3.3.2 算术运算指令

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. 无符号数范围0~255 带符号数范围-128~127 • 两个8位数相加时有4种情况： • ①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

4. ② 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 ③ 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. ④ 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)。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=CF⊕CF-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１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：ADD AL，30H ADD AX，[BX+20H] ADD CX，SI ADD [DI]，200H ADD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+1][DI]+(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. BUFFER1 ACH 被加数 F8H 56H 2CH 数据段 ... BUFFER2 BEH 47H 加数 9EH 30H ... 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CF LL： MOV AL，BUFFER2[SI] ADC BUFFER1[SI]，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. 1 结果为负 0 否则 1 结果为0 0 否则 1 和的最高有效位有向高位的进位 0 否则 1 两个操作数符号相同，而结果符号与之相反 0 否则 SF= ZF= CF= OF= 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 PTR[BX+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 PTR[SI]，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wx+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 PTR[DI+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. 1 被减数的最高有效位有向高位的借位 0 否则 1 两个操作数符号相反，而结果的符号与减数相同 0 否则 CF= OF= 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: ①比较的是两个无符号数 若CF=0,则dest＞src; 若CF=1,则dest＜src。 ②比较的是两个有符号数 若OF⊕SF=0，则dest＞src; 若OF⊕SF=1，则dest＜src。

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AL≤BL,则转 XCHG AL,BL ；若AL＞BL,则交换 BBB: CMP AL,CL ；AL和CL比较 JNG CCC ；若AL≤CL,则转 XCHG AL,CL ；若AL＞CL,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 PTR[BX] 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 PTR[SI] ；(DX,AX)←(AX)×([SI+1][SI]) (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. 00 乘积的高一半为零 11 否则 MUL指令: CF/OF = 00 乘积的高一半是低一半的符号扩展 11 否则 IMUL指令: CF/OF = MUL/IMUL乘法指令对CF/OF的影响： 例：(AL) = A5H(-5B)，(BL) = 11H (1) IMUL BL ; (AX)  (AL)×(BL) ; A5×11  -5B×11=-060B  F9F5 ; (AX) = F9F5HCF=OF=1 (2) MUL BL ; (AX)  (AL)×(BL) ; A5×11= 0AF5 ; (AX) = 0AF5HCF=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 PTR[BX] 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. 关于除法操作中的字长扩展问题 • 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 ALAX（AH AL） AXDX 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

30. 例:写出两带符号数34H÷25H的程序段。 MOV AL，34H MOV BL，25H CBW ; AL的符号扩展到AH IDIV BL ; 0034H÷25H,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＞9∨AF=1，则： ① AL←(AL)+6,(AH)←(AH)+1,AF←1 ② AL←((AL)∧0FH) ③ CF←AF 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8＋90000 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A～F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 01106 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＞9∨AF=1，则： ① AL←(AL)+6,(AH)←(AH)+1,AF←1 ② AL←((AL)∧0FH) ③ CF←AF 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. SI STRING1 38H ‘8’ 被加数 35H ‘5’ 36H ‘6’ 非压缩BCD码 3改为0 CX 32H ‘2’ ... DI STRING2 ‘9’ 数据段 39H 加数 31H ‘1’ 36H ‘6’ CX 33H ‘3’ ... SUM BX 结果 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②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＞9∨AF=1 则(AL)←(AL)+6，AF←1 若AL的高4位＞9∨CF=1 则(AL)←(AL)+60H，CF←1 • 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 010074 MOV BL，74H 1011 1100 BC ADD AL，BL + 0110 011066 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： ① AL←(AL)-6,AH←(AH)-1,AF←1 ② AL←(AL)∧0FH ③ CF←AF 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＞9∨AF=1,则： • AL←(AL)-6, 且AF←1 • 若AL的高4位＞9∨CF=1,则： • AL←(AL)-60H，且CF←1 • 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7×8=? 程序段如下： MOV AL,07H ；(AL)=07H MOV CL,08H ；(CL)=08H MUL CL ；(AX)=0038H AAM ；(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55÷7=? 程序段如下： MOV AX, 0505H ；(AX)=55BCD MOV CL, 07H ；(CL)= 7 AAD ；(AX)=0037H DIV CL ；(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