微機(jī)原理 第三章3

第3章Pentium的指令系統(tǒng)3.2.2算術(shù)運(yùn)算指令（Arithmetic)功能：提供加、減、乘、除、類型轉(zhuǎn)換五種基本算術(shù)操作;

利用十進(jìn)制調(diào)整指令和ASCII調(diào)整指令對(duì)BCD碼表示的十進(jìn)制數(shù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算；

對(duì)帶符號(hào)數(shù)與無(wú)符號(hào)數(shù)進(jìn)行乘、除運(yùn)算。特點(diǎn)：大部分都影響標(biāo)志位,不同指令影響不同:

都可以用于字節(jié)、字、雙字的運(yùn)算;

雙操作數(shù)指令當(dāng)源不為立即數(shù)時(shí)，必須有一個(gè)操作數(shù)為寄存器；單操作數(shù)指令不能為立即數(shù)。

＋－×÷2024/7/811）數(shù)的表示范圍

a.無(wú)符號(hào)數(shù)

N位二進(jìn)制數(shù)可表示的無(wú)符號(hào)數(shù)范圍為0～2N-1。例如，8位二進(jìn)制數(shù)00H～0FFH表示0～255，16位二進(jìn)制數(shù)0000H～0FFFFH表示0～65535。

b.有符號(hào)數(shù)

N位二進(jìn)制補(bǔ)碼數(shù)可以表示的帶符號(hào)數(shù)范圍為-2N-1～2N-1-1。例如，8位二進(jìn)制數(shù)可以表示-128～127，16位二進(jìn)制數(shù)可以表示-32768～32767。

CF=1OF=1第3章Pentium的指令系統(tǒng)溢出問(wèn)題2024/7/82這樣兩個(gè)有/無(wú)符號(hào)數(shù)進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí)，如果運(yùn)算結(jié)果超出可表示的數(shù)值范圍，會(huì)發(fā)生出錯(cuò)，產(chǎn)生溢出現(xiàn)象。溢出只能出現(xiàn)在兩個(gè)同號(hào)數(shù)相加和兩個(gè)異號(hào)數(shù)相減的情況下。通常判別溢出的方法用雙高位法：所謂雙高位判別，即規(guī)定符號(hào)位（用CS表示）有進(jìn)位時(shí)，CS=1，否則CS=0。數(shù)值部分最高位（CP表示）有進(jìn)位時(shí)CP=1，否則CS=0。若CS⊕CP=1（"異或"運(yùn)算），則有溢出產(chǎn)生。

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0CSCPCS⊕CP=1溢出第3章Pentium的指令系統(tǒng)如何判別溢出2024/7/831.加法類指令(Addition)

ADDdest,src

;(dest)

(dest)+(src)立即數(shù)，寄存器，存儲(chǔ)器寄存器，存儲(chǔ)器1)不帶進(jìn)位位的加法指令A(yù)DDADD CX，1000H

ADD DI，SI

ADD [BX+DI]，AXADD EAX，[BX+2000H]第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/84MOVAL,7EH ;(AL)=7EH MOVBL,5BH ;(BL)=5BH ADDAL,BL ;(AL)=7EH+5BH=D9H影響標(biāo)志位的情況:SF=1 ,結(jié)果最高位＝1ZF=0 ，結(jié)果不等于0AF=1 ，D3位向D4有進(jìn)位

PF=0 ，”1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)

CF=0 ，無(wú)進(jìn)位

OF=1 ，和超過(guò)＋127

（兩個(gè)正數(shù)相加，結(jié)果為負(fù)；反之亦是）第3章Pentium的指令系統(tǒng)例：2024/7/85ADC AX，SI ADC DX，[SI] ADC BX，3000H 2)帶進(jìn)位位的加法指令A(yù)DCADCdest，src

;(dest)←(dest)+(src)+CFCF:

進(jìn)位標(biāo)志CF的現(xiàn)行值(上條指令CF值)用途：主要用于多字節(jié)運(yùn)算中。第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/86計(jì)算兩個(gè)多字節(jié)數(shù)相加3B74AC60F8H+20D59E36C1H=?流程圖多字節(jié)數(shù)內(nèi)存存放兩個(gè)多字節(jié)數(shù)存放在：DATA1,DATA2的開(kāi)始單元。舉例：第3章Pentium的指令系統(tǒng)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轉(zhuǎn)

HLT ；停機(jī)第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/883)字交換加法指令XADDXADDdest，src

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

1000H開(kāi)始的內(nèi)存單元中為30000003H

執(zhí)行指令XADD［1000H］，EAX［EAX］=30000003H，

1000H開(kāi)始的內(nèi)存單元中為50000005H源操作數(shù)必須是寄存器。目的操作數(shù)可以是存儲(chǔ)器和寄存器方式。第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/894)增量指令I(lǐng)NCINC dest

；(dest)←（dest）+1寄存器、存儲(chǔ)器。不能是段寄存器(Incrementby1)

功能：對(duì)指定的目標(biāo)操作數(shù)+1

操作數(shù)單元。用途：用于在循環(huán)程序中修改地址指針和循環(huán)次數(shù)。標(biāo)志位影響情況：

影響SF,ZF,AF,PF,OF。不影響CF。

INCDL ;8位寄存器＋1INCSI ；16位寄存器＋1INCBYTEPTR[BX][SI];存儲(chǔ)器+1(字節(jié)操作)INCWORDPTR[DI] ；存儲(chǔ)器＋1（字操作）

INCDS ;第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/8102.減法類指令

(Subtraction)1)不考慮借位的減法指令SUBSUBdest,src

;(dest)

(dest)-(src)立即數(shù)，寄存器，存儲(chǔ)器寄存器，存儲(chǔ)器SUB EBX，ECX SUB [BP+2]，CL SUB SI，5010H SUB WORDPTR[DI]，1000H第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/8112）考慮借位的減法指令SBB(Subtractionwithborrow)SBB AX，2530HSBB WORDPTR[EDI+2]，1000HSBBdest,src

;(dest)

(dest)-(src)-CF

用途：用于多字節(jié)數(shù)相減3）減量指令DEC(Decrementby1)

DECdest

;(dest)←（dest）-1寄存器、存儲(chǔ)器。不能是段寄存器第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/812DEC用途舉例：

… MOVAX,0FFFFH CYC:DECAX JNZCYC HLT …用于延時(shí)時(shí)間。第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/8134)求補(bǔ)指令NEG(Negate)NEGdest

;(dest)←0-(dest)寄存器、存儲(chǔ)器操作:

把操作數(shù)按位求反后末位+1。（dest）←0FFFFH-（dest）+11。操作數(shù)的原值為正數(shù)，求補(bǔ)后變?yōu)槠湄?fù)數(shù)的補(bǔ)碼。2。操作數(shù)的原值為負(fù)數(shù)(以補(bǔ)碼形式表示)，求補(bǔ)后變?yōu)槠鋵?duì)應(yīng)的正數(shù)。3。影響各標(biāo)志位。4。操作數(shù)不能為段寄存器。NEG EAX NEG ECX第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/814求絕對(duì)值在內(nèi)存中，從AREA1開(kāi)始存放100個(gè)帶符號(hào)數(shù)。求各數(shù)的絕對(duì)值將其存于AREA2的開(kāi)始單元。流程圖第3章Pentium的指令系統(tǒng)應(yīng)用舉例2024/7/815程序：

LEASI,AREA1 LEADI,AREA2 MOVCX,100CHECK:MOVAL,[SI] ORAL,AL;(AL)內(nèi)容不變，置標(biāo)志

JNSNEXT ；SF=0轉(zhuǎn)NEXT

NEGAL

;負(fù)數(shù)求補(bǔ)

NEXT:MOV[DI],AL；送目標(biāo)

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

；（dest）-（src）立即數(shù)，寄存器，存儲(chǔ)器寄存器，存儲(chǔ)器影響標(biāo)志：A、C、O、P、S、Z。只置標(biāo)志位CMP AX，2000H CMP EAX，[EBX+EDI+100]CMPEDX，EDI 第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/817用途：用比較指令來(lái)比較兩個(gè)數(shù)之間的關(guān)系： 兩者是否相等，兩個(gè)數(shù)中哪個(gè)大。（1）根據(jù)Z標(biāo)志，判斷兩者是否相等；（2） 根據(jù)CF標(biāo)志，判斷兩個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)的大??；（3） 用SF、OF標(biāo)志，判斷二個(gè)帶符號(hào)數(shù)的大小。

CMPAX,BX ZF=1,(AX)=(BX),兩者相等ZF=0,(AX)=(BX),兩者不相等比較AX,BX寄存器,將大數(shù)

（AX）

…

CMPAX，BX JNCNEXT;CF=0轉(zhuǎn)NEXT XCHGAX，BXNEXT：……結(jié)論：CF=0,(AX)>(BX);CF=1,(AX)<(BX)第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/818四種情況討論(操作數(shù)以8位為例）:ABCMPA,B結(jié)論75A>0,B>0SF=0，OF=0則：A>B57情況A>0,B>0SF=1，OF=0則：A<B－525－7－2-5-71-7-5-5-(-7)+2A<0,B<0SF=1，OF=0則：A<BA<0,B<0SF=0，OF=0則：A>B-7-(-5)-2

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

4-63+127A<0,B>0SF=0，OF=1則：A<B-63-(+127)-1907-52第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/8196)比較并交換指令CMPXCHGCMPXCHGdest，src

；目的數(shù)與累加器比較寄存器寄存器，存儲(chǔ)器只影響ZF標(biāo)志：ZF=1源操作數(shù)→目的

ZF=0目的操作數(shù)→累加器舉例：［EBX］=76543210H,［ECX］=01234567H，［EAX］=01234567H，則執(zhí)行指令CMPXCHGECX，EBX后：［EBX］=76543210H,［ECX］=76543210H，［EAX］=01234567H，第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/8207)8字節(jié)比較指令CMPXCHG8BCMPXCHG8Bdest

存儲(chǔ)器舉例:［EAX］=11111111H，［EBX］=22222222H，［ECX］=33333333H，［EDX］=44444444H，設(shè)DS段1000H所指單元開(kāi)始的8字節(jié)為4444444411111111H，執(zhí)行指令CMPXCHG8B ［1000H］功能：1.［EDX：EAX］中存儲(chǔ)8個(gè)字節(jié)與存儲(chǔ)器中的8個(gè)字節(jié)比較2.ZF=1,將［ECX：EBX］中8個(gè)字節(jié)送到目的操作數(shù)中去3.ZF=0,將目的操作數(shù)送入［EDX：EAX］只影響ZF標(biāo)志第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/8213.乘法類指令

(Multiplication)1)無(wú)符號(hào)數(shù)的乘法指令MUL

MULSrc

;無(wú)符號(hào)字節(jié)/字/雙字乘法

*

AL(AX)(EAX)為隱含的乘數(shù)寄存器。*

AX(DX,AX)(EDX,EAX)為隱含的乘積寄存器。*

SRC不能為立即數(shù)、不能為段寄存器。*除CF和OF外，對(duì)條件標(biāo)志位無(wú)定義。注意:MUL CXMUL BYTEPTR[DI] MULWORDPTR[SI] 對(duì)標(biāo)志沒(méi)有定義：指令執(zhí)行后這些標(biāo)志是任意的、不可預(yù)測(cè)（就是誰(shuí)也不知道是0還是1）對(duì)標(biāo)志沒(méi)有影響：指令執(zhí)行不改變標(biāo)志狀態(tài)第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/822IMUL DX，BX，300 IMUL CX，23 IMUL EBP，200 IMUL ECX，EDX，2000 2)有符號(hào)數(shù)的乘法指令I(lǐng)MUL

IMUL CL IMUL BX,100 IMUL BYTEPTR[BX] IMUL WORDPTR[DI] 3)有符號(hào)數(shù)乘法指令的擴(kuò)充形式

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

;有符號(hào)字節(jié)/字/雙字乘法

第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/8234.除法類指令

(Division)

DIVSrc

;無(wú)符號(hào)字節(jié)/字/雙字除法1)無(wú)符號(hào)數(shù)的除法指令DIV*

AX(DX,AX)(EDX,EAX)為隱含的被除數(shù)寄存器。*

AL(AX)(EAX)為隱含的商寄存器。*

AH(DX)(EDX)為隱含的余數(shù)寄存器。*

SRC不能為立即數(shù)、不能為段寄存器。*

對(duì)所有條件標(biāo)志位均無(wú)定義。注意:DIV CL DIV WORDPTR[DI] 第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/8242)有符號(hào)數(shù)的除法指令I(lǐng)DIVIDIV BX IDIV BYTEPTR[DI] 【例】:寫出實(shí)現(xiàn)帶符號(hào)數(shù)0400H/0B4H運(yùn)算的程序段。

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

;商(AL)=0F3H=-13，

余數(shù)（AH）=24H=36

IDIVSrc

;有符號(hào)字節(jié)/字/雙字除法

第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/8255.轉(zhuǎn)換指令CBW

；AX←ALCWD

；DX、AX←AXCWDE

；EAX←AXCQD

；

EDX、EAX←EAX功能：在兩個(gè)長(zhǎng)度不等的數(shù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，將長(zhǎng)度短的數(shù)的位數(shù)擴(kuò)展，以使兩數(shù)的長(zhǎng)度一致，類型相同。對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù)，只須將高位字節(jié)或字、雙字補(bǔ)0；對(duì)帶符號(hào)數(shù)，擴(kuò)展時(shí)高位補(bǔ)0或補(bǔ)1取決被擴(kuò)展數(shù)的符號(hào)位，正數(shù)則高位補(bǔ)0，負(fù)數(shù)補(bǔ)1。第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/826moval,80h

；al=80hcbw

；ax=ff80hmovax,0BA45H

；ax=0BA45Hcwd

；dx=0ffffh,ax=0ba45h

單操作碼指令隱含對(duì)AL或AX進(jìn)行符號(hào)擴(kuò)展

不影響標(biāo)志位第3章Pentium的指令系統(tǒng)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的指令系統(tǒng)例:x,y,z,v均為16位帶符號(hào)數(shù)，計(jì)算(v-(x*y+z-540))/x2024/7/8286.BCD碼指令

BCD碼：用二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)，

又稱二--十進(jìn)制數(shù)組合BCD碼：用4位二進(jìn)制數(shù)表示1位十進(jìn)制數(shù)例：(59)10＝(01011001)BCD非組合（分離）BCD碼：用8位二進(jìn)制數(shù)表示1位十進(jìn)制數(shù)例：(59)10＝(0000010100001001)BCD

數(shù)字的ASCII碼是一種組合BCD碼DIGIT ASCII BCD0 00110000 000000001 00110001 000000012 00110010 00000010… … …9 00111001 00001001第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/829BCD數(shù)的運(yùn)算結(jié)果19組合BCD:00011001

+08+00001000

2700100001問(wèn)題的提出：

(00100111)BCD

AF=1+110

08組合BCD:00001000

+07+00000111

1500001111

(00010101)BCD

>9+110

第3章Pentium的指令系統(tǒng)2024/7/830

1）加減法的組合BCD調(diào)整指令：

；AL←將AL中和調(diào)整為組合BCD碼差DAA和DAS指令的調(diào)整方法：AF＝1或(AL)0~3＝A~F，則(AL)

(AL)

06H，AF＝1CF＝1或(AL)4~7＝A~F，則(AL)

(AL)

60H，CF＝1(DAA做‘+’,DAS做‘-’)注意:

*

隱含的操作寄存器為AL

*

緊接在加減指令之后使用

*影響條件標(biāo)志位（對(duì)OF無(wú)定義）第3章Pentium的指令系統(tǒng)（ADD/ADCAL,i8/r8/m8）

DAA

（SUB/SBBAL,i8/r8/m8）

DAS2024/7/831

2）加減法的分離BCD調(diào)整指令：

；AL←將AL中和/差調(diào)整為分離BCD碼

AH←AH＋/-調(diào)整的進(jìn)位第3章Pentium的指令系統(tǒng)（ADD/ADCAL,i8/r8/m8）

AAA（SUB/SBBAL,i8/r8/m8）

AAS注意:*

隱含的操作寄存器為AL*

緊接在加減指令之后使用*

AAA和AAS指令在調(diào)整中產(chǎn)生了進(jìn)位或借位，則AH要加上進(jìn)位或減去借位，同時(shí)CF=AF=1，否則CF=AF=0；它們對(duì)其他標(biāo)志無(wú)定義2024/7/832例：設(shè)兩個(gè)以ASC

碼表示的十進(jìn)制數(shù)代碼‘7’‘5’,求出其相加后的分離式BCD碼,存入AX中。

0011011137H+0011010135H

01101100+00000110加06調(diào)整

(AL)=01110010進(jìn)位送AH

(AL)=01110010

+0000000100000000

(AH)=00000001

00001111(AL)^0FH^

0000000100000010AHAL12MOV