《匯編語言講》PPT課件.ppt
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第11章標志寄存器,章節(jié)分布,11.1ZF標志11.2PF標志11.3SF標志11.4CF標志11.5OF標志11.6adc指令11.7sbb指令11.8cmp指令11.9檢測比較結果的條件轉移指令11.10DF標志和串傳送指令11.11pushf和popf11.12標志寄存器在Debug中的表示,引言,8086CPU的標志寄存器有16位，其中存儲的信息通常被稱為程序狀態(tài)字（PSW）。我們己經(jīng)使用過8086CPU的ax、bx、cx、dx、si、di、bp、sp、ip、cs、ss、ds、es等13個寄存器了。本章中的標志寄存器（以下簡稱為flag）是我們要學習的最后一個寄存器。,引言,flag和其他寄存器不一樣，其他寄存器是用來存放數(shù)據(jù)的，都是整個寄存器具有一個含義。而flag寄存器是按位起作用的，也就是說，它的每一位都有專門的含義，記錄特定的信息。,引言,8086CPU的flag寄存器的結構：flag的1、3、5、12、13、14、15位在8086CPU中沒有使用，不具有任何含義。而0、2、4、6、7、8、9、10、11位都具有特殊的含義。,11.1ZF標志,flag的第6位是ZF，零標志位。它記錄相關指令執(zhí)行后，結果為0，ZF=1結果不為0，ZF=0示例,11.1ZF標志,比如：movax,1subax,1指令執(zhí)行后，結果為0，則ZF=1。movax,2subax,1指令執(zhí)行后，結果為1，則ZF=0。,11.1ZF標志,對于ZF的值，我們可以這樣來看，ZF標記相關指令的計算結果是否為0，如果為0，則在ZF要記錄下“是0”這樣的肯定信息。在計算機中1表示邏輯真，表示肯定，所以當結果為0的時候ZF=1，表示“結果是0”。如果結果不為0，則ZF要記錄下“不是0”這樣的否定信息。在計算機中0表示邏輯假，表示否定，所以當結果不為0的時候ZF=0，表示“結果不是0”。示例,11.1ZF標志,示例指令：movax,1andax,0執(zhí)行后，結果為0，則ZF=1，表示“結果是0”。指令：movax,1orax,0執(zhí)行后，結果不為0，則ZF=0，表示“結果非0”。,11.1ZF標志,注意：在8086CPU的指令集中，有的指令的執(zhí)行是影響標志寄存器的，比如：add、sub、mul、div、inc、or、and等，它們大都是運算指令（進行邏輯或算術運算）；有的指令的執(zhí)行對標志寄存器沒有影響，比如：mov、push、pop等，它們大都是傳送指令。,11.1ZF標志,注意：我們在使用一條指令的時候，要注意這條指令的全部功能，其中包括，執(zhí)行結果對標記寄存器的哪些標志位造成影響。,11.2PF標志,flag的第2位是PF，奇偶標志位。它記錄指令執(zhí)行后，結果的所有二進制位中1的個數(shù)：為偶數(shù)，PF=1；為奇數(shù)，PF=0。示例,11.2PF標志,示例指令：moval,1addal,10執(zhí)行后，結果為00001011B，其中有3（奇數(shù)）個1，則PF=0；指令：moval,1oral,2執(zhí)行后，結果為00000011B，其中有2（偶數(shù)）個1，則PF=1；,11.3SF標志,flag的第7位是SF，符號標志位。它記錄指令執(zhí)行后，結果為負，SF=1；結果為正，SF=0。有符號數(shù)與補碼示例moval,10000001Baddal,1結果：(al)=10000010B,有符號數(shù)與補碼,我們知道計算機中通常用補碼來表示有符號數(shù)據(jù)。計算機中的一個數(shù)據(jù)可以看作是有符號數(shù)，也可以看成是無符號數(shù)。比如：00000001B，可以看作為無符號數(shù)1，或有符號數(shù)＋1；10000001B，可以看作為無符號數(shù)129，也可以看作有符號數(shù)-127。,有符號數(shù)與補碼,這也就是說，對于同一個二進制數(shù)據(jù)，計算機可以將它當作無符號數(shù)據(jù)來運算，也可以當作有符號數(shù)據(jù)來運算。,,11.3SF標志,我們可以將add指令進行的運算當作無符號數(shù)的運算，那么add指令相當于計算129+1，結果為130（10000010B）；也可以將add指令進行的運算當作有符號數(shù)的運算，那么add指令相當于計算-127+1，結果為-126（10000010B）。,11.3SF標志,不管我們?nèi)绾慰创珻PU在執(zhí)行add等指令的時候，就已經(jīng)包含了兩種含義，也將得到用同一種信息來記錄的兩種結果。關鍵在于我們的程序需要哪一種結果。,11.3SF標志,SF標志，就是CPU對有符號數(shù)運算結果的一種記錄，它記錄數(shù)據(jù)的正負。在我們將數(shù)據(jù)當作有符號數(shù)來運算的時候，可以通過它來得知結果的正負。如果我們將數(shù)據(jù)當作無符號數(shù)來運算，SF的值則沒有意義，雖然相關的指令影響了它的值。,11.3SF標志,這也就是說，CPU在執(zhí)行add等指令時，是必然要影響到SF標志位的值的。至于我們需不需要這種影響，那就看我們?nèi)绾慰创噶钏M行的運算了。,11.3SF標志,比如：moval,10000001Baddal,1執(zhí)行后，結果為10000010B，SF=1，表示：如果指令進行的是有符號數(shù)運算，那么結果為負；,11.3SF標志,再比如：moval,10000001Baddal,01111111B執(zhí)行后，結果為0，SF=0，表示：如果指令進行的是有符號數(shù)運算，那么結果為非負。,11.3SF標志,某些指令將影響標志寄存器中的多個標志位，這些被影響的標志位比較全面地記錄了指令的執(zhí)行結果，為相關的處理提供了所需的依據(jù)。比如指令subal,al執(zhí)行后，ZF、PF、SF等標志位都要受到影響，它們分別為：1、1、0。,特別提示,檢測點11.1（p216）沒有完成此檢測點，請不要向下進行。,11.4CF標志,flag的第0位是CF，進位標志位。一般情況下，在進行無符號數(shù)運算的時候，它記錄了運算結果的最高有效位向更高位的進位值，或從更高位的借位值。,11.4CF標志,對于位數(shù)為N的無符號數(shù)來說，其對應的二進制信息的最高位，即第N-1位，的最高有效位，而假想存在的第N位，就是相對于最高有效位的更高位。,11.4CF標志,我們知道，當兩個數(shù)據(jù)相加的時候，有可能產(chǎn)生從最高有效位向更高位的進位。比如，兩個8位數(shù)據(jù)：98H+98H，將產(chǎn)生進位。由于這個進位值在8位數(shù)中無法保存，我們在前面的課程中，就只是簡單地說這個進位值丟失了。,11.4CF標志,其實CPU在運算的時候，并不丟棄這個進位值，而是記錄在一個特殊的寄存器的某一位上。8086CPU就用flag的CF位來記錄這個進位值。,11.4CF標志,比如，下面的指令：moval,98Haddal,al;執(zhí)行后：(al)=30H，CF=1，;CF記錄了最高有效位向更高位的進位值,11.4CF標志,而當兩個數(shù)據(jù)做減法的時候，有可能向更高位借位。比如，兩個8位數(shù)據(jù)：97H-98H，將產(chǎn)生借位，借位后，相當于計算197H-98H。而flag的CF位也可以用來記錄這個借位值。,11.5OF標志,我們先來談談溢出的問題。在進行有符號數(shù)運算的時候，如結果超過了機器所能表示的范圍稱為溢出。那么，什么是機器所能表示的范圍呢？,11.5OF標志,比如說，指令運算的結果用8位寄存器或內(nèi)存單元來存放。比如：addal,3，那么對于8位的有符號數(shù)據(jù)，機器所能表示的范圍就是-128~127。同理，對于16位有符號數(shù)，機器所能表示的范圍是-32768~32767。,11.5OF標志,如果運算結果超出了機器所能表達的范圍，將產(chǎn)生溢出。注意，這里所講的溢出，只是對有符號數(shù)運算而言。下面我們看兩個溢出的例子。,11.5OF標志,示例指令moval,98addal,99執(zhí)行后將產(chǎn)生溢出。因為addal,99進行的有符號數(shù)運算是：(al)=(al)+99=98+99=197而結果197超出了機器所能表示的8位有符號數(shù)的范圍：-128~127。,11.5OF標志,示例指令：moval,0F0H;0F0H，為有符號數(shù)-16的補碼addal,88H;88H，為有符號數(shù)-120的補碼執(zhí)行后將產(chǎn)生溢出。因為addal,88H進行的有符號數(shù)運算是：(al)=(al)+(-120)=(-16)+(-120)=-136而結果-136超出了機器所能表示的8位有符號數(shù)的范圍：-128~127。,11.5OF標志,如果在進行有符號數(shù)運算時發(fā)生溢出，那么運算的結果將不正確。就上面的兩個例子來說：moval,98addal,99add指令運算的結果是(al)=0C5H，因為進行的是有符號數(shù)運算，所以al中存儲的是有符號數(shù)，而0C5H是有符號數(shù)-59的補碼。,11.5OF標志,如果我們用add指令進行的是有符號數(shù)運算，則98+99=-59這樣的結果讓人無法接受。造成這種情況的原因，就是實際的結果197，作為一個有符號數(shù)，在8位寄存器al中存放不下。,11.5OF標志,同樣，對于：moval,0F0H;0F0H，為有符號數(shù)-16的補碼addal,88H;88H，為有符號數(shù)-120的補碼add指令運算的結果是(al)=78H，因為進行的是有符號數(shù)運算，所以al中存儲的是有符號數(shù)，而78H表示有符號數(shù)120。,11.5OF標志,如果我們用add指令進行的是有符號數(shù)運算，則-16-120=120這樣的結果顯然不正確。造成這種情況的原因，就是實際的結果-136，作為一個有符號數(shù)，在8位寄存器al中存放不下。,11.5OF標志,由于在進行有符號數(shù)運算時，可能發(fā)生溢出而造成結果的錯誤。則CPU需要對指令執(zhí)行后是否產(chǎn)生溢出進行記錄。flag的第11位是OF，溢出標志位。,11.5OF標志,一般情況下，OF記錄了有符號數(shù)運算的結果是否發(fā)生了溢出。如果發(fā)生溢出，OF=1，如果沒有，OF=0。,11.5OF標志,一定要注意CF和OF的區(qū)別：CF是對無符號數(shù)運算有意義的標志位；而OF是對有符號數(shù)運算有意義的標志位。,11.5OF標志,比如：moval,98addal,99add指令執(zhí)行后：CF=0，OF=1。前面我們講過，CPU在執(zhí)行add等指令的時候，就包含了兩種含義：無符號數(shù)運算和有符號數(shù)運算。,11.5OF標志,對于無符號數(shù)運算，CPU用CF位來記錄是否產(chǎn)生了進位；對于有符號數(shù)運算，CPU用OF位來記錄是否產(chǎn)生了溢出，當然，還要用SF位來記錄結果的符號。,11.5OF標志,對于無符號數(shù)運算，98+99沒有進位，CF=0；對于有符號數(shù)運算，98+99發(fā)生溢出，OF=1。,11.5OF標志,moval,0F0Haddal,88Hadd指令執(zhí)行后：CF=1，OF=1。對于無符號數(shù)運算，0F0H+88H有進位，CF=1；對于有符號數(shù)運算，0F0H+88H發(fā)生溢出，OF=1。,11.5OF標志,moval,0F0Haddal,78Hadd指令執(zhí)行后：CF=1，OF=0。對于無符號運算，0F0H+78H有進位，CF=1；對于有符號數(shù)運算，0F0H+78H不發(fā)生溢出，OF=0。,11.5OF標志,我們可以看出，CF和OF所表示的進位和溢出，是分別對無符號數(shù)和有符號數(shù)運算而言的，它們之間沒有任何關系。,特別提示,檢測點11.2（page219）沒有完成此檢測點，請不要向下進行。,11.6adc指令,adc是帶進位加法指令，它利用了CF位上記錄的進位值。格式：adc操作對象1,操作對象2功能：操作對象1=操作對象1+操作對象2+CF比如：adcax,bx實現(xiàn)的功能是：(ax)=(ax)+(bx)+CFadc指令執(zhí)行過程演示,11.6adc指令,adc指令示例（一）movax,2movbx,1subbx,axadcax,l執(zhí)行后，(ax)=4。adc執(zhí)行時，相當于計算：(ax)+1+CF=2+1+1=4。,11.6adc指令,adc指令示例（二）movax,1addax,axadcax,3執(zhí)行后，(ax)=5。adc執(zhí)行時，相當于計算：(ax)+3+CF=2+3+0=5。,11.6adc指令,adc指令示例（三）moval,98Haddal,aladcal,3執(zhí)行后，(ax)=34H。adc執(zhí)行時，相當于計算：(ax)+3+CF=30H+3+1=34H。,11.6adc指令,可以看出，adc指令比add指令多加了一個CF位的值。為什么要加上CF的值呢？CPU為什么要提供這樣一條指令呢？我們先來看一下CF的值的含義。,11.6adc指令,在執(zhí)行adc指令的時候加上的CF的值的含義，由adc指令前面的指令決定的，也就是說，關鍵在于所加上的CF值是被什么指令設置的。顯然，如果CF的值是被sub指令設置的，那么它的含義就是借位值；如果是被add指令設置的，那么它的含義就是進位值。,11.6adc指令,我們來看一下兩個數(shù)據(jù)：0198H和0183H如何相加的：0198+01831-----------------031B可以看出，加法可以分兩步來進行：（1）低位相加；（2）高位相加再加上低位相加產(chǎn)生的進位值。,11.6adc指令,下面的指令和addax,bx具有相同的結果：addal,bladcah,bh看來CPU提供adc指令的目的，就是來進行加法的第二步運算的。adc指令和add指令相配合就可以對更大的數(shù)據(jù)進行加法運算。,11.6adc指令,編程計算1EF000H+201000H，結果放在ax（高16位）和bx（低16位）中。分析,11.6adc指令,分析：因為兩個數(shù)據(jù)的位數(shù)都大于16，用add指令無法進行計算。我們將計算分兩步進行，先將低16位相加，然后將高16位和進位值相加。程序如下,11.6adc指令,程序：movax,001EHmovbx,0F000Haddbx,1000Hadcax,0020Hadc指令執(zhí)行后，也可能產(chǎn)生進位值，所以也會對CF位進行設置。,11.6adc指令,由于有這樣的功能，我們就可以對任意大的數(shù)據(jù)進行加法運算?？匆粋€例子,11.6adc指令,編程計算1EF0001000H+2010001EF0H，結果放在ax（高16位），bx（次高16位），cx（低16位）中。分析,11.6adc指令,分析：計算分3步進行：（1）先將低16位相加，完成后，CF中記錄本次相加的進位值；（2）再將次高16位和CF（來自低16位的進位值）相加，完成后，CF中記錄本次相加的進位值；（3）最后高16位和CF（來自次高16位的進位值）相加，完成后，CF中記錄本次相加的進位值。,11.6adc指令,程序代碼movax,001EHmovbx,0F000Hmovcx,1000Haddcx,1EF0Hadcbx,1000Hadcax,0020H,11.6adc指令,下面我們，編寫一個子程序，對兩個128位數(shù)據(jù)進行相加。名稱：add128功能：兩個128位數(shù)據(jù)進行相加參數(shù),11.6adc指令,參數(shù)：ds:si指向存儲第一個數(shù)的內(nèi)存空間，因數(shù)據(jù)為128位，所以需要8個字單元，由低地址單元到高地址單元依次存放128位數(shù)據(jù)由低到高的各個字。運算結果存儲在第一個數(shù)的存儲空間中。ds:di指向存儲第二個數(shù)的內(nèi)存空間程序代碼思考,11.6adc指令,思考：inc和loop指令不影響CF位，上面的程序中，能不能將4個inc指令，用：addsi,2addsi,2取代？,11.7sbb指令,sbb是帶錯位減法指令，它利用了CF位上記錄的借位值。格式：sbb操作對象1,操作對象2功能：操作對象1=操作對象1–操作對象2–CF比如：sbbax,bx實現(xiàn)功能：(ax)=(ax)–(bx)–CF,11.7sbb指令,sbb指令執(zhí)行后，將對CF進行設置。利用sbb指令我們可以對任意大的數(shù)據(jù)進行減法運算。,11.7sbb指令,比如，計算003E100OH–00202000H，結果放在ax，bx中，程序如下：movbx,1000Hmovax,003EHsubbx,2000Hsbbax,0020H,11.7sbb指令,sbb和adc是基于同樣的思想設計的兩條指令，在應用思路上和adc類似。在這里，我們就不再進行過多的討論。通過學習這兩條指令，我們可以進一步領會一下標志寄存器CF位的作用和意義。,11.8cmp指令,cmp是比較指令，功能相當于減法指令，只是不保存結果。cmp指令執(zhí)行后，將對標志寄存器產(chǎn)生影響。其他相關指令通過識別這些被影響的標志寄存器位來得知比較結果。,11.8cmp指令,cmp指令格式：cmp操作對象1,操作對象2功能：計算操作對象1–操作對象2但并不保存結果，僅僅根據(jù)計算結果對標志寄存器進行設置。,11.8cmp指令,比如：cmpax,ax做(ax)–(ax)的運算，結果為0，但并不在ax中保存，僅影響flag的相關各位。指令執(zhí)行后：ZF=1，PF=1，SF=0，CF=0，OF=0。,11.8cmp指令,下面的指令：movax,8movbx,3cmpax,bx執(zhí)行后：(ax)=8，ZF=0，PF=1，SF=0，CF=0，OF=0。,11.8cmp指令,其實，我們通過cmp指令執(zhí)行后，相關標志位的值就可以看出比較的結果。cmpax,bx,11.8cmp指令,現(xiàn)在我們可以看出比較指令的設計思路，即：通過做減法運算，影響標志寄存器，標志寄存器的相關位記錄了比較的結果。反過來看上面的例子cmpax,bx,11.8cmp指令,指令cmpax,bx的邏輯含意是比較ax和bx中的值，如果執(zhí)行后：,11.8cmp指令,同add、sub指令一樣，CPU在執(zhí)行cmp指令的時候，也包含兩種含義：進行無符號數(shù)運算和進行有符號數(shù)運算。所以利用cmp指令可以對無符號數(shù)進行比較，也可以對有符號數(shù)進行比較。,11.8cmp指令,上面所講的是用cmp進行無符號數(shù)比較時，相關標志位對比較結果的記錄。下面我們再來看一下如果用cmp來進行有符號數(shù)比較時，CPU用哪些標志位對比較結果進行記錄。,11.8cmp指令,我們以cmpah,bh為例進行說明：cmpah,bh如果(ah)=(bh)則(ah)-(bh)=0，所以：ZF=1；如果(ah)≠(bh)則(ah)-(bh)≠0，所以：ZF=0；所以，我們根據(jù)cmp指令執(zhí)行后ZF的值，就可以知道兩個數(shù)據(jù)是否相等。,11.8cmp指令,我們繼續(xù)看，如果(ah)<(bh)則可能發(fā)生什么情況呢？對于有符號數(shù)運算，在(ah)＜(bh)情況下，(ah)-(bh)顯然可能引起SF=1，即結果為負。,11.8cmp指令,比如：(ah)=1，(bh)=2：則(ah)-(bh)=0FFH，0FFH為-1的補碼，因為結果為負，所以SF=1。(ah)=0FEH，(bx)=0FFH：則(ah)-(bh)=2-(-1)=0FFH，因為結果為負，所以SF=1。,11.8cmp指令,通過上面的例子，我們是不是可以得到這樣的結論：cmp操作對象1,操作對象2指令執(zhí)行后，SF=1，就說明操作對象1＜操作對象2？當然不是。我們再看兩個例子。,11.8cmp指令,(ah)=22H，(bh)=0A0H：則(ah)-(bh)=34-(-96)=82H，82H是-126的補碼，所以SF=1。這里雖然SF=1，但是并不能說明(ah)-96。,11.8cmp指令,兩個有符號數(shù)A和B相減，得到的是負數(shù)，那么可以肯定A
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