前言
1. abc 指令
1.1 功能介绍
-
格式:adc 操作对象1,操作对象2
-
功能:操作对象1=操作对象1+操作对象2+CF
-
比如指令:
adc ax,bx
实现的功能是:(ax)=(ax)+(bx)+CF
1.2 举例说明
(1)
mov ax,2
mov bx,1
sub bx,ax ;发生了借位
adc ax,1
执行后,(ax)=4。
adc执行时,相当于计算: (ax)+1+CF=2+1+1=4。
(2)
mov ax,1
add ax,ax
adc ax,3
执行后,(ax)=5。
adc执行时,相当于计算: (ax)+3+CF=2+3+0=5。
(3)
mov al,98H
add al,al
adc al,3
执行后,(ax)=34H。
adc执行时,相当于计算: (ax)+3+CF=30H+3+1=34H。
1.3 为什么要提供这样的指令?
为什么要加上CF 的值呢?CPU为什么要提供这样一条指令呢?
1.3.1 CF值的含义
先来看一下CF的值的含义。
在执行 adc 指令的时候加上的 CF 的值的含义,由 adc 指令前面的指令决定的,也就是说,关键在于所加上的CF值是被什么指令设置的。
显然,如果CF 的值是被sub指令设置的,那么它的含义就是借位值;如果是被add指令设置的,那么它的含义就是进位值。
1.3.2 示例演示
我们来看一下两个数据:0198H和0183H如何相加的:
可以看出,加法可以分两步来进行:
(1)低位相加;
(2)高位相加。
下面的指令和add ax,bx具有相同的结果:
add al,bl
adc ah,bh
1.3.3 得出结论
看来CPU提供 adc 指令的目的,就是来进行加法的第二步运算的。
adc指令和add指令相配合就。
1.4 例1——对大的数据进行相加
1.4.1 问题描述
编程计算1EF000H+201000H,结果放在ax(高16位)和bx(低16位)中。
1.4.2 问题的分析与解答
因为两个数据的位数都大于16,用add指令无法进行计算。
我们将计算分两步进行,先将低16位相加,然后将高16位和进位值相加。
程序如下。
mov ax,001EH
mov bx,0F000H
add bx,1000H
adc ax,0020H
1.5 例2——对更大的数据进行相加
1.5.1 问题描述
编程计算1EF0001000H+2010001EF0H,结果放在ax(高16位),bx(次高16位),cx(低16位)中。
1.5.2 问题的分析与解答
计算分3步进行:
(1)先将低16位相加,完成后,CF中记录本次相加的进位值;
(2)再将次高16位和CF(来自低16位的进位值)相加,完成后,CF中记录本次相加的进位值;
(3)最后高16位和CF(来自次高16位的进位值)相加,完成后,CF 中记录本次相加的进位值。
程序如下。
mov ax,001EH
mov bx,0F000H
mov cx,1000H
add cx,1EF0H
adc bx,1000H
adc ax,0020H
1.6 例3——对更大更大的数据进行相加
1.6.1 题目描述
下面我们,编写一个子程序,对两个128位数据进行相加。
-
名称:add128
-
功能:两个128位数据进行相加
-
参数:ds:si指向存储第一个数的内存空间,因数据为128位,所以需要8个字单元,由低地址单元到高地址单元依次存放 128位数据由低到高的各个字。运算结果存储在第一个数的存储空间中。
-
ds:di指向存储第二个数的内存空间
1.6.2 问题的分析与解决
程序如下。
add128: push ax
push cx
push si
push di
sub ax,ax ;将CF设置为0
s: mov ax,[si]
adc ax,[di]
mov [si],ax
inc si
inc si
inc di
inc di
loop s
pop di
pop si
pop cx
pop ax
ret
code ends
end start
1.6.3 思考一个问题
inc和loop指令不影响CF位,上面的程序中,能不能将4个inc指令,用
add si,2
add si,2
来取代?
2. sbb 指令
2.1 功能介绍
-
格式:sbb 操作对象1,操作对象2
-
功能:操作对象1=操作对象1–操作对象2–CF
-
比如:
sbb ax,bx
实现功能: (ax) = (ax) – (bx) – CF
2.2 举例说明
比如,计算003E1000H-00202000H,结果放在ax,bx中,程序如下:
mov bx,1000H
mov ax,003EH
sub bx,2000H
sub ax,0020H
sbb和adc是基于同样的思想设计的两条指令,在应用思路上和adc类似。在这里,我们就不再进行过多的讨论。
通过学习这两条指令,我们可以进一步领会一下标志寄存器CF位的作用和意义。
3. cmp 指令
3.1 功能介绍
-
格式:cmp 操作对象1,操作对象2
-
功能:计算操作对象1–操作对象2。但并不保存结果,仅仅根据计算结果对标志寄存器进行设置。
-
比如:
cmp ax,ax
做(ax)–(ax)的运算,结果为0,但并不在ax中保存,仅影响flag的相关各位。指令执行后:ZF=1,PF=1,SF=0,CF=0,OF=0。
3.2 举例说明
下面的指令:
mov ax,8
mov bx,3
cmp ax,bx
执行后: (ax) = 8,ZF=0,PF=1,SF=0,CF=0,OF=0。
3.3 不同比较的结果
3.3.1 正向来判断标志位
我们通过cmp 指令执行后,相关标志位的值就可以看出比较的结果。
例如:cmp ax,bx
现在我们可以看出比较指令的设计思路
即:通过做减法运算,影响标志寄存器,标志寄存器的相关位记录了比较的结果。
3.3.2 反向来判断两个值的大小
反过来看上面的例子。
指令 cmp ax,bx
的逻辑含义是比较 ax和 bx 中的值,如果执行后:
3.4 cmp 进行有符号数比较
同 add、sub 指令一样,CPU 在执行cmp指令的时候,也包含两种含义:。
所以利用cmp指令可以对无符号数进行比较,也可以对有符号数进行比较。
上面所讲的是用cmp进行无符号数比较时,相关标志位对比较结果的记录。
下面我们再来看一下如果用cmp来进行有符号数比较时,CPU用哪些标志位对比较结果进行记录。
3.4.1 相等与否的情况
我们以cmp ah,bh
为例进行说明:
所以,我们根据cmp指令执行后ZF的值,就可以知道两个数据是否相等。
3.4.2 探究小于的情况
我们继续看,如果(ah)<(bh)则可能发生什么情况呢?
3.4.2.1 常规情况
对于有符号数运算,在 (ah)<(bh) 情况下,(ah)-(bh)显然可能引起SF=1,即结果为负。
比如:
(ah) = 1,(bh) = 2:则(ah)-(bh)=0FFH,0FFH 为 -1 的补码,因为结果为负,所以SF=1。
(ah)=0FEH,(bx)=0FFH:则(ah)-(bh)=(-2)-(-1)=0FFH,因为结果为负,所以SF=1。
当然不是。
3.4.2.2 溢出时的情况
我们再来看两个例子。
(ah)=22H,(bh)=0A0H:则(ah)-(bh)=34-(-96)=130=82H,82H是-126的补码,所以SF=1。
这里虽然SF=1,但是并不能说明(ah)<(bh),因为显然34>-96。
两个有符号数A 和B 相减,得到的是负数,那么可以肯定A<B,这个思路没有错误;
关键在于我们根据什么来断定得到的是一个负数。CPU将 cmp 指令得到的结果记录在flag的相关标志位中。 我们可以根据指令执行后,相关标志位的值来判断比较的结果。
单纯地考察SF 的值不可能知道结果的正负。因为SF 记录的只是可以在计算机中存放的相应位数的结果的正负。
比如add ah, al
执行后,SF记录的是ah中的8位二进制信息所表示的数据的正负。
cmp ah,bh
执行后,sf记录的是(ah)-(bh)所得到的8位结果数据的正负,虽然这个结果没有在我们能够使用的寄存器或内存单元中保存,但是在指令执行的过程中,它暂存在中。
所得到的相应结果的正负,并不能说明,运算所应该得到的结果的正负。
3.4.2.3 举例说明
比如:
mov ah,22H
mov bh,0A0H
sub ah,bh
结果 sf=1,运算实际得到的结果是(ah)=82H,但是在逻辑上,运算所应该得到的结果是:34-(-96)=130。就是因为130这个结果作为一个有符号数超出了-128~127这个范围,在ah中不能表示,而ah中的结果被CPU当作有符号数解释为-126。
而sf被用来记录这个实际结果的正负,所以sf=1。但sf=1不能说明在逻辑上,运算所得的正确结果的正负。
又比如:
mov ah,08AH
mov bh,070h
cmp ah,bh
结果 sf=0,运算(ah)-(bh)实际得到的结果是1AH,但是在逻辑上,运算所应该得到的结果是:(-118)-112=-230。sf记录实际结果的正负,所以sf=0。但sf=0不能说明在逻辑上,运算所得的正确结果。
但是逻辑上的结果的正负,才是cmp指令所求的真正结果,因为我们就是要靠它得到两个操作对象的比较信息。所以cmp指令所作的比较结果,不是仅仅靠sf就能记录的,因为它只能记录实际结果的正负。
我们考虑一下,两种结果之间的关系,实际结果的正负,和逻辑上真正结果的正负,它们之间有多大的距离呢?从上面的分析中,我们知道,实际结果的正负,之所以不能说明逻辑上真正结果的正负,关键的原因在于发生了溢出。
如果没有溢出发生的话,那么实际结果的正负和逻辑上真正结果的正负就一致了。
3.5 举例与总结各种结果的判断
下面,我们以cmp ah,bh
为例,总结一下CPU执行cmp指令后,SF和OF的值是如何来说明比较的结果的。
(1)如果SF=1,而OF=0
OF=0,说明没有溢出,逻辑上真正结果的正负=实际结果的正负;
因SF=1,实际结果为负,所以逻辑上真正的结果为负,所以(ah)<(bh)。
(2)如果SF=1,而OF=1
OF=1,说明有溢出,逻辑上真正结果的正负≠实际结果的正负;
简单分析一下,就可以看出,。这样,SF=1,OF = 1 ,说明了(ah)>(bh)。
(3)如果SF=0,而OF=1
OF=1 ,说明有溢出,逻辑上真正结果的正负≠实际结果的正负;
简单分析一下,就可以看出,。这样,SF=0,OF = 1 ,说明了(ah)<(bh)。
(4)如果SF=0,而OF=0
OF=0,说明没有溢出,逻辑上真正结果的正负=实际结果的正负;
因SF=0,实际结果非负,所以逻辑上真正的结果必然非负。所以(ah)≥(bh)。
上面,我们深入讨论了cmp指令在进行有符号数和无符号数比较时,对flag 相关标志位的影响,和CPU如何通过相关的标志位来表示比较的结果。在学习中,要注意领会8086CPU这种工作机制的设计思想。实际上,这种设计思想对于各种处理机来说是普遍的。
结语
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