状态标志与状态标志寄存器

状态标志寄存器是CPU中的一个重要组件,包含ZeroFlag、SignFlag、OverflowFlag和CarryFlag等位,用于记录运算结果的状态。ZeroFlag表示结果是否为零,SignFlag根据最高位判断数值正负,OverflowFlag检测加法或减法操作中是否发生溢出,而CarryFlag则记录进位情况。文章通过具体案例解释了OverflowFlag的工作机制和判断溢出的条件。

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1. 什么是状态标志寄存器

状态标志位(Status Flags):

状态标志被分配到到一个称为标志寄存器(Status Flags Register)的特殊寄存器中。

该寄存器包含:

        Zero Flag(ZF):判断存储数是否等于0

        Sign Flag(SF):判断存储数是否为负数

        Overflow Flag(OF):判断存储数是否溢出

        Carry Flag(CF):判断运算是否有进位

标志寄存器结构:

当标志位为1时,表示其代表的状态存在


2. 各标志位如何工作的

2.1 Zero Flag(ZF):

        ZF=所有位做 或非 运算(只有全为0时才会输出1)

2.2 Sign Flag(SF):

        SF为符号位,即第一位bit

        SF=1时为负数,SF=0时为正数

2.3 Overflow Flag(OF):

        OF=Cin\bigoplus Cout

        Cin=0,Cout=1:上溢出(overflow)

        Cin=1,Cout=0:下溢出(underflow)

OF案例:
 

                Case 1:4+5 ==0100+0101=1001=-7 答案错误

                原因:Cin=1,Cout=0,OF=1 下溢出

                Case 2:-6-5==1010+1011=0001=1  答案错误

                原因:Cin=0,Cout=1,OF=1 上溢出

                Case 3: -3-4==1101+1100=1001=-7 答案正确

                原因:Cin=1,Cout=1,OF=0

 注:(1) 4bit有符号加法范围为(7,-8] 

        (2) Cin和Cout计算方法详见:加法器复习_就叫你天选之人啦的博客-优快云博客

2.4 Carry Flag(CF):

        详见:加法器复习_就叫你天选之人啦的博客-优快云博客

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