我和CPU之间关于EFLAGS的对话

作者：ukyohy

原作网址：http://www.pediy.com/kssd/pediy10/99569.html

某日下午，偶为了学习《加密解密》正伏案研究汇编语言中涉及到的CPU EFLAGS相关内容.针对书本上的内容，整按照自己的理解写了几个测试程序，用OD调来调去，可是EFLAGS寄存器的变化和自己想的总是不一样。于是苦苦思索，百思不得其解，只好闭目养神。

    不知道过了多久，在半睡半醒中来到一处陌生的地方。正四处张望的时候，前方突然出现一特大号CPU，那CPU竟然还能开口说话。因此才有了下面这段谈话。
   “CPU兄，您好。小弟最近在研究您内部的EFLAGS寄存器，能请教您几个问题吗？”我赶紧上前打招呼。
    “哦，你是UKYOHY吧。我正等你呢。就是你刚才老拿一个叫啥OLLYDBG的程序不停的在查看我的EFLAGS的值啊。有啥问题你说吧。” CPU答到。
我赶紧将正在思考的问题说出：“您能给我说说您的EFLAGS的结构吗？就是每个标志位都代表什么？”

      CPU ：“BS你哦，这个问题好多文档上不是都写了嘛。比如最权威的intel官方文档都有啊，只有你整部明白，不停的调试来调试去，弄的我一身汗。哎，看你可怜，我再说一遍吧。” 说完，CPU一招手，凭空出现了一块黑板。他没有理睬我吃惊的表情，转身在黑板上画了如下的图：

        CPU画完之后看了看黑板满意的点点头，然后回过头来对我说：“先声明哦，灰色部分不要问我，因为我也不知道是干什么用的，也许只有我的父母才知道。”
     我仔细看了看黑板上的图，越看越迷惑，因为我看的书上没有介绍这么多，只好继续问CPU: “哦，我看的书上只介绍了CF,PF,AF,ZF,SF,OF 六个标志位，即使除掉保留位，也还剩下好多啊，这么多标志位该怎么学习理解啊？“
      CPU:  “CF,PF,AF,ZF,SF,OF 是最常用的6个标志啦，你作为一个初学者，先学习这6个标志就可以了，其他的暂时可以忽略。我来考考你，这6个进位标志你是怎么理解的？”
       我： “哦，书上时这么说的： CF标志位是当无符号加法运算的结果太大（或太小），目的操作数无法容纳的时候，CF标志位将被设置为1；PF 标志当结果数为1的bit位总数为偶数时设置为1；AF 标志当操作导致bit3向bit4进位的时候设置为1；ZF标志当结果为0的时候设置为1；SF标志当结果为负时被设置；OF标志当有符号数太大无法容纳于目的操作数时被设置为1.”
       CPU：“在评价你的答案之前，你能否回答我一个问题？你在答案中提到了无符号和有符号数，那么我是怎么判断一个数时有符号还是无符号的呢？”
       “哦…….”,我想了一下，尝试的发问“根据补码？根据符号位？”
        然后用求助的目光看着CPU。
        CPU笑而不答。
       “好吧，好吧…..我承认我不知道，还是请您告诉我吧。”我鼓足勇气说到。
       “知之为知之，不知为不知是为知也。孺子可教啊”，CPU得意的说。
        在顿了顿之后，CPU接着说道：“其实这个问题的答案是，作为CPU的我根本不知道一个数字到底是无符号还是有符号。我只知道这是个数字，或者精确的说，我的眼里只有这个数字的二进制表示形式。其实，从这个方面来说，我的设计逻辑没有想象的那么复杂，甚至可以说有点傻，我只关心二进制的加减（这里暂时忽略乘除）。我说的这些你能理解么？”
       我：“哦，我想起来了，《intel汇编程序设计》4.2.6节曾经提到过这个问题。大意是说CPU不知道，只有程序员知道。哎，你刚才的问题我其实是可以回答的，都怪我看书太不仔细了。不过这个观点我不是很理解，你能详细解释下么？”
       CPU：“当然可以。以下的内容要仔细听好哦。以一个字节为例，如果你分别向AL寄存器传送 1和 -1. 那么指令执行之后，AL里面的值究竟是什么呢？ 根据你刚才的回答，你应该知道，传送1之后，AL的值是0X1h。 传送 -1 ,AL的值是0XFFh
 换句话说，1是直接转换成2进制存储到AL中。而-1是按照其补码存储到AL中的。可是这里的问题是，-1的补码是编译器在编译的时候完成转换的。换句话说，程序开始执行的时候，传到AL的实际值就是0xFFH. 在我眼里，它就是11111111,究竟它代表-1还是代表255，我也不知道。只有作为程序员的你知道。这点你能理解么？”
      CPU说道这里，停了下来，然后看着我。我仔细思考了下，似乎有点理解了，然后点了点头。       
     “那好，继续刚才的话题。所以，所有的算术逻辑运算，在我眼里都是简单的二进制运算。
现在回到刚才EFLAGS标志的问题，我从我的观点来阐述着几个标志位：
      CF标志：操作数的最高有效位发生进位或者借位的时候，这个标志位就是1.
         PF标志：操作结果的最低有效字节，换句话说，最右边的8位中，如果bit为1的总数
         是偶数，那么该标志就是1.
         AF标志：如果操作结果bit3发生了进位，那么该标志就是1.
         ZF标志：如果操作结果为0，那么该标志就是1。
      SF标志：就是操作数的最高有效位，就是说SF的值等于操作结果的最高有效位。
      OF标志：这个标志有点复杂，其结果是CF标志和次最高位是否发生进位（如果进位是1，
              没进位是0）进行异或的结果。
      以上是我设置标志位的规则，记住了哦。看你研究的那么辛苦，才告诉你。我要走了。”
      我：“等等，我还有好多问题要问啊,别走啊。。。。。。”
      一惊之下，突然醒来，口水流了一桌子原来是南柯一梦。
      赶紧整理下梦中的记忆，写在纸上进行验证。谁知结果竟然是正确的，因此写出来大家共享。