千哥读书笔记：汇编语言（王爽第四版）第11章标志寄存器

本章的内容相对简单，但需要学习的知识点很多，也需要我们耐心去学习和理解一些细节内容。

不过，既然是做读书笔记，那只需要记录一下重点需要理解和记忆的内容，有些知识点原书上就有，可以一笔带过。

标志寄存器，说的是一种特殊的寄存器，它可以实现的功能是：

1、用来存储相关指令的某些执行结果。

2、用来为CPU执行相关指令提供行为依据。

3、用来控制CPU的相关工作方式。

这种寄存器称为“标志寄存器”，其中存储的信息通常被称为程序状态字（PSW）。而PSW，也就是Program status word的缩写。

但王爽老师的书中，有很多看似不太重要、但对理解和记忆有帮助的信息却没有讲出来。

比如这个“标志寄存器”，英文名叫作Flags Register，而其存储的信息称为PSW，但这一点却没有介绍清楚，往往导致初学者误认为“标志寄存器”就是PSW。

在8086CPU中标志寄存器有16位，其结构如下图所示：

从右到左，标志寄存器（FLAG）的第0、2、4、6、7、8、9、10、11位具有特殊的含义，一共9个标志位。

在本章，一共介绍了CF、PF、ZF、SF、OF、DF 6个标志位的具体用法，并且介绍了与之相关的adc、sbb、cmp，以及串传送指令（movsb、movsw）、pushf、popf等指令。

而在本章中，其实还有一些知识点没有介绍（可参考《汇编语言：基于x86处理器》基普 · 欧文著），那就是：

标志寄存器的标志分为两种类型：

1、控制标志（Control Flag）：用于控制CPU的操作，例如，它们能使得CPU每执行一条指令后进入中断；在侦测到算术运算溢出时中断执行；进入虚拟8086模式，以及进入保护模式。

控制标志是：DF（方向标志位）、IF（中断标志位）、TF（追踪标志位）。

1）DF：全称Direction Flag，用于控制字符串操作指令中地址指针的增减方向。也是本章重点介绍的内容之一。

2）IF：全称Interrupt-enable Flag，用于决定CPU是否响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求。当IF=1时，CPU响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求；当IF=0时，CPU不响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求。

3）TF：全称Trap Flag，TF被置为1时，CPU会进入单步执行方式，即每执行一条指令，都会产生一个单步中断请求。这种方式主要用于程序的调试。

2、状态标志（Status Flag）：反映了CPU执行算术和逻辑操作的结果。

状态标志包括CF、PF、ZF、SF、OF、AF。

而本章没有提到的AF标志：​全称是Auxiliary Carry Flag，也就是辅助进位标志，它主要用于反映无符号数操作中低四位（bit 3）之间的进位或借位，在BCD编码中用得较多。有时候，AF在一些书中也被称为AC。

本章中，只重点介绍了CF、PF、ZF、SF、OF状态标志。

但实话说，王爽老师的这种“知识屏蔽”写书方式，有时候太缺乏统一性和连贯性，在有些基本概念都没介绍清楚的情况下就开始讲解，很容易造成理解上的困难。在此作一些笔记上的补充，算是弥补这种遗憾。

在8086CPU的指令集中，有的指令执行是影响标志寄存器的，比如：add、sub、mul、div、inc、or、and 等。

有些指令对标志寄存器没有影响，比如：mov、push、pop等。

一、ZF标志（zero flag）

ZF位于FLAG寄存器第6位，英文全称是zero flag。它记录相关指令执行后，如果结果为0，那么ZF=1；如果结果不为0，那么ZF=0。

例如：

mov ax,1

and ax,0

执行后，结果为0，则ZF=1，表示结果为0。以此类推。

二、PF标志（parity flag）

PF位于FLAG寄存器第2位，英文全称是parity flag。parity的就是“奇偶校验”的意思，从字面意义上讲，是在相关指令执行后，CPU将判断其结果的所有bit位中1的个数是否为偶数。如果1的个数为偶数，PF=1；如果为奇数，那么PF=0。

例如：

mov al,1

add al,10

执行后，结果为00001011B，其中1的个数为3个（奇数），则PF=0。以此类推。

三、SF标志（sign flag）

SF位于FLAG寄存器第7位，英文全称是sign flag，也就是符号标志的意思，以此判断数据是有符号，还是无符号的。

对于二进制数据，计算机既可以将它当作无符号的数据来运算，也可以当作有符号的数据来运算，比如：

00000001B，可以看作无符号数1，也可以看作有符号数+1

10000001B，可以看作无符号数129，也可以看作有符号数-127

为什么10000001B可以看作有符号数-127呢？这就涉及计算机补码的知识。

计算机中的整数数据分成有符号数和无符号数。无符号数是用所有的数据位表示数值，有符号数则是用最高位表示数据的正负性，其余位表示数值。

对于八位数无符号数，所有8位均是数据位，编码 00000000~11111111 表示0~255。

而八位有符号数，从右到左其最高位代表符号，其他7位表示数据。最高位的符号位是0代表正数，是1代表负数。

比如有符号数0111 1111，其最高位为0，代表正数，低 7位 111 1111就是这个正数的编码，也就是+127。

又比如有符号数1111 1111，其最高位为1 ，代表负数，低 7位111 1111 表示数值+ 127，而最高位和低7位联合起来，1111 1111 表示-1。

为什么1111 1111 表示-1，而不是-127呢？

因为每一个代表正数的二进制数据，按位取反后加1后得到的二进制数据，也就是补码，代表这个正数相对应的负数。

比如有符号数0111 1111（+127），按位取反后加1后（即补码），就是1000 0001，这个二进制数据才代表-127

而对于有符号数1111 1111来说，虽然低 7位111 1111 表示数值 +127，但最高位和低7位联合起来的1111 1111却是+1（0000 0001）按位取反后加1后（即补码）得来的结果。这个补码1111 1111，因其最高位为1，代表负数。所以1111 1111表示-1，而不是-127。

CPU在计算的过程中，当最高位为0时，SF=0（比如01111111），当最高位为1时，SF=1（比如10000001）

以上的表述，是不是觉得很绕？但只要记住以下两点就不必烧脑。对于有符号的十进制数，转化为二进制数的方式是：

1、如果是正数，保持十进制数不变，直接转化为二进制数。也就是说，正数的补码和原码相同。

2、如果是负数，首先将十进制的负数采取绝对值操作，转化为正数，然后转化为二进制数；接下来，将这个二进制数，按位取反加1，就得到了负数的二进制数。这个二进制数，就是负数的补码。

需注意的是：

1、如果将数据当作无符号数来运算，SF的值无意义。

2、如果指令进行的是有符号数运算，如果SF=1，那么结果为负。

3、如果指令进行的是有符号数运算，如果SF=0，那么结果为非