菜鷄日記——《汇编与接口技术》80X86指令系统 之 算术指令 & 逻辑指令

算术指令

有符号数算术运算与标志OF：

1. 有符号数运算用补码表示，带符号运算
2. 溢出时OF=1，不溢出时OF=0
3. 两异号数加减无溢出，两同号数加减可能溢出
4. An、Bn、Sn分别代表两加数和结果的符号位，则第3点的数学表示为：OF=(﹁An∧﹁Bn∧Sn)∨(An∧Bn∧﹁Sn)
5. 溢出标志OF与进位标志CF不同时使用，如下：

   	带符号		无符号
   0000 0100B + 0000 1011B = 0000 1111B	(+4)+(+11)=+15	OF=0	4+11=15	CF=0
   1000 0111B + 1111 0101B = 0111 1100B	(-121)+(-11)=+124	OF=1	135+245=124	CF=1
   0000 0111B + 1111 1011B = 0000 0010B	(+7)+(-5)=+2	OF=0	7+251=2	CF=1
   0000 1001B + 0111 1100B = 1000 0101B	(+9)+(+124)=-123	OF=1	9+124=133	CF=0

6. 指令系统提供了溢出终端指令判断有无溢出，若溢出则调用终端服务程序

• 加法指令：ADD、ADC、INC

加法指令：ADD DST,SRC    执行操作：(DST)←(DST)+(SRC)

带进位加法指令：ADC DST,SRC    执行操作：(DST)←(DST)+(SRC)+CF

递增指令：INC OPR    执行操作：(OPR)←(OPR)+1

除了INC指令不影响CF标志外（硬件结构决定），均对标志位有影响

	0	1
符号标志 SF	结果为正	结果为负
零标志     ZF	结果为0	结果不为0
进位标志 CF	最高有效位无进位	最高有效位有进位
溢出标志 OF	无溢出	溢出

• 减法指令：SUB、SBB、DEC、NEG、CMP

减法指令：SUB DST,SRC    执行操作：(DST)←(DST)-(SRC)

带借位减法：SBB DST,SRC    执行操作：(DST)←(DST)-(SRC)-CF

递减指令：DEC OPR    执行操作：(OPR)←(OPR)-1

取反指令：NEG OPR    执行操作：(OPR)← -(OPR)

                  也可以看成操作数带符号取反后末位+1，即 (OPR)←0FFFFH-(OPR)+1

比较指令：CMP OPR1,OPR2    执行操作：(OPR1)-(OPR2)

                  注意：运算结果不储存，只是设置标志位

                  OPR1和OPR2可以是寄存器或存储器，但不能同时是存储器，OPR2还能是立即数

除了DEC指令不影响CF标志外（硬件结构决定），均对标志位有影响

	0	1
进位标志 CF	被减数最高位没有向高位借位	被减数最高位向高位借位
溢出标志 OF	无溢出	溢出

CMP指令对标志位的影响（CMP OPR1,OPR2）

操作数	CF	ZF	SF	OF	两操作数关系
有符号	0	1	0	0	OPR1 = OPR2
	-	0	1	0	OPR1 < OPR2
	-	0	0	0	OPR1 > OPR2
	-	0	1	1	负数减正数得正数溢出，此时OPR1 < OPR2
	-	0	0	1	正数减负数得负数溢出，此时OPR1 > OPR2
无符号	0	1	0	0	OPR1 = OPR2
	1	0	-	-	OPR1 < OPR2
	0	0	-	-	OPR1 > OPR2

• 乘法指令：MUL、IMUL

无符号数乘法指令：MUL SRC

有符号数乘法指令：IMUL SRC

执行操作都是：1）字节操作：AX←AL*(SRC)

                         2）字操作：(DX,AX)←AX*(SRC)

1）AL、AX为隐含的乘数寄存器，AX、(DX,AX)为隐含的乘积寄存器

2）SRC不能为立即数，因为位宽不确定

3）使用字节操作还是字操作取决于SRC位宽

4）乘法指令不会产生溢出和进位，此时CF和OF用于表示乘积有效长度

除CF和OF外，对标志位无定义

	(CF,OF)	表示
MUL	00	乘积高一半（即AH或DX）为0
	11	乘积高一半不为0
IMUL	00	乘积高一半（即AH或DX）是低一半（即AL或AX）的符号扩展
	11	乘积高一半不是低一半的符号扩展

• 除法指令：DIV、IDIV
• 十进制调整指令：DAA、DAS、AAA、AAS、AAM、AAD

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逻辑指令

• 逻辑运算指令：NOT、AND、OR、XOR、TEST

逻辑非：NOT OPR    执行操作：(OPR)←﹁(OPR)

               OPR不能为立即数，不影响标志位

逻辑与：AND DST,SRC    执行操作：(DST)←(DST)∧(SRC)

逻辑或：OR DST,SRC    执行操作：(DST)←(DST)∨(SRC)

异或：XOR DST,SRC    执行操作：(DST)←(DST)⊕(SRC)

测试指令：TEST OPR1,OPR2    执行操作：(OPR1)∧(OPR2)

最后4条指令：CF=0，OF=0，SF、ZF、PF根据结果设置，AF无定义

• 移位指令：SHL、SHR、SAL、SAR、ROL、ROR、RCL、RCR

逻辑左移：SHL OPR,CNT

逻辑右移：SHR OPR,CNT

算术左移：SAL OPR,CNT

算术右移：SAR OPR,CNT

循环左移：ROL OPR,CNT

循环右移：ROR OPR,CNT

带进位循环左移：RCL OPR,CNT

带进位循环右移：RCR OPR,CNT 

执行操作如图：

1）OPR可用除立即数外的任何寻址方式

2）CNT=1时可以使用立即数表示，CNT>1时移位次数需先存放在CL中

3）CF=移入的数值，CNT=1且最高有效位值发生变化时OF=1，CNT=1但最高有效位值无变化时OF=0，CNT>1时                   OF无意义

4）对于移位指令，SF、ZF、PF根据移位结果设置，AF无意义

5）循环移位指令不影响SF、ZF、PF、AF