文章目录

一、进位和溢出标志
二、零标志、符号标志和奇偶标志
- 标志一览表
三、算术运算类指令
- 1.ADD指令
- 2、SUB指令
- 3.ADC和SBB指令
- 4.INC、DEC和NEG指令
- - 加减法指令一览表
- 5.乘法指令
- 6.除法指令
- 7.零位扩展和符号扩展

一、进位和溢出标志

状态标志
状态标志是处理器最基本的标志
►一方面：作为加减运算和逻辑运算的辅助结果
►另一方面：构成各种条件，实现程序分支
进位标志CF
当加减运算结果的最高有效位有进位（加法）或借位（减法）时，进位标志置1，即CF＝1；否则CF＝0
针对无符号整数，判断加减结果是否超出表达范围
溢出标志OF
有符号数加减结果有溢出，则OF＝1；否则OF＝0
针对有符号整数，判断加减结果是否超出表达范围

溢出标志的人工判断
只有当两个相同符号数相加(含两个不同符号数相减) 而运算结果的符号与原数据符号相反时，产生溢出
其他情况下，不会产生溢出

进位和溢出的区别

►进位标志反映无符号整数运算结果是否超出范围
有进位，加上进位或借位后运算结果仍然正确

►溢出标志反映有符号整数运算结果是否超出范围
有溢出，运算结果已经不正确

处理器按照无符号整数求得结果
►设置进位标志CF
►设置溢出标志OF

程序员决定
无符号数，关心进位
有符号数，注意溢出

二、零标志、符号标志和奇偶标志

零标志
运算结果为0，则ZF＝1，否则ZF＝0
符号标志SF
运算结果最高位为1，则SF＝1；否则SF＝0
奇偶标志PF
当运算结果最低字节中“1”的个数为零或偶数时，PF＝1；
否则PF＝0

影响状态标志的指令
►需要关注对标志影响的主要指令：
加减运算指令、逻辑运算指令、移位指令等
►只用于影响标志的特殊指令1：比较指令CMP
进行减法运算
用于判断两个数据大小、是否相等
►只用于影响标志的特殊指令2：测试指令TEST
进行逻辑与运算
用于判断某位为0或为1等

标志一览表

标志	功能	判断
CF	进位标志	有进位：CF=1;无进位：CF=0
OF	溢出标志	有溢出：OF=1;无溢出：OF=0
ZF	零标志	运算结果为0：ZF=1；不为0：ZF=0
SF	符号标志	运算结果最高位为1：SF=1；最高位为0：SF=0(SF与结果最高位保持一致
PF	奇偶标志（可记为偶数标志）	运算结果最低字节中“1”的个数为偶数或0时：PF=1；为奇数时：PF=0

三、算术运算类指令

算术运算对数据进行加减乘除
这是基本的数据处理方法
注意，加减运算有“和”或“差”的结果外，
还有进借位、溢出等状态标志，也是结果的一部分

1.ADD指令

加法指令：
（1）加法指令 ADD
（2）带进位加法指令 ADC
（3）增量指令 INC
►除INC不影响进位标志CF外
►其他指令按定义影响全部状态标志位
即，按照运算结果相应设置各个状态标志为0或为1

加法指令ADD

目的操作数加上源操作数，和送到目的操作数

ADD reg, imm/reg/mem
;reg←reg＋imm/reg/mem
ADD mem, imm/reg
;mem←mem＋imm/reg

►按照定义影响状态标志位
►支持8位(字节)、16位(字)和32位(双字)数据运算

ADD指令：8位加法
mov eax,0aaff7348h
add al,27h ;8位加法
;最高位是D7
-------------------------
加法之前EAX AAFF7348H8位加法         +27H—————————
加法之后EAX AAFF736FH

ADD指令：16位加法
add ax,3fffh
;16位加法
;最高位是D15
-----------------------
加法之前EAX  AAFF736FH
16位加法        +3FFFH——————————
加法之后EAX  AAFFB36EH

ADD指令是最基本的加法指令
支持8、16和32位加法运算
►并按照8、16和32位相应影响状态标志
►但PF标志只利用低8位结果
ADD dest, src
; dest←dest＋src

2、SUB指令

减法指令：
减法指令 SUB
带借位减法指令 SBB
减量指令 DEC
求补指令 NEG
比较指令 CMP
►除DEC不影响CF标志外
►其他按定义影响全部状态标志位

mov eax,0aaff7348h
sub al,27h ;8位减法
;最高位是D7
----------------------
减法之前EAX  AAFF7348H
8位减法           -27H———————————
减法之后EAX  AAFF7321H

sub ax,3fffh
;16位减法
;最高位是D15
------------------------
减法之前EAX AAFF7321H
16位减法       -3FFFH————————————
减法之后EAX AAFF3322H

sub eax,0bb000000h
;32位减法
;最高位是D31
-----------------------
减法之前EAX AAFF3322H
32位减法   -BB000000H————————————
减法之后EAX EFFF3322H

SUB指令是最基本的减法指令
支持8、16和32位减法运算
►并按照8、16和32位相应影响状态标志
►但PF标志只利用低8位结果
SUB dest, src
; dest←dest - src

3.ADC和SBB指令

ADC和SBB指令是带进（借）位的加法、减法指令
支持8、16和32位加法、减法运算
►并按照8、16和32位相应影响状态标志
►但PF标志只利用低8位结果
ADC dest, src
; dest←dest ＋ src ＋CF
SBB dest, src
; dest←dest – src – CF
用于支持大于32位整数的加减运算

ADC和ADD、SBB和SUB相结合实现高精度数的加减法：
►先用ADD/SUB指令将两个操作数的低32位相加减 ►再用ADC/SBB指令加减高位部分
►并将进位加到高位、或高位减去借位

64位数据相减程序：
mov eax,dword ptr qvar1 ;取低32位
add eax,dword ptr qvar2 ;加低32位，设置CF
mov edx,dword ptr qvar1+4 ;取高32位
adc edx,dword ptr qvar2+4 ;加高32位，同时加CF
-----------------------------------------------------ADD指令     ADC指令67783000    82347856H + 67762000    82348998H ——————————————————————————    CEEE5001    046901EEH

64位数据相减程序：
mov eax,dword ptr qvar1 ;取低32位
sub eax,dword ptr qvar2 ;减低32位，设置CF
mov edx,dword ptr qvar1+4 ;取高32位
sbb edx,dword ptr qvar2+4 ;减高32位，同时减CF
---------------------------------------------SBB指令    SUB指令67783000    82347856H+ 67762000    82348998H——————————————————————00020FFF    FFFFEEBEH

4.INC、DEC和NEG指令

增量指令INC

只有一个操作数：寄存器或存储单元
对操作数加1（增量）再将结果返回原处
INC reg/mem    ;加1：reg/mem←reg/mem＋1
用于计数器和地址指针的调整
►不影响进位CF标志，影响其他状态标志位inc ecx
inc dword ptr [ebx]
inc wvarinc bl
inc word ptr [esi]
inc wvar[edi]

减量指令DEC

只有一个操作数：寄存器或存储单元
对操作数减1（减量）再将结果返回原处
DEC reg/mem ;减1：reg/mem←reg/mem－1
用于计数器和地址指针的调整
►不影响进位CF标志，影响其他状态标志位dec cx
dec byte ptr [ebx]
dec wvardec bl
dec word ptr [esi]
dec wvar[edi]

求补指令

对操作数执行求补运算，即用零减去操作数
NEG reg/mem ;reg/mem←0－reg/mem
 对标志的影响与用零作减法的SUB指令一样
 可用于对负数求补码或由补码求其绝对值neg al
neg byte ptr [ebx]
neg wvar[esi]neg ax
neg word ptr [ebx]
neg wvar[edi]

INC、DEC和NEG是加减运算的辅助指令
►INC实现指针加1（与ADD加1功能相同）、不影响CF
►DEC实现指针减1（与SUB减1功能相同）、不影响CF
►NEG进行数据求补（使用0减功能实现） 这些指令都只给出一个操作数位置
►既是源操作数，也是目的操作数

加减法指令一览表

加法指令	执行操作
ADD dest,src	src+dest->dest
ADC dest,src	dest+src+CF->dest
INC reg	reg+1->reg

减法指令	执行操作
SUB dest,src	dest-src->dest
SBB dest,src	dest-src-CF->dest
DEC reg	reg-1->reg
NEG reg	0-reg->reg

5.乘法指令

IA-32处理器的乘法和除法指令比较特殊
针对无符号数和有符号数有各自的指令
►有符号数指令前用I（sIgned）表示
隐含使用EAX（和EDX）寄存器
加减指令只进行无符号数运算
利用CF和OF区别无符号数和有符号数

基本的乘法指令MUL

无符号数乘法指令
MUL reg/mem
有符号数乘法指令
IMUL reg/mem
两数相乘、乘积倍长
----------------------
;8位乘法（r8/m8）
AX＝AL×r8/m8
;16位乘法（r16/m16）
DX.AX＝AX×r16/m16
;32位乘法（r32/m32）
EDX.EAX＝EAX×r32/m32

无符号数乘法

计算二进制数乘法：A5H×64H
;用MUL指令作无符号数乘法
mov al,0a5h
mov bl,64h
mul bl

乘积不倍长的乘法指令

双操作数乘法指令
IMUL reg, reg/mem/imm
3操作数乘法指令
IMUL reg, reg/mem, imm
乘积不倍长，注意溢出
CF=OF=1，表示溢出
---------------------------
;16位乘法
r16＝r16×r16/m16/i16/i8
r16＝r16/m16×i16/i8
;32位乘法（r32/m32）
r32＝r32×r32/m32/i32/i8
r32＝r32/m32×i32/i8用于支持高级语言的类型一致的乘法运算

6.除法指令

除法指令DIV

无符号数除法指令
DIV reg/mem
有符号数除法指令
IDIV reg/mem;8位除法（r8/m8）
AX÷r8/m8，AL=商、AH=余数
;16位除法（r16/m16）
DX.AX÷r16/m16，
AX=商、DX=余数
;32位除法（r32/m32）
EDX.EAX÷r32/m32，
EAX=商、EDX=余数

无符号除法

计算二进制数除法：400H÷B4H
;用DIV指令作无符号数除法
mov ax,400h
mov bl,0b4h
div bl
--------------------------AL 400H 1024÷BL ÷B4H ÷180_______________
(商)  AL  05H    5
(余数)AH  7CH   124

有符号数除法

计算二进制数除法：400H÷B4H
;用IDIV指令作有符号数除法
mov ax,400h
mov bl,0b4h
idiv bl
----------------------------AL   400H    1024÷BL   ÷B4H   ÷(-76) —————————————————————
(商)   AL    F3H     -13
(余数) AH    24H      36

7.零位扩展和符号扩展

位数扩展
数据运算时，通常要求操作数类型相同
►乘法指令会产生倍长的乘积
►除法指令需要倍长的被除数
数据类型不一致时，通常将位数少的进行数据扩展
►无符号整数，进行零位扩展
►有符号整数，进行符号扩展

数据位数加长
数值大小不能变

零位扩展
对于无符号数，进行零位扩展
►前面加0实现位数扩展
位数加长，大小不变
符号扩展
对于有符号数，进行符号扩展
►前面加符号位（最高位）实现位数扩展
位数加长，大小不变
符号扩展指令MOVSX

例如：
mov al,82h ;AL=82H
movsx bx,al ;AL=82H，BX=FF82H
movsx ebx,al ;AL=82H，EBX=FFFFFF82H

//注：本文内容参考自中国大学MOOC汇编语言程序设计

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