微机原理 第三章3

第3章Pentium的指令系统3.2.2算术运算指令（Arithmetic)功能：提供加、减、乘、除、类型转换五种基本算术操作;

利用十进制调整指令和ASCII调整指令对BCD码表示的十进制数进行算术运算；

对带符号数与无符号数进行乘、除运算。特点：大部分都影响标志位,不同指令影响不同:

都可以用于字节、字、双字的运算;

双操作数指令当源不为立即数时，必须有一个操作数为寄存器；单操作数指令不能为立即数。

＋－×÷2024/7/811）数的表示范围

a.无符号数

N位二进制数可表示的无符号数范围为0～2N-1。例如，8位二进制数00H～0FFH表示0～255，16位二进制数0000H～0FFFFH表示0～65535。

b.有符号数

N位二进制补码数可以表示的带符号数范围为-2N-1～2N-1-1。例如，8位二进制数可以表示-128～127，16位二进制数可以表示-32768～32767。

CF=1OF=1第3章Pentium的指令系统溢出问题2024/7/82这样两个有/无符号数进行加减运算时，如果运算结果超出可表示的数值范围，会发生出错，产生溢出现象。溢出只能出现在两个同号数相加和两个异号数相减的情况下。通常判别溢出的方法用双高位法：所谓双高位判别，即规定符号位（用CS表示）有进位时，CS=1，否则CS=0。数值部分最高位（CP表示）有进位时CP=1，否则CS=0。若CS⊕CP=1（"异或"运算），则有溢出产生。

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0CSCPCS⊕CP=1溢出第3章Pentium的指令系统如何判别溢出2024/7/831.加法类指令(Addition)

ADDdest,src

;(dest)

(dest)+(src)立即数，寄存器，存储器寄存器，存储器1)不带进位位的加法指令ADDADD CX，1000H

ADD DI，SI

ADD [BX+DI]，AXADD EAX，[BX+2000H]第3章Pentium的指令系统2024/7/84MOVAL,7EH ;(AL)=7EH MOVBL,5BH ;(BL)=5BH ADDAL,BL ;(AL)=7EH+5BH=D9H影响标志位的情况:SF=1 ,结果最高位＝1ZF=0 ，结果不等于0AF=1 ，D3位向D4有进位

PF=0 ，”1”的个数为奇数

CF=0 ，无进位

OF=1 ，和超过＋127

（两个正数相加，结果为负；反之亦是）第3章Pentium的指令系统例：2024/7/85ADC AX，SI ADC DX，[SI] ADC BX，3000H 2)带进位位的加法指令ADCADCdest，src

;(dest)←(dest)+(src)+CFCF:

进位标志CF的现行值(上条指令CF值)用途：主要用于多字节运算中。第3章Pentium的指令系统2024/7/86计算两个多字节数相加3B74AC60F8H+20D59E36C1H=?流程图多字节数内存存放两个多字节数存放在：DATA1,DATA2的开始单元。举例：第3章Pentium的指令系统2024/7/87程序：

MOVCX,5 MOVSI,0 ;清SI

CLC

；清CFLOOPER: MOVAL,DATA2[SI]

ADCDATA1[SI],AL INCSI ;(SI)+1

(SI) DECCX ;(CX)-1(CX) JNZLOOPER ;(CX)0转

HLT ；停机第3章Pentium的指令系统2024/7/883)字交换加法指令XADDXADDdest，src

;(dest)→(src)，(dest)+(src)→(dest)例：已知［EAX］=20000002H，

1000H开始的内存单元中为30000003H

执行指令XADD［1000H］，EAX［EAX］=30000003H，

1000H开始的内存单元中为50000005H源操作数必须是寄存器。目的操作数可以是存储器和寄存器方式。第3章Pentium的指令系统2024/7/894)增量指令INCINC dest

；(dest)←（dest）+1寄存器、存储器。不能是段寄存器(Incrementby1)

功能：对指定的目标操作数+1

操作数单元。用途：用于在循环程序中修改地址指针和循环次数。标志位影响情况：

影响SF,ZF,AF,PF,OF。不影响CF。

INCDL ;8位寄存器＋1INCSI ；16位寄存器＋1INCBYTEPTR[BX][SI];存储器+1(字节操作)INCWORDPTR[DI] ；存储器＋1（字操作）

INCDS ;第3章Pentium的指令系统2024/7/8102.减法类指令

(Subtraction)1)不考虑借位的减法指令SUBSUBdest,src

;(dest)

(dest)-(src)立即数，寄存器，存储器寄存器，存储器SUB EBX，ECX SUB [BP+2]，CL SUB SI，5010H SUB WORDPTR[DI]，1000H第3章Pentium的指令系统2024/7/8112）考虑借位的减法指令SBB(Subtractionwithborrow)SBB AX，2530HSBB WORDPTR[EDI+2]，1000HSBBdest,src

;(dest)

(dest)-(src)-CF

用途：用于多字节数相减3）减量指令DEC(Decrementby1)

DECdest

;(dest)←（dest）-1寄存器、存储器。不能是段寄存器第3章Pentium的指令系统2024/7/812DEC用途举例：

… MOVAX,0FFFFH CYC:DECAX JNZCYC HLT …用于延时时间。第3章Pentium的指令系统2024/7/8134)求补指令NEG(Negate)NEGdest

;(dest)←0-(dest)寄存器、存储器操作:

把操作数按位求反后末位+1。（dest）←0FFFFH-（dest）+11。操作数的原值为正数，求补后变为其负数的补码。2。操作数的原值为负数(以补码形式表示)，求补后变为其对应的正数。3。影响各标志位。4。操作数不能为段寄存器。NEG EAX NEG ECX第3章Pentium的指令系统2024/7/814求绝对值在内存中，从AREA1开始存放100个带符号数。求各数的绝对值将其存于AREA2的开始单元。流程图第3章Pentium的指令系统应用举例2024/7/815程序：

LEASI,AREA1 LEADI,AREA2 MOVCX,100CHECK:MOVAL,[SI] ORAL,AL;(AL)内容不变，置标志

JNSNEXT ；SF=0转NEXT

NEGAL

;负数求补

NEXT:MOV[DI],AL；送目标

INCSI INCDI DECCX JNZCHECK HLT2024/7/8165)比较指令CMP(Compare)CMPdest，src

；（dest）-（src）立即数，寄存器，存储器寄存器，存储器影响标志：A、C、O、P、S、Z。只置标志位CMP AX，2000H CMP EAX，[EBX+EDI+100]CMPEDX，EDI 第3章Pentium的指令系统2024/7/817用途：用比较指令来比较两个数之间的关系： 两者是否相等，两个数中哪个大。（1）根据Z标志，判断两者是否相等；（2） 根据CF标志，判断两个无符号数的大小；（3） 用SF、OF标志，判断二个带符号数的大小。

CMPAX,BX ZF=1,(AX)=(BX),两者相等ZF=0,(AX)=(BX),两者不相等比较AX,BX寄存器,将大数

（AX）

…

CMPAX，BX JNCNEXT;CF=0转NEXT XCHGAX，BXNEXT：……结论：CF=0,(AX)>(BX);CF=1,(AX)<(BX)第3章Pentium的指令系统2024/7/818四种情况讨论(操作数以8位为例）:ABCMPA,B结论75A>0,B>0SF=0，OF=0则：A>B57情况A>0,B>0SF=1，OF=0则：A<B－525－7－2-5-71-7-5-5-(-7)+2A<0,B<0SF=1，OF=0则：A<BA<0,B<0SF=0，OF=0则：A>B-7-(-5)-2

3+127-63A>0,B<0OF=1,SF=1则：A>B+127-(-63)+190

4-63+127A<0,B>0SF=0，OF=1则：A<B-63-(+127)-1907-52第3章Pentium的指令系统2024/7/8196)比较并交换指令CMPXCHGCMPXCHGdest，src

；目的数与累加器比较寄存器寄存器，存储器只影响ZF标志：ZF=1源操作数→目的

ZF=0目的操作数→累加器举例：［EBX］=76543210H,［ECX］=01234567H，［EAX］=01234567H，则执行指令CMPXCHGECX，EBX后：［EBX］=76543210H,［ECX］=76543210H，［EAX］=01234567H，第3章Pentium的指令系统2024/7/8207)8字节比较指令CMPXCHG8BCMPXCHG8Bdest

存储器举例:［EAX］=11111111H，［EBX］=22222222H，［ECX］=33333333H，［EDX］=44444444H，设DS段1000H所指单元开始的8字节为4444444411111111H，执行指令CMPXCHG8B ［1000H］功能：1.［EDX：EAX］中存储8个字节与存储器中的8个字节比较2.ZF=1,将［ECX：EBX］中8个字节送到目的操作数中去3.ZF=0,将目的操作数送入［EDX：EAX］只影响ZF标志第3章Pentium的指令系统2024/7/8213.乘法类指令

(Multiplication)1)无符号数的乘法指令MUL

MULSrc

;无符号字节/字/双字乘法

*

AL(AX)(EAX)为隐含的乘数寄存器。*

AX(DX,AX)(EDX,EAX)为隐含的乘积寄存器。*

SRC不能为立即数、不能为段寄存器。*除CF和OF外，对条件标志位无定义。注意:MUL CXMUL BYTEPTR[DI] MULWORDPTR[SI] 对标志没有定义：指令执行后这些标志是任意的、不可预测（就是谁也不知道是0还是1）对标志没有影响：指令执行不改变标志状态第3章Pentium的指令系统2024/7/822IMUL DX，BX，300 IMUL CX，23 IMUL EBP，200 IMUL ECX，EDX，2000 2)有符号数的乘法指令IMUL

IMUL CL IMUL BX,100 IMUL BYTEPTR[BX] IMUL WORDPTR[DI] 3)有符号数乘法指令的扩充形式

IMUL BX，CX IMUL EDX，ECX IMUL DI，MEM_WORD IMUL EDX，MEM_DWORDIMULSrc

;有符号字节/字/双字乘法

第3章Pentium的指令系统2024/7/8234.除法类指令

(Division)

DIVSrc

;无符号字节/字/双字除法1)无符号数的除法指令DIV*

AX(DX,AX)(EDX,EAX)为隐含的被除数寄存器。*

AL(AX)(EAX)为隐含的商寄存器。*

AH(DX)(EDX)为隐含的余数寄存器。*

SRC不能为立即数、不能为段寄存器。*

对所有条件标志位均无定义。注意:DIV CL DIV WORDPTR[DI] 第3章Pentium的指令系统2024/7/8242)有符号数的除法指令IDIVIDIV BX IDIV BYTEPTR[DI] 【例】:写出实现带符号数0400H/0B4H运算的程序段。

MOVAX，0400H ;（AX）=0400H=1024MOVBL，0B4H ;（BL）=0B4H=-76IDIV BL

;商(AL)=0F3H=-13，

余数（AH）=24H=36

IDIVSrc

;有符号字节/字/双字除法

第3章Pentium的指令系统2024/7/8255.转换指令CBW

；AX←ALCWD

；DX、AX←AXCWDE

；EAX←AXCQD

；

EDX、EAX←EAX功能：在两个长度不等的数进行运算时，将长度短的数的位数扩展，以使两数的长度一致，类型相同。对无符号数，只须将高位字节或字、双字补0；对带符号数，扩展时高位补0或补1取决被扩展数的符号位，正数则高位补0，负数补1。第3章Pentium的指令系统2024/7/826moval,80h

；al=80hcbw

；ax=ff80hmovax,0BA45H

；ax=0BA45Hcwd

；dx=0ffffh,ax=0ba45h

单操作码指令隐含对AL或AX进行符号扩展

不影响标志位第3章Pentium的指令系统2024/7/827

MOVAX,XIMULY;x*y(DX,AX)MOVCX,AXMOVBX,DX;(DX,AX)(BX,CX)MOVAX,ZCWD;WORDDWORDADDCX,AXADCBX,DX;x*y+zSUBCX,540SBBBX,0;x*y+z-540MOVAX,VCWDSUBAX,CXSBBDX,BX;v-(x*y+z-540)IDIVX

;(v-(x*y+z-540))/x第3章Pentium的指令系统例:x,y,z,v均为16位带符号数，计算(v-(x*y+z-540))/x2024/7/8286.BCD码指令

BCD码：用二进制编码的十进制数，

又称二--十进制数组合BCD码：用4位二进制数表示1位十进制数例：(59)10＝(01011001)BCD非组合（分离）BCD码：用8位二进制数表示1位十进制数例：(59)10＝(0000010100001001)BCD

数字的ASCII码是一种组合BCD码DIGIT ASCII BCD0 00110000 000000001 00110001 000000012 00110010 00000010… … …9 00111001 00001001第3章Pentium的指令系统2024/7/829BCD数的运算结果19组合BCD:00011001

+08+00001000

2700100001问题的提出：

(00100111)BCD

AF=1+110

08组合BCD:00001000

+07+00000111

1500001111

(00010101)BCD

>9+110

第3章Pentium的指令系统2024/7/830

1）加减法的组合BCD调整指令：

；AL←将AL中和调整为组合BCD码差DAA和DAS指令的调整方法：AF＝1或(AL)0~3＝A~F，则(AL)

(AL)

06H，AF＝1CF＝1或(AL)4~7＝A~F，则(AL)

(AL)

60H，CF＝1(DAA做‘+’,DAS做‘-’)注意:

*

隐含的操作寄存器为AL

*

紧接在加减指令之后使用

*影响条件标志位（对OF无定义）第3章Pentium的指令系统（ADD/ADCAL,i8/r8/m8）

DAA

（SUB/SBBAL,i8/r8/m8）

DAS2024/7/831

2）加减法的分离BCD调整指令：

；AL←将AL中和/差调整为分离BCD码

AH←AH＋/-调整的进位第3章Pentium的指令系统（ADD/ADCAL,i8/r8/m8）

AAA（SUB/SBBAL,i8/r8/m8）

AAS注意:*

隐含的操作寄存器为AL*

紧接在加减指令之后使用*

AAA和AAS指令在调整中产生了进位或借位，则AH要加上进位或减去借位，同时CF=AF=1，否则CF=AF=0；它们对其他标志无定义2024/7/832例：设两个以ASC

码表示的十进制数代码‘7’‘5’,求出其相加后的分离式BCD码,存入AX中。

0011011137H+0011010135H

01101100+00000110加06调整

(AL)=01110010进位送AH

(AL)=01110010

+0000000100000000

(AH)=00000001

00001111(AL)^0FH^

0000000100000010AHAL12MOV