趣谈汇编语言符号数

专题：汇编语言中有符号数还是无符号数？

专题：汇编语言中有符号数还是无符号数？

一、汇编语言在存储方面讲，有符号数和无符号数存储形式是一致的。

l  数据在内存或CPU的寄存器中都是按照有符号数的二进制补码方式存储的。

       例如（在debug中测试）：

       mov ax，-9

       怎么理解这个代码？首先-9==-09H，它是16进制的（在debug中一律按照16机制存储，没有十进制，是在汇编语言中可以写十进制，编译器会给你自动处理了，在debug中不行，当然此例中也可以是十进制的，因为它们还没有差别呢）。

       -09H的二进制补码是：

       原码：1000 0000 0000 1001B       反码：1111 1111 1111 0110B

       补码（反码+1）：1111 1111 1111 0111B==FFF7H

       我们在debug中查看结果：

0B04:0100 mov ax,-9

-t

AX=FFF7  BX=0000  CX=0000  DX=0000  SP=FFEE  BP=0000  SI=0000  DI=0000

DS=0B04  ES=0B04  SS=0B04  CS=0B04  IP=0103   NV UP EI PL NZ NA PO NC

       测试结果：我们发现，在存储这个方面来说，汇编都是按照二进制补码方式存储二进制数据或指令的。

l  编译器不区分是有符号数还是无符号数。

       在汇编语言的源代码中，我们可以随意设置一个数据，无论它是十六进制的还是十进制的。但是在存储层面上，它一律是按照二进制的补码方式存储的。这中间还有个编译器帮助你转换成了二进制的补码。编译器不区分是有符号数还是无符号数。

       例如，汇编源代码如下：

assume cs:code

data segment

    db -20  ;十进制表示，单字节，高字节截断了

    db 236  ;十进制表示，单字节，高字节截断了

    db 0ecH ;十六进制表示，二进制的补码

data ends

code segment

start:

        mov ax, data

        mov ds,ax

        mov ax,4c00H

        int 21H

code ends

end start

编译、连接后，debug结果：

-d ds:0

0B65:0000  EC EC EC 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00   ................

    我们发现：在内存中都是以EC存储的。这个EC是？-20的补码？我们看下。

    -20原码：10010100               反码：11101011B         补码：11101100B==ECH

那么236原码：11101100B  对于正数它的补码就是源码  故它的补码：11101100B==ECH

    疑问？难道+236等于了-20？，关键在于存储的内存单元的大小，目前程序设定的是单字节存储这3个数据，它们都是一样的。

    貌似在编译器层面上，将有符号数和无符号数这二个标准统一成一个结果。换句话说，在编译器层面上，能够识别二种标准的。其实不然，就一种标准：有符号二进制补码。产生上述的原因是由于存储单元容量小，存储不下高位的信息了，截断了高位。

    但是对于2个字节存储这些数据：-20（FFECH）、236（00ECH）、ECH（00ECH）。这个就区分出来了。我们还发现了，对于二进制补码，最高位是1代表负数，0代表正数，这个符号位（最高位）在计算机的原码和补码中是一致的。其他的位是数据位。

 二、在汇编程序层面上，还是要区分有符号数和无符号数的。

    计算机对有符号和无符号数区分的十分清晰，因为计算机进行某些同样功能的处理时有两套指令作为后备，这就是分别为有符号和无符号数准备的。

       一个数到底是有符号数还是无符号数，计算机并不知道，这是由程序员来决定的，当你认为你要处理的数是有符号的，那么你就用那一套处理有符号数的指令，当你认为你要处理的数是无符号的，那就用处理无符号数的那一套指令。

    加减法只有一套指令，因为这一套指令同时适用于有符号和无符号。下面这些指令：mul div movzx … 是处理无符号数的，而这些：imul idiv movsx … 是处理有符号的。
    还有，在程序员在程序层面上区别是有符号数和无符号数，在底层CPU也可以通过flag寄存器的标志位来判断的有符号数和无符号数。

三、结论：

       1）在汇编语言中。数据或代码是按照二进制补码方式存储的，无论数据是有符号数还是无符号数。那是汇编语言编译器需要干的事情，自动帮你转换了。

       2）在计算机底层，我们要注意内存单元和寄存器变量所能存储的最大位数，也就是说利用补码方式存储的数据的范围；注意溢出的问题。

       3）在程序员编写指令时，要考虑有符号数和无符号数，对它们使用不同的指令区分。也就是说运算的时候，可能可以选择不同的命令来指定把要操作的数据(补码形式存在)当多有符号数或是无符号数来使用。

       4）对于CPU来说，只能通过flag的标志位来判断有符号数和无符号数的运算结果。

       5）对于是否是有符号数还是无符号数，程序员不必太纠结，在汇编语言源程序编程这个层面上，你只要按照你所期望的使用指令就行了。