指令系统3(算术运算指令)(楼俊君

1,4.3.2 算术运算指令,涉及两种类型数据: 无符号数和有符号数。对加减法指令，无符号和有符号数可采用同一套指令，但应注意： 参加的操作数必须都是无符号数或都是有符号数。 需使用不同的标志位(CF,OF)来检查无符号数和有符号数的运算结果是否溢出。 这类指令一般都影响标志寄存器FLAGS。,2,表4 - 2 算术运算类指令表,3,两个8位数相加时有4种情况：,无符号数和有符号数均不溢出 二进制相加 无符号数加 有符号数加 0000 1000 8 +8 +0001 1110 + 30 + (+30) 0010 0110 38 +38 结果38 CF=0 OF=0,无符号数范围0255 带符号数范围-128127,4, 无符号数溢出 无符号数 有符号数 0000 1000 8 +8 +1111 1101 +253 +(-3) 10000 0101 261 +5 结果5 CF=1 OF=0 有符号数溢出 0000 1000 8 +8 +0111 1101 +125 +（+125） 1000 0101 133 +133 结果-123 CF=0 OF=1 （补码表示）,5, 无符号数和有符号数均溢出 无符号数 有符号数 1000 1000 136 -120 +1111 0111 +247 +（-9） 10111 1111 383 -129 结果127 CF=1 OF=1 上面四种情况说明， CF标志可用来表示无符号数的溢出， OF标志可用来表示有符号数的溢出。 有符号数的溢出是一种出错状态，在运算过程中应当避免。,6,所有的算术运算指令，都会影响FLAGS标志寄存器的6个状态标志CF/OF/ZF/SF/AF/PF(3个控制标志IF/DF/TF不受影响)。 总的讲，有这样一些规则： 当无符号数运算产生溢出(即最高位向前有进位 或借位)时，CF=1,否则为0; 当有符号数运算产生溢出时，OF=1(即OF=CFCF-1) , 否则为0; 当运算结果为0时，ZF=1 ,否则为0; 当运算结果为负数时，SF=1 ,否则为0; 当运算一半位置有进位或借位时，AF=1 ,否则为0; 当运算结果中有偶数个时，PF=1 ,否则为0。,7,共有5条: (1) 不带进位的加法指令ADD 格式： ADD acc,data ADD mem/reg,data ADD mem/reg1,mem/reg2 注：1.源和目的操作数不能同时为存储器操作数 2.不能把段寄存器作为操作数 例：ADD AL，30H ADD AX，BX+20H ADD CX，SI ADD DI，200H ADD指令对标志位（指6个状态标志）都有影响。,1.加法指令,8,例：MOV AL,7EH ADD AL,5BH 两条指令执行后，标志位（指6个状态标志）都有影响。 AF=1 表示bit3向bit4有进位 CF=0 表示最高位向前无进位 OF=1 表示若为有符号数加法，其运算结果产生溢出 PF=0 表示8位的运算结果中，1的个数为奇数 SF=1 表示运算结果的最高位为1 ZF=0 表示运算结果不为0,不带进位的加法指令ADD,9,(2) 带进位位的加法指令ADC,ADC指令在形式上和功能上都有与ADD类似，只是相加时还要包括进位标志CF的内容。 例如： ADC AL，68H ;AL(AL)+68H+(CF) ADC AX，CX ;AX(AX)+(CX)+(CF) ADC BX，DI ;BX(BX)+DI+1DI+(CF),10,例:有两个4字节的无符号数相加： 2C 56 F8 AC + 30 9E 47 BE = ？ 设被加数、加数分别存放在BUFFER1及BUFFER2开始的两个存储区内，结果放回BUFFER1存储区，如下页图所示。 因CPU只能进行8位或16位的加法运算，为此可将加法分4次进行。,ADC指令主要用于多字节加法运算中,11,56H,2CH,BEH,47H,BUFFER1,BUFFER2,ACH,F8H,9EH,30H,被加数,加数,数据段,多字节加法示意图,.,.,12,程序段如下： MOV CX，4 ;置循环次数 MOV SI，0 ;置SI初值为零 CLC ;清进位标志CF LL： MOV AL，BUFFER2SI ADC BUFFER1SI，AL ;带进位加 INC SI ;(SI)+1 DEC CX ;(CX)-1 JNZ LL ;若(CX)0,则转LL,13,ADD/ADC指令对条件标志位(CF/OF/ZF/SF)的影响：,CF位表示无符号数相加的溢出。 OF位表示带符号数相加的溢出。,14,格式：INC reg/mem 功能：类似于C语言中的+操作：对指定的操作数加1 例： INC AL INC SI INC BYTE PTRBX+4 注意：本指令不影响CF标志，但对AF/OF/PF/SF/ZF会产生影响。,3) 加1指令INC（单操作数指令）,15,(1) 不考虑借位的减法指令SUB 格式： SUB dest, src 操作： dest(dest)-(src) 注：1.源和目的操作数不能同时为存储器操作数 2.不能把段寄存器作为操作数 指令例子： SUB AL，60H SUB BX+20H，DX SUB AX，CX,2. 减法指令,16,SBB指令主要用于多字节的减法。 格式： SBB dest, src 操作： dest(dest)-(src)-(CF) 指令例子： SBB AX，CX SBB WORD PTRSI，2080H SBB SI,DX,(2) 考虑借位的减法指令SBB,17,作用类似于C语言中的”操作符。 格式：DEC opr 操作：opr(opr)-1 指令例子： DEC CL DEC BYTE PTRDI+2 DEC SI,(3) 减1指令DEC,注：该指令与INC一样，它不影响CF标志，但对AF/OF/PF/SF/ZF会产生影响。,18,格式： NEG opr 操作： opr 0-(opr) 对一个操作数取补码相当于用0减去此操作数，故利用NEG指令可得到负数的绝对值。 例： 若(AL)=0FCH，则执行 NEG AL 后， (AL)=04H，CF=1 本例中，0FCH为-4的补码,执行求补指令后,即得到4(-4的绝对值)。,(4) 求补指令NEG,19,SUB/SBB指令对标志位(CF/OF/ZF/SF)的影响：,CF=1表示无符号数减法溢出。 OF=1表示带符号数减法溢出。 NEG指令对CF/OF的影响： CF：操作数为0时，求补的结果使CF=0，否则CF=1。 OF：字节运算对-128求补或字运算对-32768求补时OF=1， 否则OF=0。,20,格式： CMP dest, src 操作： dest(dest)-(src) （而 SUB dest, src； dest(dest)-(src) ） CMP也是执行两个操作数相减,但结果不送目标操作数,其结果只反映在标志位上。 指令例子： CMP AL，0AH CMP CX，SI CMP DI，BX+03,(5) 比较指令CMP,21,根据标志位来判断比较的结果,1)根据ZF判断两个数是否相等。若ZF=1,则两数相等。 2)若ZF=0，则两个数不相等,则分两种情况考虑: 比较的是两个无符号数 若CF=0,则destsrc; 若CF=1,则destsrc。 比较的是两个有符号数 若OFSF=0，则destsrc; 若OFSF=1，则destsrc。,22,比较指令在使用时，一般在其后紧跟一条条件转移指令，判断比较结果的转向。 举例：在内存数据段从DATA开始的单元中存放了两个8位无符号数，试比较它们的大小，并将大的数送MAX单元。 程序： LEA BX,DATA ；DATA偏移地址送BX MOV AL,BX ；第一个无符号数送AL INC BX ；BX加1，指向第二个数 CMP AL,BX ；两个无符号数进行比较 JNC DONE ；若CF=0，表示第一个数大，转向DONE MOV AL,BX ；否则，第二个无符号数送AL DONE:MOV MAX,AL ；将较大的无符号数送MAX HLT ；停止,23,进行乘法时： 8位 8位 16位乘积 (即 AL mem8/reg8 AX) 16位 16位 32位乘积 (即 AX mem16/reg16 DX AX) (1) 无符号数的乘法指令MUL mem/reg 格式： MUL src 操作：字节操作数 (AX) (AL) × (src) 字操作数 (DX, AX) (AX) × (src) 指令例子： MUL BL ；(AL)×(BL),乘积在AX中 MUL CX ；(AX)×(CX),乘积在DX,AX中 MUL BYTE PTRBX,3. 乘法指令,24,格式与MUL指令类似，只是要求两操作数均为有符号数。 指令例子： IMUL BL ；(AX)(AL)×(BL) IMUL WORD PTRSI ；(DX,AX)(AX)×(SI+1SI),(2) 有符号数乘法指令IMUL,注意：MUL/IMUL指令中 AL(AX)为隐含的乘数寄存器； AX(DX,AX)为隐含的乘积寄存器； SRC不能为立即数； 除CF和OF外，对其它标志位无定义。,25,MUL/IMUL乘法指令对CF/OF的影响：,例：(AL) = A5H(-5B)，(BL) = 11H (1) IMUL BL ; (AX) (AL)×(BL) ; A5×11 -5B×11=-060B F9F5 ; (AX) = F9F5H CF=OF=1 (2) MUL BL ; (AX) (AL)×(BL) ; A5×11= 0AF5 ; (AX) = 0AF5H CF=OF=1,26,4. 除法指令,进行除法时：16位/8位 8位商及8位余数 32位/16位 16位商及16位余数 对被除数、商及余数存放有如下规定： 被除数 商 余数 字节除法 AX AL AH 字除法 DX:AX AX DX,27,格式： DIV src 操作：字节操作 (AL) (AX) / (src) 的商 (AH) (AX) / (src) 的余数 字操作 (AX) (DX, AX) / (src) 的商 (DX) (DX, AX) / (src) 的余数 指令例子： DIV CL DIV WORD PTRBX 注：若除数为零或AL中商大于FFH(或AX中商大于FFFFH)，则CPU产生一个类型0的内部中断。,(1) 无符号数除法指令DIV,28,(2) 有符号数除法指令IDIV,格式： IDIV src 操作与DIV类似。商及余数均为有符号数,且余数符号总是与被除数符号相同。 CBW与CWD两指令主要用于被除数扩展 注意: 对于DIV/IDIV指令 AX(DX,AX)为隐含的被除数寄存器。 AL(AX)为隐含的商寄存器。 AH(DX)为隐含的余数寄存器。 src不能为立即数。 对所有FLAGS的状态标志位均无定义。,29,运算要求被除数字长是除数字长的两倍,若不满足则需对被除数进行扩展,否则产生错误。 8位16位 16位32位 ALAX（AH AL） AXDX AX 对无符号数除法扩展，只需将AH或DX清零即可。 对有符号数而言，则是符号位的扩展。可使用符号扩展指