【汇编语言】状态标志符(CF/OF/SF/ZF)在运算(ADD/SUB/ADC/SBB)过程中的响应变化

各类运算时状态标志的响应变化

标志符	具体含义
CF（Carry Flag）	进位标志CF主要用来反映运算是否产生进位或借位。如果运算结果的最高位产生了一个进位或借位，那么，其值为1，否则其值为0。
OF（Overflow Flag）	溢出标志OF用于反映有符号数加减运算所得结果是否溢出。如果运算结果超过当前运算位数所能表示的范围，则称为溢出，OF的值为1，否则，OF的值为0
SF（Sign Flag）	符号标志SF用来反映运算结果的符号位，它与运算结果的最高位相同。在微机系统中，有符号数采用补码表示法，所以，SF也就反映运算结果的正负号。运算结果为正数时，SF的值为0，否则其值为1
ZF（Zero Flag）	零标志ZF用来反映运算结果是否为0。如果运算结果为0，则其值为1，否则其值为0。在判断运算结果是否为0时，可使用此标志位

在做操作数的运算时，计算机并不知道操作数是无符号数还是有符号数。因此计算机将两种情况都考虑到了，其中CF标志符用于反映无符号数的进位与借位情况，而OF则反映有符号数的溢出情况

无符号数：其值总是非负的，二进制中没有符号位，全用于表示值的大小。例如，8位的无符号数可表示的范围为 0(0000 0000) ~ 255(1111 1111)

有符号数：其值有正负之分，二进制中的最高位为符号位（0表示正，1表示负），其余位则用于表示值的大小。计算机阅读某个数将其视为有符号数时，总是将其看作是补码（非负数补码为其本身，负数补码为其源码取反再加1）的形式，例如，0000 0011 + 1111 1111 加法运算看作有符号数时，即为 (+3)+(-1)=(+2)，8位的有符号数表示的范围为 -128(1000 0000(补码)) ~ +127(0111 1111)

标志符在各种ADD运算下的响应情况

• 无符号数和有符号数都正常
  $\begin{array}{r}00000011\\ +00000100\\ 00000111\end{array}$
  无符号数：$3+4=7$，这里显然未产生进位，因此CF = 0
  有符号数：$(+3)+(+4)=(+7)$，这里两个正数相加，结果也为正数，未产生溢出OF = 0

• 无符号数有溢出
  $\begin{array}{r}00000011\\ +11111111\\ 100000010\end{array}$
  无符号数：$3+255=2(258)$，这里结果为2是因为8位数的运算结果也只保留8位，显然产生了进位即为结果最高位红色的1，因此CF = 1
  有符号数：$(+3)+(-1)=(+2)$，这里第二个数表示为$(-1)$是因为上面提到的“计算机总是将有符号数看作补码”，而两个异号（符号位相异）的有符号数相加的结果总是在可表示范围内（同样只看8位结果，不将进位作为结果的一部分，而一个正数加一个负数，其结果若为正，必然不会大于该正数；结果为负，必然不会小于该负数），因此OF = 0

  异号两数相加，OF总为0

• 有符号数有溢出
  $\begin{array}{r}00000011\\ +01111110\\ 10000001\end{array}$
  无符号数：$3+126=129$，未产生进位，CF = 0
  有符号数：$(+3)+(+126)=(-127)$，两个正数相加后结果却为负数（加数的符号位与结果的符号位相异），显然出现了溢出，溢出OF = 1

• 无符号数和有符号数都溢出
  $\begin{array}{r}10000001\\ +10000010\\ 100000011\end{array}$
  无符号数：$129+130=3(259)$，同第二个情况产生了进位，CF = 1
  有符号数：$(-127)+(-126)=(+3)$，同第三个情况结果与加数的符号相异，故发生溢出，OF = 1

SF标志位即为结果最高位的值，用来反映有符号数运算结果的正负性，四个情况依次为：0 0 1 0
ZF标志反映结果是否为0，四个情况结果均不为0， 故ZF均为0

标志符在各种SUB运算下的响应情况

• 无符号数和有符号数都溢出
  $\begin{array}{r}101110010\\ -10010011\\ 11011111\end{array}$
  无符号数：$114-147=223$，由于被减数小于减数，不够减，这时计算机允许被减数向高位借位，因为不存在实际的高位，就体现在CF标志位，当减法运算中需要解位时，将CF标志位置1，故CF = 1，此时说明无符号数运算的溢出
  有符号数：$(+114)-(-109)=(-33)$，被减数是正数，减数是负数，正数减负数结果应该为正数，而运算结果却为负数，说明发生了溢出，OF = 1

• 无符号数有溢出
  $\begin{array}{r}101100011\\ -01111101\\ 11100110\end{array}$
  无符号数：$99-125=230$，同第一个情况，需要借位，故CF = 1
  有符号数：$(+99)-(+125)=(-26)$，两个同号数相减，无论结果是正数或负数，都不会发生溢出（与加法相反，因为两同号数相减可看作为两异号数相加），故OF = 0

  同号两数相减，OF总为0

• 有符号数有溢出
  $\begin{array}{r}10100110\\ -00110110\\ 01110000\end{array}$
  无符号数：$166-54=112$，被减数大于减数，无需借位，故CF = 0
  有符号数：$(-90)-(+54)=(+112)$，负数减正数结果应该为负数，而结果却为正数，发生了溢出，OF = 1

• 无符号数和有符号数都正常
  $\begin{array}{r}00100110\\ -00010010\\ 00010100\end{array}$
  无符号数：$38-18=20$，被减数大于减数，无需借位，故CF = 0
  有符号数：$(+38)-(+18)=(+20)$，同号数相减，故OF = 0

借助标志符实现多位数之间运算

ADC(add with carry)带进位加法指令

不是attack damage carry

格式：ADC DST, SRC
操作：(DST) ← (DST)+(SRC)+(CF)
其中上式中的CF为运算前CF标志位的值

用16位指令实现32位的双精度数的加法运算。设数A存放在目的操作数寄存器DX和AX，其中DX存放高位字；数B存放在寄存器BX和CX，其中BX存放高位字

;DX=2000H, AX=8000H, A=2000 8000H
;BX=4000H, CX=9000H, B=4000 9000H
ADD AX, CX ;低位字加法
ADC DX, BX ;高位字加法

1. ADD AX, CX

   $\begin{array}{r}AX:8000H\\ +CX:9000H\\ AX=11000H\end{array}$
   AX寄存器值为$1000H$，产生进位CF = 1

2. ADC DX, BX
   $\begin{array}{r}DX:2000H\\ +BX:4000H\\ +CF:1B\\ DX=6001H\end{array}$
   将CF值额外加上，即相当于加上了低位产生的进位，保证了结果的正确性，DX寄存器值为$6001H$
   即$20008000H+40009000H=60011000H$

SBB(subtract with borrow)带借位减法指令

格式：SBB DST, SRC
操作：(DST) ← (DST)-(SRC)-(CF)
其中上式中的CF为运算前CF标志位的值

用16位指令实现32位的双精度数的减法运算。设数A存放在目的操作数寄存器DX和AX，其中DX存放高位字；数B存放在寄存器BX和CX，其中BX存放高位字

;DX=2001H, AX=8000H, A=2001 8000H
;BX=2000H, CX=9000H, B=2000 9000H
SUB AX, CX ;低位字减法
SBB DX, BX ;高位字减法

1. SUB AX, CX
   $\begin{array}{r}AX:18000H\\ -CX:9000H\\ AX=F000H\end{array}$
   AX寄存器值为$F000H$，产生借位CF = 1

2. SBB DX, BX

   $\begin{array}{r}DX:2001H\\ -BX:2000H\\ -CF:1B\\ DX=0000H\end{array}$
   将CF值额外减去，即相当于减去了低位向高位借走的1，保证了结果的正确性，DX寄存器值为$0000H$
   即$20018000H-20009000H=0000F000H$

才疏学浅，盼君指点