计算机组成原理与汇编语言程序设计第4章5资料

2．算术运算类指令算术运算类指令包括加、减、乘、除4种指令。这类指令可以对字节、字或双字数据进行运算，参加运算的数可以是无符号数或带符号数。由于80x86提供十进制数运算校正指令，因此参加运算的数也可以是BCD码表示的十进制数。这类指令中既有双操作数指令，也有单操作数指令。如前所述，双操作数指令的两个操作数不能同时为存储器操作数，且只有源操作数可为立即数。单操作数指令不允许使用立即数寻址方式。（1）加法运算指令ADD（ADD）加法ADC（ADDwithCarry）带进位加法INC（INCrement）加1①ADD加法指令指令格式：ADDDEST，SRC指令功能：DEST（SRC）+（DEST），即源操作数与目的操作数相加，其和送入目的地址中。并根据相加结果设置FLAGS的OF、SF、ZF、AF、PF和CF标志位。该指令执行后，源操作数保持不变。【例4-29】加法指令的常用格式有：ADDBX，SIADDDA_WORD，0F8CHADDDL，TAB[BX]下面以指令“ADDDL，0A4H”为例，给出该指令的相加及标志位设置过程。设DL的内容为0E5H：结果不为零，则ZF0；结果无溢出，则OF0；结果中有奇数个1，则PF0。需要指出，溢出位OF表示带符号数的溢出，它是根据数的符号及其变化来设置的。而CF位可以表示无符号数的溢出。执行下面两条指令后，标志寄存器中CF、AF、ZF、SF和OF、PF分别是什么状态？MOVAL，91ADDAL，0BAH在实模式下，假设（DS）=1234H，（SI）=124H，（12464H）=30ABH，（12484H）=464H，有以下程序段：LEASI，[SI]MOVAX，[SI]MOV[SI+22H]，1200HLDSSI，[SI+20H]ADDAX，[SI]上述程序段执行后，（DS）=？（SI）=？（AX）=？②ADC带进位加法指令指令格式：ADCDEST，SRC指令功能：DEST（SRC）+（DEST）+CF，即在完成两个操作数相加的同时，将标志位CF的值加上，求出的和数送入目的地址中；并根据相加的结果设置标志位OF、SF、ZF、AF、PF和CF。【例4-30】在8086/80286中实现两个双精度数的加法。有一个32位无符号数存放在DX（高16位）、AX（低16位）中，若要加上常数76F1A23H，则用以下指令来实现：ADDAX，1A23HADCDX，76FH其中第一条指令完成把16位常数加在AX中，若产生进位，则记录在CF中。由ADC指令在完成高16位相加的同时，将低16位的进位也加上。③INC加1指令指令格式：INCDEST指令功能：DEST（DEST）+1，即目的操作数加1后送回目的地址中，并根据执行结果设置标志位OF、SF、ZF、AF和PF，但不影响CF。INC指令只有一个操作数，操作数可以是字节、字或双字，且被当作无符号数。（2）减法运算指令SUB（SUBtract）减法。SBB（SuBtractwithBorrow）带借位减法。DEC（DECrement）减1。NEG（NEGate）求补。CMP（CoMPare）比较。①SUB减法指令指令格式：SUBDEST，SRC指令功能：DEST（DEST）（SRC），即完成从目的操作数中减去源操作数，其差值送入目的地址中；并按相减结果设置标志位OF、SF、ZF、AF、PF和CF。【例4-32】SUB指令的常用格式如下：SUBAL，3FHSUBBX，AX下面以指令“SUBAL，DAB”为例，给出该指令的相减及设置标志位过程。设AL内容为B7H，DAB字节单元内容为A8H：结果不为零，则ZF0；结果无溢出，则OF0；结果中有偶数个1，则PF1。②SBB带借位减法指令指令格式：SBBDEST，SRC指令功能：DEST（DEST）（SRC）CF，即在完成两个操作数相减的同时，还要减去借位位CF，相减结果送入目的地址中；并设置标志位OF、SF、ZF、AF、PF和CF。③DEC减1指令指令格式：DECDEST指令功能：DEST（DEST）1，即目的操作数减1后送回目的地址中；并根据执行结果设置标志位OF、SF、ZF、AF和PF，但不影响CF。④NEG求补指令指令格式：NEGDEST指令功能：DEST0（DEST），即用零减去目的操作数，相减结果送回目的地址中；并按结果设置标志位OF、SF、ZF、AF、PF和CF。NEG指令属单操作数指令，操作数可以是字节、字或双字，且被当作补码表示的带符号数。如果字节操作数是128、字操作数是32768，在执行NEG指令后，操作数不变，但溢出标志OF置1。这是由于+128或+32768超出了8位或16位带符号数的表示范围，即产生了溢出。如操作数为零，求负的结果仍为零，则标志位CF置0；否则CF置1。NEGALNEGBL以上指令执行后，AL中为负数25H的补码：（AL）DBH11011011B。BL中则为正数：（BL）58H01011000B。【例4-34】设AL中存放一正数：（AL）25H00100101B。BL中存放负数58H的补码：（BL）A8H10101000B。可用以下指令获得AL、BL中数的负数：假设（AX）=0FFFFH，有以下程序段：INCAXNEGAXDECAXNEGAX上述程序段执行后，（AX）=？⑤CMP比较指令指令格式：CMPDEST，SRC指令功能：（DEST）（SRC），两个操作数相减后，仅按相减结果设置标志位OF、SF、ZF、AF、PF和CF，而不保留两数相减的差。CMP指令与SUB指令的不同之处是，运算结果不送回目的地址中。因此CMP指令执行后，两个操作数都不变，只影响状态标志位。CMP指令后往往跟着一个条件转移指令，根据比较结果产生不同的程序分支。例如：CMPAL，BLJZEQLCMP指令可利用所设标志位的状态来反映两个操作数的大小。CMP指令执行后，若ZF1，表示（DEST）（SRC）。对于无符号数，若CF0，表示（DEST）≥（SRC）；若CF1，则（DEST）＜（SRC）。（3）乘法运算指令MUL（unsignedMULtiple）无符号数乘法。IMUL（sIgnedMULtiple）带符号数乘法。①MUL无符号数乘法指令指令格式：MULSRC指令功能：字节操作数AX（AL）*（SRC）字操作数DX：AX（AX）*（SRC）其中（SRC）是乘法运算的一个操作数，它只能在通用寄存器或存储单元中（不能是立即数），而另一个操作数隐含在AL（字节乘）、AX（字乘）或EAX（双字乘）寄存器中。MUL指令只影响标志寄存器中CF、OF标志位。MUL指令执行后，如果乘积的高一半为0，即AH（字节乘）、DX（字乘法）或EAX（双字乘）全为0，则CF0和OF0；否则CF1，OF1（表示AH、DX或EDX中有乘积的有效数字）。②IMUL带符号数乘法指令指令格式：IMULSRC指令功能：与MUL相同，但操作数和乘积必须是带符号数且用补码表示，而MUL的操作数和乘积均是无符号数。执行IMUL指令后，如果乘积的高一半是低一半的符号扩展，则CF和OF均为0；否则均为1。【例4-35】设（AL）0B4H76D，（BL）11H17D；执行指令“IMULBL”后：乘积为（AX）0FAF4H1292D，CFOF1。【例4-36】设（AL）0AH10D，（BL）11H17D；执行指令“MULBL“后：乘积为（AX）00AAH0170D，CFOF0。（4）除法运算指令DIV（unsignedDIVide）无符号数除法。IDIV（sIgnedDIVide）带符号数除法。①DIV无符号数除法指令指令格式：DIVSRC指令功能：将隐含存放在AX（字节除）、DX：AX（字除）或EDX：EAX（双字除）中的被除数除以除数（SRC），除后的商和余数送入隐含指定的寄存器中。字节操作：AL（AX）/（SRC）的商AH（AX）/（SRC）的余数字操作：AX（DX：AX）/（SRC）的商DX（DX：AX）/（SRC）的余数DIV指令中的被除数和除数必须是无符号数，其商和余数也是无符号数。DIV指令对标志寄存器无有效标志结果。但是以下两种情况之一，将产生0型中断（除法出错中断）转入除法出错中断处理。•除数为0，即（SRC）=0。•商溢出，即（AL）中的商＞0FFH，（AX）中的商＞0FFFFH②IDIV带符号数除法指令指令格式：IDIVSRC指令功能：与DIV相同，但操作数、商和余数必须是带符号数且用补码表示，余数的符号与被除数的符号相同。带符号数除法的商中，最大的正数商是+127（7FH）、+32767（7FFFH）或+65535（7FFFFFFFH），最小的负数商是127（81H）、32767（8001H）或65535（80000001H）。同DIV指令一样，当除数（SRC）0或商超出上述的最大值或最小值时，均产生0型中断。由于除法指令的字节操作要求被除数为16位，字操作要求被除数为32位，双字操作要求被除数为64位，因此往往需要用符号扩展的方法取得除法指令所需要的被除数格式。【例4-39】两个8位带符号数分别放在BYTE1、BYTE2字节存储单元中，将BYTE1内容除以BYTE2内容，商放在QUOT字节单元中，可用以下指令实现：MOVAL，BYTE1CBWIDIVBYTE2MOVQUOT，AL假设DAW1和DAW2分别是两个字单元的符号地址，请按下列要求写出指令序列：（1）DAW1和DAW2两个字数据相乘（用MUL）。MOVAX，DAW1MULDAW2（2）DAW1除以23（用DIV）。MOVAX，DAW1MOVBL，23DIVBL3．逻辑类指令这类指令包括逻辑运算指令、位测试指令、位扫描指令和移位指令。（1）逻辑运算指令逻辑运算指令共有5条，其指令格式及功能分别如下：AND逻辑与指令指令格式：ANDDEST，SRC指令功能：DEST（SRC）∧（DEST）OR逻辑或指令指令格式：ORDEST，SRC指令功能：DEST（SRC）∨（DEST）XOR逻辑异或指令指令格式：XORDEST，SRC指令功能：DEST（SRC）（DEST）NOT逻辑非指令指令格式：NOTDEST指令功能：DEST（DEST）TEST测试指令指令格式：TESTDEST，SRC指令功能：（SRC）∧（DEST）上述指令对操作数都是按位进行逻辑运算的，操作数可以是字节、字或双字。NOT指令对标志位无影响，其余4条指令影响的标志位是SF、ZF、PF，置CF、OF为0，AF不确定。TEST指令与AND指令的不同之处是，运算结果不送回目的地址中。因此TEST指令执行后，两个操作数都不变，只影响标志位。这些指令常用于对操作数的某些位进行分离、组合或设置，例如：ANDAL，0F0H；分离出AL中的高4位ORAL，80H；将AL中最高位置1XORAX，AX；将AX内容清零XORAL，01H；将AL中最低位变反【例4-40】可用以下程序段实现将标志寄存器的第8位TF位置1：PUSHFPOPAXORAX，100HPUSHAXPOPF假设（AX）=0FF60H，有以下程序段：STCMOVDX，96XORDH，0FFHSBBAX，DX上述程序段执行后，（AX）=？CF=？（4）移位指令移位指令可按操作数的个数分为单操作数移位指令（8条）和双操作数移位指令（2条）。80386及其后继机型增加的双精度移位指令就是双操作数移位指令。SHL（SHiftlogicalLeft）逻辑左移。SAL（ShiftArithmeticLeft）算术左移。SHR（SHiftlogicalRight）逻辑右移。SAR（ShiftArithmeticRight）算术右移。ROL（ROtateLeft）循环左移。ROR（ROtateRight）循环右移。RCL（RotateLeftthroughCarry）带进位循环左移。RCR（RotateRightthrou