汇编语言-标志寄存器

汇编语言-标志寄存器

CPU内部的寄存器中，有一个特殊的寄存器，叫标志寄存器，它具有以下三种作用：

1. 用来存储相关指令的某些执行结果
2. 用来为CPU执行相关指令行为提供行为依据
3. 用来控制CPU的相关工作方式

flag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。
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。

标记寄存器内部结构及其功能简介

ZF标志

flag的第6位是ZF，零标志位。它记录相关指令执行后，其结果是否为0。如果结果为0，那么ZF=1，如果结果不为0，那么ZF=0。

代码示范

mov ax,1

sub ax,1

执行后，结果为0，则ZF=1，表示“结果是0”。

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（进行逻辑或自述运算）；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。

PF标志

flag的第2位是PF，奇偶标志位。它记录相关指令执行后，其结果的所有二进制位中1的个数是否为偶数。如果1的个数为偶数，PF=1，如果为奇数，那么PF=0。

代码示范

mov al,1

add al,10

执行后，结果为00001011B，其中有3（奇数）个1，则PF=0。

SF标志

flag的第7位是SF，符号标志位。它记录相关指令执行后，其结果是否为负。如果结果为负，SF=1，如果非负，SF=0。

代码示范

mov al,10000001B

add al,1

执行后，结果为10000010B，符号位为1，则SF=1。

CF标志

flag的第0位是CF，进位标志位。一般情况下，在进行了无符号运算的时候，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。

代码示范

mov al,98H
add al,al          ;执行后，(al) = 30H, CF=1, CF记录了从最高有效位向更高位的进位值
add al,al     ;执行后，(al) = 60H, CF=0, CF记录了从最高有效位向更高位的进位值


mov al,97H
sub al,98H             ;执行后，(al) = FFH, CF=1, CF记录了向更高位的借位值
sub al,al                 ;执行后，(al)=0,CF=0，CF记录了向更高位的借位值

OF标志

flag的第11位是OF，溢出标志位。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，OF=1，如果没有，OF=0。

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，而OF是对有符号数运算有意义的标志位。

mov al,98
add al,99
add指令执行后：CF=0，OF=1。

adc指令

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

adc是带进位的加法指令，它利用了CF位上记录的进位值。

代码示范

mov ax,2

mov bx,1

sub bx,ax

adc ax,1

执行后，(ax) = 4。adc执行时，相当于计算：(ax) + 1 + CF=2+1+1=4。

sbb指令

使用方法和adc指令相似

cmp指令

cmp是比较指令，cmp的功能相当于减法指令，只是不保存结果。

cmp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。

cmp指令格式：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。

代码示范

比如，指令cmp ax,ax，做(ax)-(ax)的运算，结果为0，但并不在ax中保存，仅影响flag的相关各位。指令执行后，ZF=1，PF=1，SF=0，CF=0，OF=0。

mov ax,8
mov bx,3
cmp ax,bx

执行后标记寄存器标记位产生影响：(ax)=8，ZF=0，PF=1，SF=0，CF=0，OF=0。

检测比较结果的条件转移指令

“转移”指的是它能够修改IP，而“条件”指的是它可以根据某种条件，决定是否修改IP。

比如：jcxz就是一个条件转移指令，它可以检测cx中的数值，如果(cx)=0，就修改IP，否则什么也不做。

所有条件转移指令的转移位移都是[-128~127]。

除了jcxz之外，CPU还提供了其他条件转移指令，大多数条件转移指令都检测标志寄存器的相关标志位，根据检测的结果来决定是否修改IP。

它们检测的是哪些标志位呢？就是被cmp指令影响的那些，表示比较结果的标志位。这些条件转移指令通常都和cmp相配合使用，就好像call和ret指令通常相配合使用一样。

因为cmp指令可以同时进行两种比较，无符号数比较和有符号数比较，所以根据cmp指令的比较结果进行转移的指令也分为两种，即：

• 根据无符号数的比较结果进行转移的条件转移指令，它们检测ZF、CF的值；
• 和根据有符号数的比较结果进行了转移的条件转移指令，它们检测SF、OF和ZF的值。

指令介绍：

代码示范

如果(ah)=(bh)则(ah)=(ah)+(ah)，否则(ah)=(ah)+(bh)。

cmp ah,bh

je s

    add ah,bh
    jmp short ok

s:add ah,ah

ok:…

上面的程序执行时，如果(ah)=(bh)，则cmp ah,bh 使ZF=1，而je检测ZF是否为1，如果为1，将转移到标号s处执行指令 add ah,ah。这也可以说，cmp比较ah、bh后所得到的相等的结果使得je指令进行转移。从而很好地体现了je指令的逻辑含义，相等则转移。

虽然je的逻辑含义是“相等则转移”，但它实际进行的操作是，ZF=1时则转移。

“相等则转移”这种逻辑含义，是通过和cmp指令配合使用来体现的，因为cmp指令为“ZF=1”赋予了“两数相等”的含义。

至于究竟在je之前使不使用cmp指令，在于我们在安排je检测的是ZF位置，不管je前面是什么指令，只要CPU执行je指令时，ZF=1，那么就会发生转移。

实例介绍

程序功能：将包含任意字符，以0结尾的字符串中的小写字母转变成大写字母

assume cs:code

data segment
    db 'sfsd;++dfasd"fdsafsd_fdfdfdIIIIss',0
data ends

code segment

start:  mov ax,data
    mov ds,ax
    mov si,0
    call letterc

    mov ax,4c00H
    int 21

letterc:
    push ax
    push ds
    push si

s:  
    mov al,ds:[si]
    mov ah,'a'
    cmp al,ah
    jb next
    mov ah,'z'
    cmp al,ah
    ja next

change:     
    and al,11011111B
    mov ds:[si],al

next:
    inc si
loop s

    pop si
    pop ds
    pop ax

code ends
end start

效果图：

DF标志和串传送指令

DF标记

flag的第10位是DF，Direction Flag，方向标志位。

在串处理指令中，控制每操作后si，di的增减。

DF=0，每次操作后si，di递增；DF=1，每次操作后si，di递减。

DF相关指令

8086CPU提供下面两条指令对DF位进行设置：

cld指令：将标志寄存器的DF位置0；

std指令：将标志寄存器的DF位置1。

串传送指令

格式：movsb

功能介绍

功能：执行movsb 指令相当于进行下面几步操作：

1. ((es)*16+(di)) = ((ds)*16+(si))

2. DF=0则：(si)=(si)+1

                             (di)=(di)+1

   如果DF=1则：(si)=(si)-1

                             (di)=(di)-1

用汇编语法描述movsb的功能如下：

mov es:[di],byte ptr ds:[si]           ;8086CPU并不支持这样的指令，这里只是个描述。

如果DF=0：
    inc si
    inc di

如果DF=1：
    dec si
    dec di

rep指令

rep的作用是根据cx的值，重复执行后面的串传送指令

movsb和movsw都和rep配合使用，格式如下：

mov cx,100
rep movsb

用汇编语法来描述rep movsb的功能就是：

mov cx,100
s:movsb
loop s

pushf和popf

pushf的功能是将标志寄存器的值压栈，而popf是从栈中弹出数据，送入标志寄存器中。

pushf和popf，为直接访问标志寄存器提供了一种方法。