《算术运算指令》PPT课件.ppt

1,3.3.2 算术运算指令,涉及两种类型数据:无符号数和有符号数。对加减法指令，无符号和有符号数可采用同一套指令，但应注意：参加的操作数必须都是无符号数或都是有符号数。需使用不同的标志位(CF,OF)来检查无符号数和有符号数的运算结果是否溢出。这类指令一般都影响标志寄存器FLAGS。,2,表4-2 算术运算类指令表,3,两个8位数相加时有4种情况：,无符号数和有符号数均不溢出二进制相加 无符号数加 有符号数加 0000 1000 8+8+0001 1110+30+(+30)0010 0110 38+38 结果38 CF=0 OF=0,无符号数范围0255 带符号数范围-128127,4,无符号数溢出 无符号数 有符号数 0000 1000 8+8+1111 1101+253+(-3)10000 0101 261+5 结果5 CF=1 OF=0 有符号数溢出 0000 1000 8+8+0111 1101+125+（+125）1000 0101 133+133结果-123 CF=0 OF=1（补码表示）,5,无符号数和有符号数均溢出 无符号数 有符号数 1000 1000 136-120+1111 0111+247+（-9）10111 1111 383-129 结果127 CF=1 OF=1 上面四种情况说明，CF标志可用来表示无符号数的溢出，OF标志可用来表示有符号数的溢出。有符号数的溢出是一种出错状态，在运算过程中应当避免。,6,所有的算术运算指令，都会影响FLAGS标志寄存器的6个状态标志CF/OF/ZF/SF/AF/PF(3个控制标志IF/DF/TF不受影响)。总的讲，有这样一些规则：当无符号数运算产生溢出(即最高位向前有进位 或借位)时，CF=1,否则为0;当有符号数运算产生溢出时，OF=1(即OF=CFCF-1),否则为0;当运算结果为0时，ZF=1,否则为0;当运算结果为负数时，SF=1,否则为0;当运算一半位置有进位或借位时，AF=1,否则为0;当运算结果中有偶数个时，PF=1,否则为0。,7,共有5条:(1)不带进位的加法指令ADD 格式：ADD acc,data ADD mem/reg,data ADD mem/reg1,mem/reg2注：1.源和目的操作数不能同时为存储器操作数 2.不能把段寄存器作为操作数例：ADDAL，30H ADDAX，BX+20H ADDCX，SI ADDDI，200HADD指令对标志位（指6个状态标志）都有影响。,1.加法指令,8,(2)带进位位的加法指令ADC,ADC指令在形式上和功能上都有与ADD类似，只是相加时还要包括进位标志CF的内容。例如：ADC AL，68H;AL(AL)+68H+(CF)ADC AX，CX;AX(AX)+(CX)+(CF)ADC BX，DI;BX(BX)+DI+1DI+(CF),9,例:有两个4字节的无符号数相加：2C 56 F8 AC+30 9E 47 BE=？设被加数、加数分别存放在BUFFER1及BUFFER2开始的两个存储区内，结果放回BUFFER1存储区，如下页图所示。因CPU只能进行8位或16位的加法运算，为此可将加法分4次进行。,ADC指令主要用于多字节加法运算中,10,56H,2CH,BEH,47H,BUFFER1,BUFFER2,ACH,F8H,9EH,30H,被加数,加数,数据段,多字节加法示意图,.,.,11,程序段如下：MOV CX，4;置循环次数 MOV SI，0;置SI初值为零 CLC;清进位标志CFLL：MOV AL，BUFFER2SI ADC BUFFER1SI，AL;带进位加 INC SI;(SI)+1 DEC CX;(CX)-1 JNZ LL;若(CX)0,则转LL思考：若最高位有进位，如何改？,12,ADD/ADC指令对条件标志位(CF/OF/ZF/SF)的影响：,CF位表示无符号数相加的溢出。OF位表示带符号数相加的溢出。,13,格式：INC reg/mem功能：类似于C语言中的+操作：对指定的操作数加1 例：INC AL INC SI INC BYTE PTRBX+4注意：本指令不影响CF标志，但对AF/OF/PF/SF/ZF会产生影响。,3)加1指令INC（单操作数指令）,14,(1)不考虑借位的减法指令SUB 格式：SUB dest,src 操作：dest(dest)-(src)注：1.源和目的操作数不能同时为存储器操作数 2.不能把段寄存器作为操作数指令例子：SUB AL，60H SUB BX+20H，DX SUB AX，CX,2.减法指令,15,SBB指令主要用于多字节的减法。格式：SBB dest,src操作：dest(dest)-(src)-(CF)指令例子：SBB AX，CX SBB WORD PTRSI，2080H SBB SI,DX,(2)考虑借位的减法指令SBB,16,例：x、y、z均为32位数，分别存放在地址为X,X+2；Y,Y+2；Z,Z+2的存储单元中，用指令序列实现wx+y+24-z，结果放在W,W+2单元中。MOV AX,X MOV DX,X+2 ADD AX,Y ADC DX,Y+2;x+y ADD AX,24 ADC DX,0;x+y+24 SUB AX,Z SBB DX,Z+2;x+y+24-z MOV W,AX MOV W+2,DX;结果存入W,W+2单元,17,作用类似于C语言中的”操作符。格式：DEC opr 操作：opr(opr)-1指令例子：DEC CL DEC BYTE PTRDI+2 DEC SI,(3)减1指令DEC,注：该指令与INC一样，它不影响CF标志，但对AF/OF/PF/SF/ZF会产生影响。,18,格式：NEG opr操作：opr 0-(opr)对一个操作数取补码相当于用0减去此操作数，故利用NEG指令可得到负数的绝对值。例：若(AL)=0FCH，则执行 NEG AL后，(AL)=04H，CF=1 本例中，0FCH为-4的补码,执行求补指令后,即得到4(-4的绝对值)。,(4)求补指令NEG,19,SUB/SBB指令对标志位(CF/OF/ZF/SF)的影响：,CF=1表示无符号数减法溢出。OF=1表示带符号数减法溢出。NEG指令对CF/OF的影响：CF：操作数为0时，求补的结果使CF=0，否则CF=1。OF：字节运算对-128求补或字运算对-32768求补时OF=1，否则OF=0。,20,格式：CMP dest,src操作：dest(dest)-(src)（而 SUB dest,src；dest(dest)-(src)）CMP也是执行两个操作数相减,但结果不送目标操作数,其结果只反映在标志位上。指令例子：CMP AL，0AH CMP CX，SI CMP DI，BX+03,(5)比较指令CMP,21,根据标志位来判断比较的结果,1)根据ZF判断两个数是否相等。若ZF=1,则两数相等。2)若ZF=0，则两个数不相等,则分两种情况考虑:比较的是两个无符号数 若CF=0,则destsrc;若CF=1,则destsrc。比较的是两个有符号数 若OFSF=0，则destsrc;若OFSF=1，则destsrc。,22,比较指令在使用时，一般在其后紧跟一条条件转移指令，判断比较结果的转向。举例：比较AL、BL、CL中带符号数的大小，将 最小数放在AL中。程序：CMP AL,BL；AL和BL比较 JNG BBB；若ALBL,则转 XCHG AL,BL；若ALBL,则交换 BBB:CMP AL,CL；AL和CL比较 JNG CCC；若ALCL,则转 XCHG AL,CL；若ALCL,则交换 CCC:HLT,思考:程序的结果?(AL、BL、CL中数据的大小顺序),23,进行乘法时：8位 8位 16位乘积(即 AL mem8/reg8 AX)16位 16位 32位乘积(即 AX mem16/reg16 DX AX)(1)无符号数的乘法指令MUL mem/reg格式：MUL src操作：字节操作数(AX)(AL)(src)字操作数(DX,AX)(AX)(src)指令例子：MUL BL；(AL)(BL),乘积在AX中 MUL CX；(AX)(CX),乘积在DX,AX中 MUL BYTE PTRBX,3.乘法指令,24,格式与MUL指令类似，只是要求两操作数均为有符号数。指令例子：IMUL BL；(AX)(AL)(BL)IMUL WORD PTRSI；(DX,AX)(AX)(SI+1SI),(2)有符号数乘法指令IMUL,注意：MUL/IMUL指令中 AL(AX)为隐含的乘数寄存器；AX(DX,AX)为隐含的乘积寄存器；SRC不能为立即数；除CF和OF外，对其它标志位无定义。,25,MUL/IMUL乘法指令对CF/OF的影响：,例：(AL)=A5H(-5B)，(BL)=11H(1)IMUL BL;(AX)(AL)(BL);A511-5B11=-060B F9F5;(AX)=F9F5H CF=OF=1(2)MUL BL;(AX)(AL)(BL);A511=0AF5;(AX)=0AF5H CF=OF=1,26,4.除法指令,进行除法时：16位/8位 8位商及8位余数 32位/16位 16位商及16位余数对被除数、商及余数存放有如下规定：被除数 商 余数字节除法 AX AL AH 字除法 DX:AX AX DX,27,格式：DIV src操作：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)的余数指令例子：DIV CL DIV WORD PTRBX注：若除数为零或AL中商大于FFH(或AX中商大于FFFFH)，则CPU产生一个类型0的内部中断。,(1)无符号数除法指令DIV,28,(2)有符号数除法指令IDIV,格式：IDIV src 操作与DIV类似。商及余数均为有符号数,且余数符号总是与被除数符号相同。CBW与CWD两指令主要用于被除数扩展注意:对于DIV/IDIV指令 AX(DX,AX)为隐含的被除数寄存器。AL(AX)为隐含的商寄存器。AH(DX)为隐含的余数寄存器。src不能为立即数。对所有FLAGS的状态标志位均无定义。,29,运算要求被除数字长是除数字长的两倍,若不满足则需对被除数进行扩展,否则产生错误。8位16位 16位32位 ALAX（AH AL）AXDX AX 对无符号数除法扩展，只需将AH或DX清零即可。对有符号数而言，则是符号位的扩展。可使用符号扩展指令CBW和CWD,关于除法操作中的字长扩展问题,30,例:写出两带符号数34H25H的程序段。,MOV AL，34H MOV BL，25H CBW;AL的符号扩展到AH IDIV BL;0034H25H,结果为;(AH)=0FH,(AL)=01H,31,*5.BCD码运算的十进制调整指令,专用于对BCD码运算的结果进行调整 包括：AAA、DAA、AAS、DAS、AAM、AAD 均为隐含寻址，隐含的操作数为AL和AH 为何要对BCD码的运算结果进行调整？BCD码本质上是十进制数，即应遵循逢十进一的规则。而计算机是按二进制（十六进制）进行运算，并未按十进制规则进行运算。,32,1)加法的十进制调整指令,(1)非压缩BCD码加法调整AAA 本指令对在AL中的由两个未组合的BCD码相加后的结果进行调正，得到一个正确的未组合的BCD码。注意：AAA指令只影响AF和CF，其余标志无定义。AAA指令应紧跟在ADD或ADC指令之后。,33,如果AL的低4位9AF=1，则：AL(AL)+6,(AH)(AH)+1,AF1 AL(AL)0FH)CFAF否则AL(AL)0FH,AAA指令的操作如下：,34,调整原理：先看一个例子 计算89 0000 1000+0000 1001 0001 0001 11 而计算机相加为11，原因在于运算过程中，如遇到低4位往高4位产生进位时（此时AF=1）是按逢十六进一的规则，但BCD码要求逢十进一，因此只要产生进位，个位就会少6，这就要进行加6调正。,这个1代表了16，而实际上仅应为10，即多进了6。,35,实际上当低4位的结果9(即AF之间)时，也应进行加6调正(原因是逢十没有进位，故用加6的方法强行产生进位)。如对上例的结果进行加6：0001 0001 11+0000 0110 6 0001 0111(压缩式)17 0000 1111-0000 0001 0000 0111(非压缩式),调整方法：如果AL的低4位9AF=1，则：AL(AL)+6,(AH)(AH)+1,AF1 AL(AL)0FH)CFAF否则AL(AL)0FH,36,例2：有两个字符串形式的十进制数，2658和 3619，求二者之和。即2658+3619=？由题意知，被加数和加数的每一位都以ASCII码（与非压缩BCD码区别）形式存放在内存中。假定二数在内存中均是低位在前，高位在后，另留出5个单元存放相加的结果。内存中数据存放形式见下页图。,37,36H,32H,39H,31H,STRING1,STRING2,38H,35H,36H,33H,被加数,加数,数据段,8,5,6,2,9,1,6,3,SUM,结果,.,.,非压缩BCD码3改为0,SI,DI,BX,CX,CX,CX,38,程序段为：LEA SI，STRING1；STRING1偏移地址送SI LEA DI，STRING2；STRING2偏移地址送DI LEA BX，SUM；SUM偏移地址送BX MOV CX，4；循环4次 CLC；清进位标志AGAIN：MOV AL，SI ADC AL，DI；带进位加 AAA；未压缩BCD码调正 MOV BX，AL；结果存入SUM INC SI；调整指针 INC DI INC BX DEC CX；循环计数器减1 JNZ AGAIN；若未处理完,则转AGAIN,39,思考题：（1）根据程序写出结果SUM的值。（2）若最高位有进位，程序如何修改？（3）从此例不难看出，用AAA指令也可对字符串形式的十进制数加法进行调整,所以它又被称为加法的ASCII调正指令。为什么AAA指令既可对非压缩BCD码加法进行调整,也可对ASCII码形式的十进制数进行调整？(注意AAA指令的第步),40,(2)压缩BCD码加法调整DAA,两个压缩BCD码相加结果在AL中，通过DAA调整得到一个正确的压缩BCD码.指令操作(调整方法)：若AL的低4位9AF=1 则(AL)(AL)+6，AF1 若AL的高4位9CF=1 则(AL)(AL)+60H，CF1 DAA指令影响除OF外所有其它标志。DAA指令应紧跟在ADD或ADC指令之后。,41,例：48H+74H=?0100 1000 48 MOV AL，48H+0111 0100 74 MOV BL，74H 1011 1100 BC ADD AL，BL+0110 0110 66 DAA 1 0010 0010 1 22(进位)(进位)执行ADD后，(AL)=BCH，高4位低4位均大于9，故DAA指令执行加66H调整，最后结果为：(AL)=22H,CF=1,AF=1,42,(1)非压缩BCD码减法的十进制调正指令AAS 对AL中由两个非压缩的BCD码相减的结果进行调整。调整操作为：若AL的低4位9或AF=1,则：AL(AL)-6,AH(AH)-1,AF1 AL(AL)0FH CFAF 否则：AL(AL)0FH,2)减法的十进制调整指令,43,举例：16-8=?MOV AX,0106H 0000 0110 06 MOV BL,08H-0000 1000-08 SUB AL,BL 1111 1110 FE AAS-0000 0110-06 1111 1000 F8 0000 1111 0F 0000 1000 08结果为：(AL)=08H,(AH)=0,CF=AF=1,44,(2)压缩BCD码减法的十进制调正指令DAS 对AL中由两个压缩BCD码相减的结果进行调整。调整操作为：,若AL的低4位9AF=1,则：AL(AL)-6,且AF1 若AL的高4位9CF=1,则：AL(AL)-60H，且CF1 注意：AAS、DAS对标志位的影响与AAA、DAA相同。AAS、DAS指令要求紧跟在减法指令SUB或SBB之后。,45,3)乘法的十进制调正指令AAM 对AX中由两个非压缩BCD码相乘的结果进行调整。调整操作为：(AL)/0AH,(AH)商，(AL)余数注意：隐含的操作寄存器为AL和AH；AAM紧跟在MUL指令之后使用；影响标志位PF、SF、ZF，其它无定义;用AAM可实现99的二-十进制转换。,46,例1：按十进制乘法计算78=?程序段如下：MOVAL,07H；(AL)=07HMOVCL,08H；(CL)=08HMULCL；(AX)=0038HAAM；(AH)=05H,(AL)=06H 所得结果为非压缩的BCD码。例2：把3AH转换成等值的十进制数。MOV AL，3AH；58 AAM；(AH)=05H，(AL)=08H,47,4)除法的十进制调正指令AAD,对非压缩BCD除法运算进行调整。调整操作为：(AL)(AH)0AH(AL)AH 0注意：隐含的操作寄存器为AH，AL；AAD要在DIV指令之前使用；影响标志位PF、SF、ZF，其它无定义;用AAD可实现99的十-二进制转换。,48,例1：按十进制除法计算557=?程序段如下：MOVAX,0505H；(AX)=55BCDMOVCL,07H；(CL)=7AAD；(AX)=0037H DIVCL；(AH)=6,(AL)=7 所得结果为非压缩的BCD码（商7余6）。例2：把73转换成等值的二进制数。MOV AX,0703H；(AX)=73BCD AAD；(AX)=0049H,