汇编11标志寄存器.pptx

第11章 标志寄存器n n11.1 ZF11.1 ZF标志标志n n11.2 PF11.2 PF标志标志n n11.3 SF11.3 SF标志标志n n11.4 CF11.4 CF标志标志n n11.5 OF11.5 OF标志标志n n11.6 adc11.6 adc指令指令n n11.7 sbb11.7 sbb指令指令n n11.8 cmp11.8 cmp指令指令n n11.9 11.9 检测比较结果的条件转移指令检测比较结果的条件转移指令n n11.10 DF11.10 DF标志和串传送指令标志和串传送指令n n11.11 pushf11.11 pushf和和popfpopfn n11.12 11.12 标志寄存器在标志寄存器在DebugDebug中的表示中的表示引言n n8086CPU8086CPU的标志寄存器有的标志寄存器有1616位，其中存储的位，其中存储的信息通常被称为程序状态字（信息通常被称为程序状态字（PSWPSW）。）。n n我们己经使用过我们己经使用过8086CPU8086CPU的的axax、bxbx、cxcx、dxdx、sisi、didi、bpbp、spsp、ipip、cscs、ssss、dsds、eses等等1313个寄存器了。个寄存器了。n n本章中的标志寄存器（以下简称为本章中的标志寄存器（以下简称为flagflag）是我）是我们要学习的最后一个寄存器。们要学习的最后一个寄存器。引言n nflag 和其他寄存器不一样，其他寄存器是用来存放数据的，都是整个寄存器具有一个含义。n n而flag寄存器是按位起作用的，也就是说，它的每一位都有专门的含义，记录特定的信息。引言n n8086CPU的flag寄存器的结构：n nflagflag的的1 1、3 3、5 5、1212、1313、1414、1515位在位在8086CPU8086CPU中没有使用，不具有任何含义。而中没有使用，不具有任何含义。而0 0、2 2、4 4、6 6、7 7、8 8、9 9、1010、1111位都具有位都具有特殊的含义。特殊的含义。11.1 ZF标志n nflag的第6位是ZF，零标志位。它记录相关指令执行后，结果为结果为0 0，ZF=1ZF=1结果不为结果不为0 0，ZF=0ZF=0示例示例11.1 ZF标志n n比如：mov ax,1mov ax,1 sub ax,1 sub ax,1 指令执行后，结果为指令执行后，结果为0 0，则，则ZF=1ZF=1。mov ax,2mov ax,2 sub ax,1 sub ax,1 指令执行后，结果为指令执行后，结果为1 1，则，则ZF=0ZF=0。11.1 ZF标志n n注意：在8086CPU的指令集中，有的指令的执行是影响标志寄存器的，比如：add、sub、mul、div、inc、or、and等，它们大都是运算指令（进行逻辑或算术运算）；有的指令的执行对标志寄存器没有影响，比如：mov、push、pop等，它们大都是传送指令。11.2 PF标志n nflag的第2位是PF，奇偶标志位。它记录指令执行后，结果的所有二进制位中1的个数：为偶数，为偶数，PF=1PF=1；为奇数，为奇数，PF=0PF=0。示例示例11.2 PF标志n n示例示例 指令：指令：mov al,1mov al,1 add al,10 add al,10 执行后，结果为执行后，结果为00001011B00001011B，其中有，其中有3 3（奇数）个（奇数）个1 1，则，则PF=0PF=0；指令：指令：mov al,1mov al,1 or al,10 or al,10 执行后，结果为执行后，结果为00000011B00000011B，其中有，其中有2 2（偶数）个（偶数）个1 1，则，则PF=1PF=1；11.3 SF标志n nflagflag的第的第7 7位是位是SFSF，符号标志位。，符号标志位。它记录指令执行后，它记录指令执行后，结果为负，结果为负，SF=1SF=1；结果为正，结果为正，SF=0SF=0。示例示例 mov al,10000001Bmov al,10000001B add al,1 add al,1 结果：结果：(al)=10000010B(al)=10000010B 我们可以将我们可以将addadd指令进行的运算当作无符号数的运算，那指令进行的运算当作无符号数的运算，那么么addadd指令相当于计算指令相当于计算129+1129+1，结果为，结果为130130（10000010B10000010B）；）；也可以将也可以将addadd指令进行的运算当作有符号数的运算，那么指令进行的运算当作有符号数的运算，那么addadd指令相当于计算指令相当于计算-127+1-127+1，结果为，结果为-126126（10000010B10000010B）。）。11.3 SF标志n n比如：mov al,10000001B add al,1 执行后，结果为10000010B，SF=1，表示：如果指令进行的是有符号数运算，那么结果为负；11.3 SF标志n n再比如：mov al,10000001B add al,01111111B 执行后，结果为0，SF=0，表示：如果指令进行的是有符号数运算，那么结果为非负。11.4 CF标志n nflag的第0位是CF，进位标志位。n n一般情况下，在进行无符号数运算的时候，它记录了运算结果的最高有效位向更高位的进位值，或从更高位的借位值。11.4 CF标志n n对于位数为N的无符号数来说，其对应的二进制信息的最高位，即第N-1位，而假想存在的第N位，就是相对于最高有效位的更高位。11.4 CF标志n n当两个数据相加的时候，有可能产生从最高有效位向更高位的进位。n n比如：98H+98H，将产生进位。由于这个进位值在8位数中无法保存，我们在前面的课程中，就只是简单地说这个进位值丢失了。11.4 CF标志n n其实CPU在运算的时候，并不丢弃这个进位值，而是记录在一个特殊的寄存器的某一位上。n n8086CPU 就用flag的CF位来记录这个进位值。11.4 CF标志n n比如，下面的指令：mov al,98Hmov al,98H add al,al ;add al,al ;执行后执行后：(al)=30H(al)=30H，CF=1CF=1，;CF;CF记录了最高有效位向更高位的进位值记录了最高有效位向更高位的进位值 add al,al ;add al,al ;执行后执行后：(al)=30H(al)=30H，CF=1CF=1，;CF;CF记录了最高有效位向更高位的进位值记录了最高有效位向更高位的进位值11.4 CF标志n n而当两个数据做减法的时候，有可能向更而当两个数据做减法的时候，有可能向更高位借位。高位借位。n n比如：比如：97H-98H97H-98H，将产生借位，借位后，将产生借位，借位后，相当于计算相当于计算197H-98H197H-98H。而而flagflag的的CFCF位也可以用来记录这个借位值。位也可以用来记录这个借位值。11.4 CF标志n n比如，下面的指令：mov al,98Hmov al,98H add al,al ;add al,al ;执行后执行后：(al)=30H(al)=30H，CF=1CF=1，;CF;CF记录了最高有效位向更高位的进位值记录了最高有效位向更高位的进位值 add al,al ;add al,al ;执行后执行后：(al)=30H(al)=30H，CF=1CF=1，;CF;CF记录了最高有效位向更高位的进位值记录了最高有效位向更高位的进位值11.5 OF标志n n对于 8 位的有符号数据，机器所能表示的范围就是-128127。对于16 位有符号数，机器所能表示的范围是-3276832767。n n如果运算结果超出了机器所能表达的范围，将产生溢出。n n注意，这里所讲的溢出，只是对有符号数运算而言。11.5 OF标志n n示例指令 mov al,98 add al,99 执行后将产生溢出。因为add al,99 进行的有符号数运算是：(al)=(al)+99=98+99=197 而结果197超出了机器所能表示的8位有符号数的范围：-128127。11.5 OF标志n n示例指令：示例指令：mov al,0F0H;0F0Hmov al,0F0H;0F0H，为有符号数，为有符号数-16-16的补的补码码 add al,88H ;88Hadd al,88H ;88H，为有符号数，为有符号数-120-120的补码的补码 执行后将产生溢出。执行后将产生溢出。因为因为add al,88Hadd al,88H进行的有符号数运算是：进行的有符号数运算是：(al)=(al)+(-120)=(-16)+(-120)=-136(al)=(al)+(-120)=(-16)+(-120)=-136 而结果而结果-136-136超出了机器所能表示的超出了机器所能表示的8 8位有符号位有符号数的范围：数的范围：-128127-128127。11.5 OF标志n n如果在进行有符号数运算时发生溢出，那么运算的结果将不正确。n n就上面的两个例子来说：mov al,98 add al,99 add指令运算的结果是(al)=0C5H，因为进行的是有符号数运算，所以 al中存储的是有符号数，而0C5H是有符号数-59的补码。11.5 OF标志n n如果我们用add 指令进行的是有符号数运算，则98+99=-59n n造成这种情况的原因，就是实际的结果 197，作为一个有符号数，在 8 位寄存器al中存放不下。11.5 OF标志n n同样，对于：同样，对于：mov al,0F0H;0F0Hmov al,0F0H;0F0H，为有符号数，为有符号数-16-16的的补码补码add al,88H ;88Hadd al,88H ;88H，为有符号数，为有符号数-120-120的的补码补码 addadd指令运算的结果是指令运算的结果是(al)=78H(al)=78H，因为进行的是有符号数运算，所以因为进行的是有符号数运算，所以 alal中存中存储的是有符号数，而储的是有符号数，而78H78H表示有符号数表示有符号数120120。11.5 OF标志n n由于在进行有符号数运算时，可能发生溢出而造成结果的错误。则CPU需要对指令执行后是否产生溢出进行记录。n nflag的第11位是OF，溢出标志位。11.5 OF标志n n一般情况下，OF记录了有符号数运算的结果是否发生了溢出。如果发生溢出，如果发生溢出，OF=1OF=1，如果没有，如果没有，OF=0OF=0。11.5 OF标志n n一定要注意CF和OF的区别：CF是对无符号数运算有意义的标志位；OF是对有符号数运算有意义的标志位。11.5 OF标志n n比如：比如：mov al,98mov al,98 add al,99 add al,99 add add指令执行后：指令执行后：CF=0CF=0，OF=1OF=1。n nCPUCPU在执行在执行addadd等指令的时候，就包含了两种等指令的时候，就包含了两种含义：无符号数运算和有符号数运算。含义：无符号数运算和有符号数运算。n n对于无符号数运算，对于无符号数运算，CPUCPU用用CFCF位来记录是否产位来记录是否产生了进位；生了进位；n n对于有符号数运算，对于有符号数运算，CPU CPU 用用 OF OF 位来记录是位来记录是否产生了溢出否产生了溢出11.5 OF标志n n对于无符号数运算，98+99没有进位，CF=0；n n对于有符号数运算，98+99发生溢出，OF=1。11.5 OF标志 mov al,0F0H add al,88H add指令执行后：CF=1，OF=1。对于无符号数运算，对于无符号数运算，0F0H+88H0F0H+88H有进位，有进位，CF=1CF=1；对于有符号数运算，对于有符号数运算，0F0H+88H0F0H+88H发生溢发生溢出，出，OF=1OF=1。11.5 OF标志 mov al,0F0H add al,78H add指令执行后：CF=1，OF=0。对于无符号运算，对于无符号运算，0F0H+78H0F0H+78H有进位，有进位，CF=1CF=1；对于有符号数运算，对于有符号数运算，0F0H+78H0F0H+78H不发生不发生溢出，溢出，OF=0OF=0。11.5 OF标志n nCF 和OF 所表示的进位和溢出，是分别对无符号数和有符号数运算而言的，它们之间没有任何关系。11.6 adc指令n nadc是带进位加法指令，它利用了CF位上记录的进位值。格式：格式：adc adc 操作对象操作对象1,1,操作对象操作对象2 2功能：功能：操作对象操作对象1=1=操作对象操作对象1+1+操作对象操作对象2 2+CF+CF比如：比如：adc ax,bx adc ax,bx 实现的功能是：实现的功能是：(ax)=(ax)+(bx)+CF(ax)=(ax)+(bx)+CF11.6 adc指令n nadc指令示例（一）mov ax,2 mov ax,2 mov bx,1 mov bx,1 sub bx,ax sub bx,ax adc ax,ladc ax,l 执行后，执行后，(ax)=4(ax)=4。adcadc执行时，相当于计算：执行时，相当于计算：(ax)+1+CF=2+1+1=4(ax)+1+CF=2+1+1=4。11.6 adc指令n nadc指令示例（二）mov ax,1 mov ax,1 add ax,ax add ax,ax adc ax,3adc ax,3 执行后，执行后，(ax)=5(ax)=5。adcadc执行时，相当于计算：执行时，相当于计算：(ax)+3+CF=2+3+0=5(ax)+3+CF=2+3+0=5。11.6 adc指令n nadc指令示例（三）mov al,98H mov al,98H add al,aladd al,aladc al,3adc al,3 执行后，执行后，(ax)=34H(ax)=34H。adcadc执行时，相当于计算：执行时，相当于计算：(ax)+3+CF=30H+3+1=34H(ax)+3+CF=30H+3+1=34H。11.6 adc指令n n编程计算 1EF0001000H+2010001EF0H，结果放在ax（高16位），bx（次高16位），cx（低16位）中。分析 11.6 adc指令n n分析：分析：计算分计算分3 3步进行：步进行：（1 1）先将低）先将低1616位相加，完成后，位相加，完成后，CF CF 中记录本次中记录本次相加的进位值；相加的进位值；（2 2）再将次高）再将次高1616位和位和 CFCF（来自低（来自低1616位的进位值）位的进位值）相加，完成后，相加，完成后，CFCF中记录本次相加的进位值；中记录本次相加的进位值；（3 3）最后高）最后高16 16 位和位和CFCF（来自次高（来自次高1616位的进位值）位的进位值）相加，完成后，相加，完成后，CFCF中记录本次相加的进位值。中记录本次相加的进位值。11.6 adc指令n n程序代码 mov ax,001EHmov ax,001EH mov bx,0F000H mov bx,0F000H mov cx,1000H mov cx,1000H add cx,1EF0H add cx,1EF0H adc bx,1000H adc bx,1000H adc ax,0020H adc ax,0020H11.6 adc指令n n编写一个子程序，对两个128位数据进行相加。名称：名称：add128add128功能：两个功能：两个128128位数据进行相加位数据进行相加参数参数11.6 adc指令n n参数：ds:sids:si指向存储第一个数的内存空间，因数指向存储第一个数的内存空间，因数据为据为128128位，所以需要位，所以需要8 8个字单元，由低地个字单元，由低地址单元到高地址单元依次存放址单元到高地址单元依次存放 128128位数据位数据由低到高的各个字。运算结果存储在第一个由低到高的各个字。运算结果存储在第一个数的存储空间中。数的存储空间中。ds:dids:di指向存储第二个数的内存空间指向存储第二个数的内存空间n n程序代码 思考11.6 adc指令n n思考：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 取代？11.7 sbb指令n nsbb是带错位减法指令，它利用了CF位上记录的借位值。格式：格式：sbb sbb 操作对象操作对象1,1,操作对象操作对象2 2功能：功能：操作对象操作对象1=1=操作对象操作对象1 1 操作对象操作对象2 2 CFCF比如：比如：sbb ax,bxsbb ax,bx 实现功能：实现功能：(ax)=(ax)(ax)=(ax)(bx)(bx)CF CF11.7 sbb指令n nsbb指令执行后，将对CF进行设置。n n利用sbb指令我们可以对任意大的数据进行减法运算。11.7 sbb指令n n比如，计算003E100OH00202000H，结果放在ax，bx中，程序如下：mov bx,1000H mov ax,003EH sub bx,2000H sub ax,0020H11.8 cmp指令n ncmp 是比较指令，功能相当于减法指令，只是不保存结果。n ncmp 指令执行后，将对标志寄存器产生影响。其他相关指令通过识别这些被影响的标志寄存器位来得知比较结果。11.8 cmp指令n ncmp指令格式：格式：cmp cmp 操作对象操作对象1,1,操作对象操作对象2 2功能：计算操作对象功能：计算操作对象1 1 操作对象操作对象2 2 但并不但并不保存结果，仅仅根据计算结果对标志寄存保存结果，仅仅根据计算结果对标志寄存器进行设置。器进行设置。11.8 cmp指令n n比如：比如：cmp ax,axcmp ax,ax 做做(ax)(ax)(ax)(ax)的运算，结果为的运算，结果为0 0，但并不在，但并不在axax中保存，仅影响中保存，仅影响flagflag的相关各位。的相关各位。指令执行后：指令执行后：ZF=1ZF=1，PF=1PF=1，SF=0SF=0，CF=0CF=0，OF=0OF=0。11.8 cmp指令n n下面的指令：下面的指令：mov ax,8mov ax,8 mov bx,3 mov bx,3 cmp ax,bx cmp ax,bx 执行后执行后：(ax)=8(ax)=8，ZF=0ZF=0，PF=1PF=1，SF=0SF=0，CF=0CF=0，OF=0OF=0。11.8 cmp指令n n其实，我们通过其实，我们通过cmp cmp 指令执行后，相关指令执行后，相关标志位的值就可以看出比较的结果。标志位的值就可以看出比较的结果。n ncmp ax,bxcmp ax,bx11.8 cmp指令n n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。11.8 cmp指令n n指令 cmp ax,bx 的逻辑含意是比较ax和bx中的值，如果执行后：11.8 cmp指令n n同 add、sub 指令一样，CPU 在执行cmp指令的时候，也包含两种含义：进行无符号数运算和进行有符号数运算。n n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。11.8 cmp指令n n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。n n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。11.8 cmp指令n n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。11.8 cmp指令n n（1）如果SF=1，而OF=0 OF=0 OF=0，说明没有溢出，逻辑上真正结，说明没有溢出，逻辑上真正结果的正负果的正负=实际结果的正负；实际结果的正负；因因SF=1SF=1，实际结果为负，所以逻辑上，实际结果为负，所以逻辑上真正的结果为负，所以真正的结果为负，所以(ah)(bh)(ah)(bh)(ah)(bh)。11.8 cmp指令n n（3）如果SF=0，而OF=1 OF=1 OF=1，说明有溢出，逻辑上真正结果，说明有溢出，逻辑上真正结果的正负的正负实际结果的正负；实际结果的正负；因因SF=0SF=0，实际结果非负，而，实际结果非负，而OF=1OF=1说说明有溢出，则结果非明有溢出，则结果非 0 0，所以，实际结，所以，实际结果为正。实际结果为正，而又有溢出，果为正。实际结果为正，而又有溢出，这说明是由于溢出导致了实际结果非负，这说明是由于溢出导致了实际结果非负，简单分析一下，就可以看出，如果因为简单分析一下，就可以看出，如果因为溢出导致了实际结果为正，那么逻辑上溢出导致了实际结果为正，那么逻辑上真正的结果必然为负。这样，真正的结果必然为负。这样，SF=0SF=0，OF=1 OF=1，说明了，说明了(ah)(bh)(ah)NKN，则将，则将，则将，则将KK后移一个字，后移一个字，后移一个字，后移一个字，然后继续查找；如果然后继续查找；如果然后继续查找；如果然后继续查找；如果KNKN，则把，则把，则把，则把NN插在插在插在插在K K 之前，之前，之前，之前，结束。结束。结束。结束。将正数N插入一个已整序的字数组的正确位置n n数据段定义DATA SEGMENTARRAY_HEADARRAY_HEADDW 1,2,3,4,5,6,8,9DW 1,2,3,4,5,6,8,9ARRAY_ENDARRAY_ENDDW 10DW 10N NDW 7DW 7DATA ENDS将正数N插入一个已整序的字数组的正确位置MOV AX,NMOV AX,NMOV SI,0MOV SI,0COMPARE:COMPARE:CMP ARRAY_ENDSI,AXCMP ARRAY_ENDSI,AXJLE INSERTJLE INSERTMOV BX,ARRAY_ENDSIMOV BX,ARRAY_ENDSIMOV ARRAY_ENDSI+2,BXMOV ARRAY_ENDSI+2,BXSUB SI,2SUB SI,2JMP SHORT COMPAREJMP SHORT COMPAREINSERT:INSERT:MOV ARRAY_ENDSI+2,AXMOV ARRAY_ENDSI+2,AX将正数N插入一个已整序的字数组的正确位置n n本程序的问题在于本程序的问题在于:在数组的第一个数位置插入在数组的第一个数位置插入在数组的第一个数位置插入在数组的第一个数位置插入NN时会有偏差时会有偏差时会有偏差时会有偏差n n问题的解决问题的解决:在数组之前的那个字单元存放一个负数在数组之前的那个字单元存放一个负数在数组之前的那个字单元存放一个负数在数组之前的那个字单元存放一个负数,这样可这样可这样可这样可用用用用KNKN做循环结束条件做循环结束条件做循环结束条件做循环结束条件将正数N插入一个已整序的字数组的正确位置n n修改后的数据段定义DATA SEGMENTX XDW-1DW-1ARRAY_HEADARRAY_HEADDW 1,2,3,4,6,8,9DW 1,2,3,4,6,8,9ARRAY_ENDARRAY_ENDDW 10DW 10N NDW 7DW 7DATA ENDS将数组的数按降序排列n n典型的双重循环例子典型的双重循环例子典型的双重循环例子典型的双重循环例子n n假设假设假设假设1010个数的数组。个数的数组。个数的数组。个数的数组。第第第第1 1遍比较：从第一个数开始依次对相邻的两个数进行遍比较：从第一个数开始依次对相邻的两个数进行遍比较：从第一个数开始依次对相邻的两个数进行遍比较：从第一个数开始依次对相邻的两个数进行比较，如果次序不对则交换位置，总共比较比较，如果次序不对则交换位置，总共比较比较，如果次序不对则交换位置，总共比较比较，如果次序不对则交换位置，总共比较9 9次，比较次，比较次，比较次，比较完后最小的数一定在最后完后最小的数一定在最后完后最小的数一定在最后完后最小的数一定在最后 第第第第2 2遍比较：这时只要比较遍比较：这时只要比较遍比较：这时只要比较遍比较：这时只要比较8 8次，比较的方法跟第一遍次，比较的方法跟第一遍次，比较的方法跟第一遍次，比较的方法跟第一遍一样，比较完后一样，比较完后一样，比较完后一样，比较完后9 9数中的最小数放在最后数中的最小数放在最后数中的最小数放在最后数中的最小数放在最后 第第第第3 3遍比较：比较遍比较：比较遍比较：比较遍比较：比较7 7次，把次，把次，把次，把8 8个数中最小数放在最后个数中最小数放在最后个数中最小数放在最后个数中最小数放在最后 第第第第9 9比较：比较比较：比较比较：比较比较：比较1 1次，把次，把次，把次，把2 2个数中最小数放在最后个数中最小数放在最后个数中最小数放在最后个数中最小数放在最后将数组的数按降序排列Mov cx,nMov cx,n;n;n个数个数个数个数Dec cxDec cxloop1:mov di,cxloop1:mov di,cx;保存外层循环次数保存外层循环次数保存外层循环次数保存外层循环次数Mov bx,0Mov bx,0;类似数组的下标类似数组的下标类似数组的下标类似数组的下标Loop2:mov ax,abxLoop2:mov ax,abxCmp ax,abx+2Cmp ax,abx+2;相邻的两个数进行比较相邻的两个数进行比较相邻的两个数进行比较相邻的两个数进行比较Jge contJge cont;若前大后小，次序正确，不交换若前大后小，次序正确，不交换若前大后小，次序正确，不交换若前大后小，次序正确，不交换Xchg ax,abx+2Xchg ax,abx+2;若前小后大，两数交换若前小后大，两数交换若前小后大，两数交换若前小后大，两数交换Mov abx,axMov abx,axCont:add bx,2Cont:add bx,2Loop loop2Loop loop2Mov cx,diMov cx,di;恢复外层循环次数恢复外层循环次数恢复外层循环次数恢复外层循环次数Loop loop1Loop loop1将数组的数按降序排列数据段定义数据段定义数据段定义数据段定义DATA SEGMENTDATA SEGMENTA DW 2,4,7,3,8,6,9,1,5,0A DW 2,4,7,3,8,6,9,1,5,0DATA ENDSDATA ENDS