8086CPU指令系统——算术运算类指令

淩亂°似流年 2023-08-17 15:33 124阅读 0赞

算数运算（Arithmetic）类指令涉及的操作数的长度由 8 位和 16位。这些操作数分为两种类型的数据，即无符号数和有符号数。  
（1）8位无符号数范围：0~255（2^n-1）  
（2）8位有符号数范围：-128~127  
（3）16位无符号数范围：0~65535  
（4）16位有符号数范围：-32768~+32767

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEwOTAxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
**既实现对无符号数的运算，又实现对有符号数运算，对加减法来说，可以采用同一套指令，而对乘除法来说，则不能采用同一套指令。**

注意：除了 INC/DEC 指令不影响进位标志 CF 外，其它算术运算指令对 OF、SF、ZF、AF、PF、CF 均会产生影响。

1.  当无符号数运算产生溢出时， CF 为 1。
2.  当有符号数运算产生溢出时， OF 为 1。OF 是运算结果最高位产生的进位（或借位）按异或运算确定，称为双高位判断。
3.  如果运算结果为 0，则 ZF = 1。
4.  如果运算结果最高位为 1，则 SF = 1。
5.  如果运算结果中有偶数个 1，则 PF = 1。

## 一、加法指令ADD、ADC、INC ##

**1、不带进位加法指令ADD(addition)**  
指令格式：ADD dst, src  
执行操作：dst<——dst+src  
标志位：根据结果，自动置位/复位 OF、SF、ZF、AF、PF、CF。  
指令功能：指令ADD的功能是将目的操作数 dst 与源操作数 src 相加，结果送回目的操作数。  
ADD指令的操作数搭配共有6种方式：

ADD reg, mem/reg/segreg/data
    ADD mem, reg/data

**2、带进位加法ADC**  
指令格式：ADC dst, src  
执行操作：dst<——dst+src+CF  
标志位：根据结果，自动置位/复位 OF、SF、ZF、AF、PF、CF。  
指令功能：只是在两个操作数相加时，要将 CF 的当前值加上去。ADC 指令的操作数搭配共有 6 种格式，与 ADD 指令相同。  
**ADC指令主要用于多字节运算。为扩大数据范围，仍然需要多字节运算。**

**3、增量指令INC（Increment）**  
指令格式：INC dst  
执行操作：dst<——dst+1  
标志位：只影响状态标志 OF、SF、ZF、AF、PF，不影响 CF 标志。  
指令功能：INC指令的功能将指定的操作内容加上 1，再送回操作数。

## 二、减法指令 SUB、SBB、DEC、NEG、CMP ##

**1、不带借位的减法指令SUB（subtraction）**  
指令格式：SUB dst, src  
执行操作：dst<——dst-src  
标志位：根据结果，自动置位/复位 OF、SF、ZF、AF、PF、CF。  
指令功能：将目的操作数与源操作数相减，结果返回目的操作数。  
SUB指令的操作数搭配共有6种方式：

SUB reg, mem/reg/segreg/data
    SUB mem, reg/data

**2、带借位的减法指令SBB（subtract with borrow）**  
指令格式：SBB dst, src  
执行操作：dst<——dst-src-CF  
标志位：根据结果，自动置位/复位 OF、SF、ZF、AF、PF、CF。  
指令功能：SBB指令格式和SUB一样，只是在两个操作数相减时，还要减去错位标志CF的现行值，结果送往目的操作数。

**3、减量指令DEC（decrement）**  
指令格式：DEC dst  
执行操作：dst<——dst-1  
标志位：只影响状态标志 OF、SF、ZF、AF、PF，不影响 CF 标志。  
指令功能：将指定寄存器或存储单元的内容减1。

**4、取补指令NEC（negate）**  
指令格式：NEG dst  
执行操作：dst<——0-dst  
标志位：根据结果，自动置位/复位 OF、SF、ZF、AF、PF、CF。  
指令功能：该指令执行结果总是使 CF=1；除非在操作数位为 0时，才使 CF=0。  
因为此操作是用0去减操作数，故只有对0求补时，CF=0，其余情况都使CF=1。  
操作数是-128（80H）或-32768（8000H）时，结果不变，但OF=1。

**5、比较指令CMP（compare）**  
指令格式：CMP dst, src  
执行操作：dst-src  
标志位：根据结果，自动置位/复位 OF、SF、ZF、AF、PF、CF。  
指令功能：该指令将两个操作数相减，但结果不会送回到目的操作数。CMP搭配方式与SUB一样。

根据CMP指令的特点，可根据A-B的标志位，判断A与B的大小。  
（1）对于无符号数

ZF=1：A=B
    ZF=0：CF=0：A>B
          CF=1：A<B

（2）对于有符号数

①当A和B正负性相同时：仅由SF判断A、B的大小，此时不会发生溢出OF=0
    	SF=1，A<B
    	SF=0，A>B 
    ②当A和B的正负性不相同时：此时发生溢出OF=1
    	如果OF ⊕ SF=0（CF=SF），则A>B
    	如果OF ⊕ SF=1（CF!=SF），则A<B

## 三、乘法指令MUL、IMUL ##

二进制乘法特点：  
两个8位数相乘，结果为16位数。  
两个16位数相乘，结果为32位数。

8086乘法指令特点：  
一个乘数总是放在AL（8位）或AX(16位）中；  
将DX看成是AX的扩展。

**1、无符号乘法指令MUL（multiplication）**  
指令格式：MUL src  
执行操作：  
字节操作——src为字节，（AX）<——(AL)xsrc  
字操作——src为一个字，（DX, AX）<——（AX）xsrc  
标志位：乘法指令对 CF 和 OF有定义，对其他标志位的状态不定。  
当乘积的高半部分为1：CF=OF=1，代表乘积的长度扩展  
当乘积的高半部分为0：CF=OF=0，代表乘积的长度没有扩展

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**2、有符号数的乘法指令IMUL（integer multiplication）**

指令格式：IMUL src  
执行操作：  
字节操作——src为字节，（AX）<——（AL）x src  
字操作——src为一个字，（DX, AX）<——（AX）x src  
标志位：乘法指令对 CF 和 OF有定义，对其他标志位的状态不定。  
IMUL指令要求两个乘数都为有符号数（补码），且乘积也是补码表示。

## 四、除法指令DIV、IDIV、CBW、CWD ##

在除法运算中，如果除数是 8 位的，这要求被除数是 16 位；如果除数是 16 位的，这要求被除数是 32 位。

**1、无符号数的除法指令DIV（division）**  
格 式: DIV src  
执行操作：  
字节除: AX/src，(AL)<——商， (AH) <——余数  
字除: (DX，AX）/src，(AX) <——商，(DX) <——余数  
标志位：除法指令对标志位的状态均无定义。  
**注意：被除数在累加器中，且必须是除数的两倍字长。**  
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**2、有符号数的除法指令IDIV（integer division）**  
格 式: DIV src  
执行操作：  
字节除: AX/src，(AL)<——商， (AH) <——余数  
字除: (DX，AX）/src，(AX) <——商，(DX) <——余数  
标志位：除法指令对标志位的状态均无定义。

IDIV指令要求两个数都为有符号数（补码），商和余数也是补码表示。

**3、字节扩展为字指令CBW（convert byte to word）**  
指令格式：CBW  
执行操作：若(AL)<80H,(AH)<——0;若(AL)>80H,(AH)<——0FFH  
标志位：无影响  
指令功能：把 AL 中的字符扩展到AH中。

**4、字扩展为双字指令CWD（convert word to double word）**  
指令格式：CWD  
执行操作：若(AX)<8000H,(DX)<——0;若(AL)>8000H,(DX)<——0FFFFH  
标志位：无影响  
指令功能：把 AX 中的字符扩展到DX中。

**通俗的讲，就是看最高位，如果是0就全补0，如果是1就全补1。**  
**CBW和CWD指令常用于在两数相处之前，使被除数进行扩展。**

## 五、BCD码调整指令AAA、DAA、AAS、DAS、AAM、AAD ##

压缩BCD码：四个二进制表示0-9，一个字节表示范围0~99  
1001——9  
10010110——96

非压缩BCD码：八个二进制表示0-9，一个字节表示范围0~9  
00001001——9

**调整指令都采用隐含寻址方式——将AL或AX累加器作为隐含操作数。**

**1、加法的非压缩BCD码调整指令AAA**  
指令格式：AAA  
执行操作：若AL低四位大于9（即16进制的A~F），或者AF=1，则(AL)<——((AL)+06H)&OFH，且(AH)<——(AH)+1,并使CF=AF=1；否则AL，AH值不变，且CF=AF=0。  
标志位：影响CF和AF，但对OF、PF、ZF、SF未定义。  
AAA跟在以AL为目的操作数的ADD或ADC指令之后，对AL进行非压缩BCD码调整

**2、减法的非压缩BCD码调整指令AAS**  
指令格式：AAS  
执行操作：若AL低四位大于9（即16进制的A~F），或者AF=1，则(AL)<——((AL)－06H)&OFH，且(AH)<——(AH)－1,并使CF=AF=1；否则AL，AH值不变，且CF=AF=0。  
标志位：影响CF和AF，但对OF、PF、ZF、SF未定义。  
AAS跟在以AL为目的操作数的SUB或SBB指令之后，对AL进行非压缩BCD码调整

**3、加法的压缩BCD码调整指令DAA**  
指令格式：DAA  
执行操作：  
若AL低四位大于9（即16进制的A~F），或者AF=1，则(AL)<——(AL)+06H，AF=1；  
若AL高四位大于9（即16进制的A~F），或者CF=1，则(AL)<——(AL)+60H，CF=1；  
标志位：影响CF、AF、PF、ZF、SF，但对OF未定义。  
DAA跟在以AL为目的操作数的ADD或ADC指令之后，对AL进行压缩BCD码调整，并在AL得到正确的压缩BCD码结果。

**4、减法的压缩BCD码调整指令DAS**  
指令格式：DAS  
执行操作：  
若AL低四位大于9（即16进制的A~F），或者AF=1，则(AL)<——(AL)-06H，AF=1，否则AL不变，且CF=0；  
若AL高四位大于9（即16进制的A~F），或者CF=1，则(AL)<——(AL)-60H，CF=1，否则AL不变，且CF=0；  
标志位：影响CF、AF、PF、ZF、SF，但对OF未定义。  
DAS跟在以AL为目的操作数的SUB或SBB指令之后，对AL进行压缩BCD码调整，并在AL得到正确的压缩BCD码结果。

**5、乘法的非压缩BCD码调整指令AAM**  
指令格式：AAM  
执行操作：(AX)/0AH, (AH)<——商，(AL)<——余数  
标志位：影响PF、SF、ZF，但对OF、CF、AF未定义。

**6、除法的非压缩BCD码调整指令AAD**  
指令格式：AAD  
执行操作：(AL)<——(AH)x10+(AL), (AH)<——0  
标志位：影响PF、SF、ZF，但对OF、CF、AF未定义。

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