【MASM汇编语言快速入门】8086MASM汇编深入理解指令对标志位的影响

8086MASM汇编深入理解指令对标志位的影响

文章目录

  • 8086MASM汇编深入理解指令对标志位的影响
    • 0. 指令对标志位影响
      • 1. 指令对标志位影响速查表
      • 2. flags标志寄存器: 标志位含义解读
      • `flags`
        • 1. 状态标志cf, pf, af, zf, sf, of
        • 2. 控制标志df, if, tf
    • 详解:
    • 1. 传送指令
    • 2. 算术指令
    • 3. 逻辑/位指令
    • 4. 移位指令
    • 5. 分支指令: 标志位的应用
      • 1. cmp
      • 2. jmp label/r16/m16
      • 3. jcc label
        • (1) 功能:满足条件"cc"则跳转到label,否则执行下一条指令
        • (2)分类掌握
          • 1. 检查单个标志位
          • 2. 大小关系
          • 答疑:

0. 指令对标志位影响

1. 指令对标志位影响速查表

CFOFSFZFPFAF
传送指令mov, xchg, lea,push, pop, in, outxxxxxx
算术指令add, adc, sub, sbb, cmp, nego
(当成无符号数运算有进位借位则CF=1)
o
(当成有符号数运算溢出则OF=1)
oooo(低8位产生进位/高8位产生借位则AF=1)
算术指令inc, decxoooox
逻辑指令and, test, or, xor置cf=0置of=0ooox
逻辑指令notxxxxxx
移位指令shl=sal, shr, saro
(无论左移右移算数逻辑移出了1就CF=1)
o
(移位后最高位改变则OF=1)
ooox
循环移位rol, ror, rcl, rcro
(无论左移右移算数逻辑移出了1就CF=1)
o
(移位后最高位改变则OF=1)
xxxx

2. flags标志寄存器: 标志位含义解读

flags

flags = [x, x, x, x, of(11), df(10), if(9), tf(8), sf(7), zf(6), x, af(4), x, pf(2), x, cf(0)]

1. 状态标志cf, pf, af, zf, sf, of
标志位功能和取值
cf进位标志(Carry Flag)
pf奇偶标志(Parity Flag)。若PF=1,表示操作结果中“1”的个数为偶数,否则PF=0。这个标志位主要用于检查数据传送过程中的错误, 和方便软件实现奇偶校验。
af辅助进位标志(Auxiliary Carry Flag)也叫半进位标志, 若AF=1表示字节运算产生低半字节向高半字节的进位或借位,否则AF=0. 主要用于BCD码运算的十进制调整。
zf全零标志(Zero Flag)。若ZF=1,表示操作结果全为零
sf符号标志(Sign Flag)。若SF=1,表示符号数运算后的结果为负数
of溢出标志OF=1,表示当进行算术运算时,结果超过了最大范围
2. 控制标志df, if, tf
标志位功能和取值
df方向标志, 用于串指令, 若DF=1, 表示执行字符串操作时按着从高地址向低地址方向进行(si, di自减);否则DF=0。DF位可由指令控制。
if中断标志, 用于是否允许响应可屏蔽中断
tf

详解:

1. 传送指令

传送类指令都不影响标志位

操作数形式功能对标志的影响
movmov dest, src(不限制宽度)
限制:
1. seg间传送
2. mem间传送
3. 立即数传给seg
4. cs出现
传送不影响任何
xchgxchg dest, src(不限制宽度)
限制:
1. seg间传送,
2. mem间传送,
3. 立即数出现
交换两操作数不影响任何
lealea r16, mem获取有效地址不影响任何
pushpush r16/m16/i16/seg进栈不影响任何
poppop r16/m16/seg出栈不影响任何

2. 算术指令

都不允许

  1. op imm, imm
  2. op mem, mem
  3. op seg, xxx

CF, OF深入理解

  1. CF: 当成无符号数时, 加有进位则CF=1, 被减数小于减数(注意是当成无符号数时有借位)CF=1

    举例:

    真值:1 - (-2) = 3,

    补码: 0x01H - 0xFEH:

    标志: OF = 0(真值为3没溢出), CF = 1(解释为无符号数时0x01H小于0xFEH, 产生借位)

  2. OF: 用双符号位判断, 或者用真值有没有超过表示范围判断

操作数形式功能对标志影响
addadd dest, srcdest << dest + src全影响
adcadc dest, srcdest << dest + src + cf全影响
incinc r/mr/m << r/m + 1除cf 全影响
subsub dest, srcdest << dest - src全影响
sbbsbb dest, srcdest << dest - src - cf全影响
decdec r/mr/m << r/m - 1除cf 全影响
negneg r/mr/m << 0 - r/m全影响(等于用0减)
cmpcmp dest, srcdest - src全影响
  • MUL IMUL

    MUL指令若高一半不为0则of=cf=1

    IMUL指令若高一半是低一半的符号扩展则of=cf=1

    乘法指令只影响OF位和CF位,对其他位没定义

  • DIV IDIV

    除法指令对6个标志位均没定义

3. 逻辑/位指令

都不允许

  1. op imm, imm
  2. op mem, mem
  3. op seg, xxx
操作数形式功能对标志的影响
andand dest, src逻辑与置cf=of=0, sf, zf, pf, 对af无定义
testtest dest, src逻辑与(但不改变寄存器值)置cf=of=0, sf, zf, pf, 对af无定义
oror dest, src逻辑或置cf=of=0, sf, zf, pf, 对af无定义
xorxor dest, src异或置cf=of=0, sf, zf, pf, 对af无定义
notnot r/m取反不影响任何

4. 移位指令

  1. 移出1则cf=1
  2. 最高位改变则of=1(有实际意义)
  3. 对af无定义

sf, zf, pf循环移位不影响, 其他移位影响

功能对标志的影响
shl = sal(没有任何区别)为什么算术左移和逻辑左移是一样的, 因为无论是有符号还是无符号数, 左移进来的一定是0(无论从标志含义还是结果角度都是一样的,这正是补码设计的精妙之处)移出1则cf=1
最高位改变则of=1(有实际意义)
sf,pf,zf
对af无定义
shr逻辑右移移出1则cf=1
最高位改变则of=1(有符号负数必溢出)
sf,pf,zf
对af无定义
sar算术右移移出1则cf=1
最高位改变则of=1(实际上不可能溢出)
sf,pf,zf
对af无定义
rol循环左移移出1则cf=1
最高位改变则of=1(有实际意义)
对sf,pf,zf无影响
对af无定义
ror循环右移移出1则cf=1
最高位改变则of=1(有实际意义)
对sf,pf,zf无影响
对af无定义
rcl带cf循环左移移出1则cf=1
最高位改变则of=1(有实际意义)
对sf,pf,zf无影响
对af无定义
rcr带cf循环右移移出1则cf=1
最高位改变则of=1(有实际意义)
对sf,pf,zf无影响
对af无定义

5. 分支指令: 标志位的应用

1. cmp

2. jmp label/r16/m16

(1) 功能: ip << label/r16/m16

(2) 扩展:

jmp short ptr xxx 跳转范围-128~127

jmp near ptr xxx 跳转范围-32768~32767

jmp far ptr xxx

这个不止会修改ip还会修改cs, 由于代码段过长,可能导致一个段放不下的跳转

ip修改为xxx的偏移地址

cs修改为xxx的段地址, 只有jmp far ptr label, 或者jmp 段地址:偏移地址, 两种会改变cs的值

3. jcc label

(1) 功能:满足条件"cc"则跳转到label,否则执行下一条指令

条件转移指令中的条件

(2)分类掌握
1. 检查单个标志位

J[flag]/JN[flag]

考察flag位为1(J[flag])或为0(JN[flag])

其中特别的有JZ=JE(cmp后zf为1等价于两数相等), JC=JB(cmp后cf为1等价于两数看成无符号数时被减数小于减数即below)

2. 大小关系

below => B: 无符号数的小于

less => L: 有符号数的小于

greater => G: 有符号数的大于

equal => Z: 等于, 加在大小关系的后面

答疑:
  1. 为什么没有无符号数的大于? 因为光凭标志位CF无法判断被减数是否大于减数, 但是通过SF和OF可以判断, 因此有符号数和无符号数的"大于"关系合并为用SF和OF判断

  2. 为什么SF不等于OF代表小于? SF不等于OF分两种情况

    1. SF=1, OF=0, 表示结果为负数, 结果没溢出. 这种情况大家一般都能理解: OF=0说明运算结果的真值是正确的, 此时两数相减结果为负数说明被减数小于减数, 这是数学常识

    2. SF=0, OF=1, 表示结果为正数, 但是发生了溢出, 这是对被减数小于减数的一种特殊情况的补充

      先给结论: 这是在考虑负数减正数但是结果溢出了的情况

      我们来考虑怎样的情况会产生这样的标志. 以八位的减法运算来举例, 分类讨论, 先考察哪些减法会产生溢出, 再来考察SF是否=0, 揪出这种特殊的减法

      • 正数减正数: 不可能出现溢出. 原因: 正数减正数想要溢出一定是下溢, 考虑最极端情况, 最小的正数减去最大的正数: 1 - 127 = -126 > -128没有溢出
      • 正数减负数: 可能出现溢出. 原因: 正数减负数想要溢出一定是上溢, 考虑极端情况, 最小的正数减去最小的负数(绝对值最大): 真值: 1- (-128) = 129 > 127 确实产生了溢出, 但是相减后SF=1(01H - 80H = 81H, SF=1), 不满足条件
      • 负数减负数: 不可能溢出, 同正数减正数
      • 负数减正数: 可能出现溢出, 负数减正数如果溢出一定是下溢, 考虑极端情况, 最小的负数减去最大的正数: -128 - 127 = -255 < -128 狠狠的溢出了, 再考察SF, SF=0 (80H - 7FH = 01H, SF=0). 那有的同学会问了, 那要是没溢出怎么办, 那就回到了SF=1, OF=0的情况

      过程中还产生了个二级结论, 若OF=1, 1. SF=1一定是正数减负数 2. SF=0一定是负数减正数

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