有符号和无符号的运算

《汇编原理》---王爽

CPU内部有一个16位标志寄存器，但只有个别位有意义：

1）用来存储相关指令的某些执行结果；

2）用来为CPU执行相关指令提供依据；

3）用来控制CPU的相关工作方式；

1.ZF标志位------0标志位

记录相关指令执行之后，其结果是否为0。为0，则ZF=1；不为0，则ZF=0。

2.PF标志位-----奇偶标志位

如果有奇数个1，则PF=0;如果有偶数个1，则PF=1;

3.SF标志位----符号标志位。

这个标志位对我理解有无符号起了至关重要的作用。如果结果为负，则SF=1；如果结果为正，则SF=0。

计算机中通常用补码表示有符号数据。计算机中的一个数据既可以看做有符号数，也可以看做无符号数。

比如00000001B，可以看做无符号数1，也可以看做有符号数+1；

10000001B，可以看做无符号数129，也可以看做有符号数-127；

计算机在执行加减运算的时候，不区分有符号数和无符号数，但是会在标志位上有所体现。CPU在执行add等指令的时候就已经包含了两层含义：1）你看做是无符号数，我就是无符号加法；2）你看做是有符号数，我就是有符号加法。至于你想要哪种运算结果，还需要关注    进位标志位CF  和  溢出标志位。会在后面进行介绍

1）如果进行的是无符号运算，SF标志位无意义；

2）有符号运算。如果SF=1,表示结果为负；如果SF=0,表示结果为正。

4.CF标志位-----进位，仅针对无符号运算，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。

本来是没有办法保存最高位的进位值的，但是他可以把最高位的进位值保存在这里。对于N位数据来讲，最高位是第N-1位，但是现在标志位相当于假想的第N位。

例如：8位数据，98h+98h，产生进位，CF=1。这个进位值在8位数据中无法保存，但CPU并不会丢弃，可以在标志位保存。在后面相关计算时会用到这个标志位。

当两个数据做减法时，有可能向更高位借位。

比如：8位数据，97h-98h，产生借位，相当于计算197H-98h，而CF会标记这个借位值。

5.OF标志位-------溢出，仅针对有符号数的运算。

例如对于8位有符号数据，他的数据范围是-128~127。如果计算98+99应该是197，但是因为数据溢出，导致98+99=-59。（本来如果作为无符号数，它是可以放得下的；但是作为有符号数，它是放不下的。）

因此CPU需要对指令执行之后是否溢出进行记录。如果发生溢出，则OF=1；如果没有发生溢出，则OF=0。

至此为止，有/无符号的运算就直接涉及到3个寄存器了SF（符号位）、CF（进位）、OF（溢出）。

前面讲到add指令在执行的时候有两层含义。然后用各标志位区分。

1）有符号运算。SF记录正负，OF关心溢出，CF无意义。

2）无符号运算。SF无意义，OF无意义，关心CF的溢出。

例如：mov  al，0F0H        ;-16的补码

          add   al，88H          ;-120的补码

指令结束以后al=120，CF=1，OF=1，SF=0  对于无符号数运算，关心CF有进位；对于有符号数运算，关心OF有溢出。现有的结果为120是错误的。

CF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，他们两个没有任何关系。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

相关指令     adc---借位加法；sbb---借位减法；cmp---比较；je....---条件转移指令；DF标志和串传送指令

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1.adc指令

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；

【例如】：adc   ax，bx  实现的功能是：（ax）=（ax）+（bx）+CF；

在执行adc指令的时候加上的CF值含义，是由adc前面的指令决定的。即，如果CF的值是被sub指令设置的，那么他就是借位值；如果是被add指令设置的，那么它的含义就是进位值。

adc指令和add指令相配合就可以对更大的数据进行计算。

【例如】1EF000H+201000H。结果放在ax（高16位）和bx（低16位）中。

因为数据大于16位，无法用add计算；因此我们可以分两步走，首先将低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，F000H

                add    bx，1000H

                adc    ax，0020H

这样就可以对任意大的的数据进行加法运算。

2.sbb指令

sbb是带借位减法指令，它利用了CF位上的借位值

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；

3.cmp指令

cmp是比较指令，指令结束后对标志寄存器产生影响。

cmp：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。

。

。

。

。

。

后面的详见《汇编原理》P223--王爽