能，請問為什麼不能？

實行FSM 下列各項在整數FSM中是來陳述編碼: 顯示 Finite.asm 原始碼. StateA: call Getnext ; read next char into AL cmp al,'+' ; leading + sign? je StateB ; go to State B cmp al,'-' ; leading - sign? call IsDigit ; ZF = 1 if AL = digit jz StateC ; go to State C call DisplayErrorMsg ; invalid input found jmp Quit 顯示 Finite.asm 原始碼.

有號整數FSM 的流程圖 陳述 A 接受一個正負符號 , 或一個十進位的數字。

習題. . . 畫FSM圖表十六進位整數常數遵循MASM語法. 畫一個流程表陳述妳的FSM.

使用 .IF指令 Runtime 語法 Relational and Logical 運算 MASM-Generated 編碼 .REPEAT D指令 .WHILE 指令

Runtime 語法 .IF, .ELSE, .ELSEIF, 和 .ENDIF能用來評估執行時間語法而且產生區段－構成IF陳述。 例題: .IF eax > ebx mov edx,1 .ELSE mov edx,2 .ENDIF .IF eax > ebx && eax > ecx mov edx,1 .ELSE mov edx,2 .ENDIF MASM 為你產生 “ 隱藏的 ” 編碼，有編碼標籤， CMP 和有條件的跳躍指令.

程式執行時期的關係和邏輯運算子

MASM產生編碼 Generated code: MASM自動地產生一次無號的跳躍(JBE). mov eax,6 cmp eax,val1 .data val1 DWORD 5 result DWORD ? .code mov eax,6 .IF eax > val1 mov result,1 .ENDIF Generated code: mov eax,6 cmp eax,val1 jbe @C0001 mov result,1 @C0001: MASM自動地產生一次無號的跳躍(JBE).

MASM-產生編碼 產生編碼: MASM自動地產生一次無號的跳躍(JLE). mov eax,6 cmp eax,val1 .data val1 SDWORD 5 result SDWORD ? .code mov eax,6 .IF eax > val1 mov result,1 .ENDIF 產生編碼: mov eax,6 cmp eax,val1 jle @C0001 mov result,1 @C0001: MASM自動地產生一次無號的跳躍(JLE).

.REPEAT 指令 在嘗試與迴圈情況有關的之前執行環體,UNTIL 執行. 例題: ; Display integers 1 – 10: mov eax,0 .REPEAT inc eax call WriteDec call Crlf .UNTIL eax == 10

.WHILE 指令 在執行環體之前測試迴圈情況．ENDW 指令標示迴圈的結束. 例題: ; Display integers 1 – 10: mov eax,0 .WHILE eax < 10 inc eax call WriteDec call Crlf .ENDW

The End