汇编：标志寄存器、adc带进位加法指令、sbb带借位减法指令、cmp指令、DF标志和串传送指令

一、8086 标志寄存器的位分布可简化为下图：

15 14 13 12 11 10  9  8  7  6  5  4  3  2  1  0
── ── ── ── ── DF IF TF SF ZF ── AF ── PF ── CF
（保留位）       控制标志  状态标志

二、标志寄存器分类

按功能分为状态标志（反映运算结果）、控制标志（控制 CPU 行为）、系统标志（特权级 / 系统相关），其中状态标志的别名是汇编调试 / 编程中最常用的，先汇总核心对应关系：

标志位类型标准名称（缩写）位位置常用状态别名（1/0）核心含义
状态标志进位标志（CF）0CY（1）/ NC（0）无符号数运算进位（加法）/ 借位（减法）
状态标志奇偶标志（PF）2PE（1）/ PO（0）运算结果低 8 位 1 的个数：偶数（PE）/ 奇数（PO）
状态标志辅助进位（AF）4AC（1）/ NA（0）低 4 位（半字节）进位 / 借位（BCD 码运算专用）
状态标志零标志（ZF）6ZR（1）/ NZ（0）运算结果：0（ZR）/ 非 0（NZ）
状态标志符号标志（SF）7NG（1）/ PL（0）有符号数结果：负（NG，最高位 1）/ 正 / 0（PL，最高位 0）
状态标志溢出标志（OF）11OV（1）/ NV（0）有符号数运算：溢出（OV）/ 无溢出（NV）
控制标志陷阱标志（TF）8TR（1）/ NT（0）单步调试（TR）/ 正常执行（NT）
控制标志中断允许（IF）9EI（1）/ DI（0）允许可屏蔽中断（EI）/ 屏蔽中断（DI）
控制标志方向标志（DF）10DN（1）/ UP（0）字符串操作：反向（DN）/ 正向（UP）

三、标志寄存器的访问方法

pushf：将标志寄存器的值压栈

popf：从栈中弹出数据，送入标志寄存器中

四、介绍各个主要的标志寄存器

4.1 ZF -零标志（Zero Flag）

1. 核心规则

当 CPU 执行算术运算（如 SUB、ADD）或逻辑运算（如 AND、XOR）后：

  • 若运算结果 等于 0 → ZF = 1
  • 若运算结果 不等于 0 → ZF = 0

注意：

  1. 运算结果是否为 0，是判断 ZF 的唯一标准，与运算类型无关。
  2. 数据传输类指令（如 MOV）不会修改 ZF，只有会改变运算结果的指令才会更新标志位。

4.2 PF-奇偶标志（Parity Flag）

1. 核心定义

当 CPU 执行算术运算、逻辑运算等指令后，会根据结果的低 8 位中二进制位为1的数量，设置 PF 的值：

  • PF = 1：结果低 8 位中 1 的个数为 偶数（0、2、4、6、8...）
  • PF = 0：结果低 8 位中 1 的个数为 奇数（1、3、5、7...）

注意：PF 仅关注结果的低 8 位，即使运算结果是 32 位或 64 位，高位部分不影响 PF 的取值。

2. 工作原理示例

示例 1：逻辑运算（AND）

; 假设 AL = 0x03 (二进制 0000 0011)
AND AL, 0x05  ; 0000 0011 & 0000 0101 = 0000 0001 (结果 0x01)

运算结果低 8 位：0000 0001 → 其中1的个数 = 1（奇数）→ PF = 0

示例 2：算术运算（ADD）

; 假设 AL = 0x02 (二进制 0000 0010)
ADD AL, 0x04  ; 0000 0010 + 0000 0100 = 0000 0110 (结果 0x06)

运算结果低 8 位：0000 0110 → 其中1的个数 = 2（偶数）→ PF = 1

4.3 SF-符号标志（Sign Flag）

SF（Sign Flag，符号标志位）是 CPU 标志寄存器中的状态标志位，核心作用是反映算术 / 逻辑运算结果的符号属性，其值与运算结果的最高位完全一致，在有符号数运算中用于判断结果正负。

1.核心工作原理

  1. 取值规则：SF 的值直接等于运算结果的最高有效位（MSB）。在有符号数的二进制补码表示中，最高位为 1 表示负数，为 0 表示正数或零。
    • 若运算结果为负，SF=1；
    • 若运算结果为非负（正数或零），SF=0。

2.实际应用示例

以 x86 汇编的CMP指令（比较两个数，本质是执行减法运算）为例，SF 会配合其他标志位（如 OF 溢出标志）实现有符号数的条件跳转：

mov eax, 5    ; EAX = 5（00000101B）
mov ebx, 10   ; EBX = 10（00001010B）
cmp eax, ebx  ; 执行EAX - EBX = -5（11111011B），SF=1（最高位为1）
js  negative  ; 若SF=1，跳转到negative标签处

上述代码中，cmp指令的结果为负，SF 被置 1，js（Jump if Sign）指令会检测到 SF=1 并执行跳转。

4.4 CF-进位标志（Carry Flag）

进位标志（CF） 是 CPU 状态寄存器（FLAGS/EFLAGS 寄存器）中的一个 1 位标志位，用于反映无符号数运算中最高位是否产生进位或借位，是底层汇编和计算机组成原理中处理数值溢出的核心标志之一。

1.核心作用

CF 的核心功能是标记 无符号数算术运算 的进位 / 借位状态，与用于有符号数溢出的溢出标志（OF） 是两个独立的概念，二者不可混淆。

  • 加法运算（ADD/ADC）：当两个无符号数相加，最高有效位（MSB） 产生向更高位的进位时，CF = 1；否则CF = 0。
  • 减法运算（SUB/SBB）：当两个无符号数相减，被减数小于减数 导致需要向更高位借位时，CF = 1；否则CF = 0。

2.原理与示例（以 8 位无符号数为例）

8 位无符号数的取值范围是 0 ~ 255（二进制 0000 0000 ~ 1111 1111）。

2.1. 加法进位场景

计算 250 + 10：

  • 二进制表示：1111 1010 + 0000 1010 = 1 0000 0100
  • 运算结果：8 位寄存器只能存储低 8 位 0000 0100（对应十进制 4），最高位产生 1 个进位。
  • 标志状态：CF = 1，表示无符号数加法溢出。
2.2. 减法借位场景

计算 5 - 10：

  • 无符号数减法本质是被减数 + 减数的补码：0000 0101 + 1111 0110 = 1111 1011（对应十进制 251）
  • 运算逻辑：因为 5 < 10，需要向更高位借位才能完成减法，借位发生时 CF 置 1。
  • 标志状态：CF = 1，表示无符号数减法不够减。
2.3. 无进位 / 借位场景

计算 100 + 50 = 150：

  • 二进制：0110 0100 + 0011 0010 = 1001 0110
  • 最高位无进位，CF = 0。

4.5 OF-溢出标志（Overflow Flag）

溢出标志（OF）是 CPU 状态寄存器（FLAGS/EFLAGS/RFLAGS）中的一个核心标志位，用于检测有符号数算术运算的溢出，仅对有符号数运算有效；无符号数的溢出由进位标志（CF）检测，二者需严格区分。

1.核心定义

当有符号数的算术运算结果超出了该数据类型能表示的范围时，OF 置 1（溢出）；否则置 0（无溢出）。

  • 例如：8 位有符号数的取值范围是 [-128, +127]，若运算结果超出此范围，OF=1；
  • 16 位有符号数范围：[-32768, +32767]，32 位：[-2^31, 2^31-1]，以此类推。

4.6 DF-方向标志（Direction Flag）

DF（Direction Flag）是FLAGS 寄存器中的第 10 位，用于控制串操作指令（如串传送、串比较等）中地址指针（SI/DI）的变化方向，是串操作的核心控制位。

1. DF 的取值与作用

DF 值地址变化方向说明
0（默认 / 清除）递增（↑）串操作时，SI/DI 自动 + 1（字节操作）或 + 2（字操作），向高地址处理
1（置位）递减（↓）串操作时，SI/DI 自动 - 1（字节操作）或 - 2（字操作），向低地址处理

2. 控制 DF 的指令

  • CLD（Clear Direction Flag）：将 DF 置 0（地址递增），最常用。
  • STD（Set Direction Flag）：将 DF 置 1（地址递减）。

注：x86 汇编中，串操作默认使用 SI（源变址寄存器）指向源串，DI（目的变址寄存器）指向目的串（段默认：源串在 DS 段，目的串在 ES 段）。

3.串传送指令（MOVS）

MOVS（Move String）是专门用于批量传送内存数据的串操作指令，自动根据 DF 调整地址指针，配合重复前缀可实现连续数据块传送，效率远高于普通 MOV 指令。

 指令格式（3 种等价形式）
格式操作类型功能说明
MOVSB字节传送ES:[DI] ← DS:[SI]，然后 SI/DI ±1（由 DF 决定）
MOVSW字传送（16 位）ES:[DI] ← DS:[SI]，然后 SI/DI ±2（由 DF 决定）
MOVSD双字传送（32 位）ES:[DI] ← DS:[SI]，然后 SI/DI ±4（由 DF 决定）

注：MOVS 指令本身不指定操作数（操作数由 SI/DI 隐含），也可写显式格式（如MOVS ES:BYTE PTR [DI], DS:[SI]），但通常用 MOVSB/MOVSW/MOVSD 更简洁。

ES:[DI] ← DS:[SI] 核心含义

这是串操作指令（如 MOVSB/MOVSW/MOVSD）的核心数据传输逻辑，表示：

将「数据段（DS）中以源变址寄存器（SI）为偏移地址」的内存单元数据，赋值给「附加段（ES）中以目的变址寄存器（DI）为偏移地址」的内存单元。

拆解成更易理解的形式：

部分含义
DS:[SI]源操作数：DS 是段寄存器（默认源串段），SI 是偏移地址，合起来指向源内存单元
ES:[DI]目的操作数：ES 是附加段寄存器（目的串固定段），DI 是偏移地址，指向目的内存单元
←数据流向：源单元的数据被复制到目的单元（源数据保留，目的数据被覆盖）
assume cs:code  ; 声明cs寄存器关联code段（仅编译提示，无执行逻辑）
data segment    ; 数据段开始
    db 'Welcome to masm!'  ; 偏移0: 16字节字符串（"Welcome to masm!" 恰好16个字符）
    db 16 dup(0)           ; 偏移16: 预留16字节空间，初始化为0
data ends       ; 数据段结束

code segment    ; 代码段开始
start:          ; 程序入口标签
    ; 初始化段寄存器和指针
    mov ax,data  
    mov ds,ax    ; ds = 数据段段基址（8086不支持直接mov ds, 立即数，需通过ax中转）
    mov si,0     ; ds:si 指向源地址（偏移0）
    mov es,ax    ; es = 数据段段基址（movsb使用es:di作为目的地址）
    mov di,16    ; es:di 指向目的地址（偏移16）
    cld          ; 清除方向标志DF=0 → movsb执行后si/di自动+1（正向传送）
    
    ; 循环执行字节串传送
    mov cx,16    ; 循环次数=16（字符串长度）
s:  movsb        ; 核心指令：将ds:si的1字节传送到es:di，然后si+1、di+1（因DF=0）
    loop s       ; cx-1，若cx≠0则跳回s标签
    
    ; 程序退出（DOS中断）
    mov ax,4c00H ; 4cH号功能：程序退出，00H为返回码
    int 21H      ; 调用DOS中断，结束程序
code ends       ; 代码段结束
end start       ; 汇编结束，指定程序入口为start标签
关键知识点说明
指令 / 标志作用
cld方向标志 DF=0 → movsb/movsw 执行后 si/di 自增
std方向标志 DF=1 → movsb/movsw 执行后 si/di 自减
movsb字节串传送：es:[di] = ds:[si]，然后 si±1、di±1（由 DF 决定）
loop scx -= 1，若 cx ≠ 0 则跳转到标签s
int 21HDOS 中断：ah=4cH 时程序退出，al 为返回码（此处ax=4c00H即ah=4cH, al=00H）

rep指令

1.REP 指令的核心定义

REP（Repeat）是 x86 汇编中串操作的重复前缀指令，本身不执行数据操作，仅控制后续串指令（如 MOVS、STOS、LODS 等）的重复执行次数，直到计数寄存器（CX/ECX/RCX）的值减为 0。

关键属性：

  • 前缀特性：必须紧跟在串指令前（如REP MOVSB），不能单独执行；
  • 计数依赖：重复次数由 CX（16 位）、ECX（32 位）、RCX（64 位）决定，每执行一次串指令，计数寄存器自动减 1；
  • 终止条件：当计数寄存器 = 0 时，立即停止重复，CPU 转而执行后续指令；
  • 无标志影响：执行 REP 不会修改 FLAGS 寄存器（DF、ZF 等由串指令本身决定）。

2.REP 的执行流程（底层逻辑）

以REP MOVSB为例，CPU 执行步骤如下：

  1. 检查计数：判断 CX/ECX/RCX 是否为 0，若为 0 则跳过串指令，直接执行后续代码；
  2. 执行串指令：执行一次紧跟的串指令（如 MOVSB、STOSB 等）；
  3. 计数递减：计数寄存器（CX/ECX/RCX）减 1（无借位，不影响 FLAGS）；
  4. 循环判断：回到步骤 1，重复上述过程。

简化逻辑：while (CX != 0) { 执行串指令; CX--; }

总结：rep movsb等价于s:movsb   loops

           rep movsw等价于s:movsw  loops

;用串传送指令，将F000H段中的最后16个字符复制到data段中。
assume cs:code,ds:data

data segment
		db 16 dup(0)
data ends

code segment
		start:
			mov ax,data
			mov ds,ax
			mov si,0ffffH
			mov ax,data
			mov es,ax
			mov di,15
			mov cx,16
			std
			rep movsb
			
			mov ax,4c00H
			int 21H
code ends
end start

关键知识点总结

  1. 8086 寻址规则：物理地址 = 段寄存器 × 16 + 偏移量；
  2. 方向标志 DF：
    • std：DF=1，rep movsb 时 si/di 自动减 1（逆序复制）；
    • cld：DF=0，rep movsb 时 si/di 自动加 1（顺序复制）；
  3. rep movsb：
    • 功能：复制 ds:si 指向的字节到 es:di；
    • 循环：cx--，直到 cx=0 停止；

adc-带进位加法指令

ADC（Add with Carry，带进位加法）是汇编语言中的核心算术指令，在基础加法（ADD）的基础上，额外加上标志寄存器中的进位标志（CF，Carry Flag），主要用于多字节 / 多字长数据的加法运算（比如 32 位、64 位甚至更长位数的数值相加）。

一、核心功能

指令格式：ADC 目的操作数, 源操作数

运算逻辑：目的操作数 = 目的操作数 + 源操作数 + CF

  • CF（进位标志）：由上一次算术运算（如 ADD、ADC、SUB 等）产生，若运算结果超出操作数位数（如 8 位加法结果 > 255），CF=1，否则 CF=0。
  • 支持的操作数类型：寄存器、内存、立即数（需符合汇编器语法规则），且操作数位数需一致（8 位 / 16 位 / 32 位 / 64 位）。

sbb-带借位减法指令

sbb（Subtract with Borrow，带借位减法）是汇编语言中的算术运算指令，核心功能是将源操作数从目的操作数中减去，同时减去标志寄存器中的借位标志（CF，Carry Flag），最终结果存入目的操作数。

一、指令格式

通用格式：sbb 目的操作数, 源操作数

本质计算逻辑：目的操作数 = 目的操作数 - 源操作数 - CF

二、代码示例

mov al, 5   ; AL = 5
mov bl, 3   ; BL = 3
sub al, bl  ; AL = 5-3=2，CF=0（无借位）

mov cl, 1   ; CL = 1
sbb al, cl  ; AL = 2 - 1 - 0 = 1，CF=0

; 若修改初始值，制造借位：
mov al, 2
mov bl, 3
sub al, bl  ; AL = 2-3 = 0xFF（补码），CF=1（有借位）
mov cl, 1
sbb al, cl  ; AL = 0xFF - 1 - 1 = 0xFD，CF=1

cmp指令

CMP（Compare，比较）是汇编语言中核心的算术运算指令之一，用于比较两个操作数的大小 / 相等性，其核心逻辑是：用第一个操作数减去第二个操作数，但不保存减法结果，仅根据减法结果修改处理器的标志寄存器（FLAGS）（如零标志 ZF、符号标志 SF、进位标志 CF、溢出标志 OF 等），后续通过条件跳转指令（如 JE、JNE、JG、JL 等）根据标志位判断比较结果。

1. 基本格式

CMP 目的操作数, 源操作数  ; 等价于：目的操作数 - 源操作数（结果不保存，仅更新标志位）

2. 操作数组合（8086 支持的合法形式）

目的操作数源操作数示例说明
寄存器寄存器CMP AX, BX16 位寄存器比较
寄存器内存CMP CL, [0010H]8 位寄存器 vs 内存字节
内存寄存器CMP [SI], DX16 位内存 vs 16 位寄存器
寄存器立即数CMP BX, 1000H16 位寄存器 vs 立即数
内存立即数CMP [DI+2], 05H8 位内存 vs 8 位立即数

⚠️ 注意：

  • 不支持「内存 vs 内存」直接比较（需先将一个内存值加载到寄存器）；
  • 操作数位数必须一致（8 位 / 16 位匹配，如 CMP AL, BX 非法）；
  • 段寄存器（CS/DS/ES/SS）不能作为 CMP 的操作数。

3.对标志寄存器的影响

CMP 执行 OP1 - OP2 后，会修改以下关键标志位（FLAGS 寄存器），这是判断比较结果的核心：

标志位全称含义
ZFZero Flag零标志：结果为 0 时置 1（OP1 = OP2），否则置 0
SFSign Flag符号标志：结果最高位为 1 时置 1（结果为负，即 OP1 < OP2），否则置 0
OFOverflow Flag溢出标志：有符号数运算溢出时置 1，否则置 0
CFCarry Flag进位 / 借位标志：无符号数减法产生借位时置 1（OP1 < OP2），否则置 0
PFParity Flag奇偶标志：结果低 8 位中 1 的个数为偶数时置 1（一般不用于比较判断）

4.无符号数的大小判断（仅看 ZF + CF）

无符号数无正负，仅需关注「借位（CF）」和「相等（ZF）」，规则如下：

大小关系标志位条件通俗解释
OP1 == OP2ZF = 1减法结果为 0，两数相等
OP1 != OP2ZF = 0减法结果非 0，两数不等
OP1 > OP2CF = 0 且 ZF = 0无借位（OP1≥OP2）且不相等 → OP1>OP2
OP1 ≥ OP2CF = 0无借位，无论是否相等 → OP1≥OP2
OP1 < OP2CF = 1减法需借位 → OP1<OP2
OP1 ≤ OP2CF = 1 或 ZF = 1借位（OP1<OP2）或相等 → OP1≤OP2

条件转移指令

1. 基于零标志（ZF）的跳转（判断 “等于 / 不等于”）

指令条件含义适用场景
JEZF=1等于（Jump Equal）两数相等时跳转
JZZF=1为零（Jump Zero）运算结果为 0 时跳转
JNEZF=0不等于（Jump Not Equal）两数不等时跳转
JNZZF=0不为零（Jump Not Zero）运算结果非 0 时跳转

2. 基于无符号数比较的跳转（CF/ZF）

无符号数比较用CMP a, b（等价于a - b，仅更新标志位），跳转指令关注 “大小关系”：

指令条件含义等价关系（CMP a,b）
JBCF=1低于（Jump Below）a < b（无符号）
JNAECF=1不高于等于（Jump Not Above or Equal）同上
JCCF=1有进位（Jump Carry）同上（语义不同）
JNBCF=0不低于（Jump Not Below）a ≥ b（无符号）
JAECF=0高于等于（Jump Above or Equal）同上
JNCCF=0无进位（Jump Not Carry）同上（语义不同）
JACF=0 且 ZF=0高于（Jump Above）a > b（无符号）
JNBECF=0 且 ZF=0不低于等于（Jump Not Below or Equal）同上
JNACF=1 或 ZF=1不高于（Jump Not Above）a ≤ b（无符号）
JBECF=1 或 ZF=1低于等于（Jump Below or Equal）同上

3. 基于有符号数比较的跳转（SF/OF/ZF）

指令条件含义等价关系（CMP a,b）
JLSF≠OF（且 ZF=0）小于（Jump Less）a < b（有符号）
JNGESF≠OF（且 ZF=0）不大于等于同上
JNLSF=OF不小于a ≥ b（有符号）
JGESF=OF大于等于同上
JGSF=OF 且 ZF=0大于（Jump Greater）a > b（有符号）
JNLESF=OF 且 ZF=0不小于等于同上
JNGSF≠OF 或 ZF=1不大于a ≤ b（有符号）
JLESF≠OF 或 ZF=1小于等于同上

4. 其他常用条件跳转

指令条件含义用途
JCCF=1有进位无符号数进位判断
JNCCF=0无进位同上
JOOF=1有溢出有符号数溢出判断
JNOOF=0无溢出同上
JSSF=1结果为负符号判断
JNSSF=0结果为正同上

DF标志和串传送指令

posted @ 2025-12-07 21:53  chenlight  阅读(6)  评论(0)    收藏  举报  来源