微机原理——指令系统——算数运算指令(ADD、ADC、SUB、SBB、INC、DEC、NEG、CMP、MUL、IMUL、DIV、IDIV、CBW、CWD、BCD调整)

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算数运算指令

      • 1、加减法指令ADD、ADC 、SUB 、SBB 和增量减量指令INC、DEC、NEG
        • ADD ADC例题讲解
        • SUB SBB例题讲解
      • 2、比较指令CMP
        • CMP例题讲解
      • 3、乘除指令MUL IMUL DIV IDIV
        • DIV、IDIV例题讲解
      • 4、符号扩展指令CBW CWD
      • 5、BCD数运算调整指令（十进制调整指令）

算术

1、加减法指令ADD、ADC 、SUB 、SBB 和增量减量指令INC、DEC、NEG

（1）不带进位位加法指令
指令格式：ADD DST，SRC ； DST←DST＋SRC
语法格式：ADD reg / mem ，reg/mem /imm8/imm16
指令功能：完成两个操作数相加，结果送目的操作数DST。
该指令要求DST、SRC 不能同时为存储器，DST不能为立即数，运算结果对标志位有影响。
例子：
例子
(2)ADC 带进位位加法指令
指令格式： ADC DST，SRC
功能：与ADD指令相同，只是相加时要加上进位位的当前值。
完成的操作为：== （DST） ← （SRC）+（DST）+ CF ==
DST、SRC 不能同时为存储器， SRC可为立即数，运算结果对标志位有影响。
对状态标志位的具体影响：

CF=1 二进制加法中最高有效位向高位有进位。
CF=0 二进制加法中最高有效位向高位无进位。
ZF=1 加法结果为0
ZF=0 加法结果不为0 。
OF=1 两同符号数相加（正数+正数、或负数+负数），而结果符号与其相反。
OF=0 不同符号数相加。注意: (不同符号数相加不会产生溢出)
SF=1 加法结果为负（符号位为1）
SF=0 加法结果为正（符号位为0）。

ADD ADC例题讲解

问：设在DVAR开始的连续8字节中分别存放着两个数A（00127654H）和B（00049821H）（每个数为32位），求C=A+B,并将结果C放到DVARC开始的内存中
思路分析：完成双字（32位）相加：先用ADD把低位字相加，再用ADC完成高位字的带进位加法

data segmentDVAR DD 00127654H;DVAR DD 00049821H;DVARC DD ?	;存储相加后的值
ends
;在数据段定义数据
LEA DI,DVAR;获取DVAR地址
MOV AX,4[DI];第二个数的低位字的起始地址=DI+4，将其中内容送入AX
ADD AX,[DI];第一个数的低位字
MOV WORD PTR DVARC,AX;保存结果的低位字
MOV AX,6[DI];
ADC AX,2[DI];	带进位		
MOV DVARC+2,AX;保存结果的高位字

语法知识点：
汇编中何时使用WORD/BYTE PTR
伪指令DD DW DB
(3) SUB DST，SRC 不带借位减法指令
功能：进行两个操作数的相减操作，结果送回DST。
完成的操作： DST←DST－SRC
(4) SBB DST，SRC 带借位减法指令
功能：与SUB相类似，但相减时还应减去标志CF的当前值。
完成的操作： DST←DST－SRC－CF
语法格式：SUB（SBB） reg/mem ，reg/mem/imm
DST、SRC可以是存储器或寄存器， 但不能同时为存储器。运算结果对标志位有影响。
LIZi

SUB SBB例题讲解

问：设DVAR1和DVAR2保存有双字数，求(DVAR1)- (DVAR2)，并将结果保存在双字变量DVARR中。

data segmentDVAR1 DD 00127654H;DVAR2 DD 00049821H;DVARR DD ?	;存储相减后的值
ends
;在数据段定义数据
MOV AX,WORD PTR DVAR1;
SUB AX,WORD PTR DVAR2;
MOV WORD PTR DVARR,AX;保存结果的低位字
MOV AX,WORD PTR DVAR1+2;
SBB AX,WORD PTR DVAR2+2;	带借位		
MOV WORD PTR DVARR+2,AX;保存结果的高位字

(5) INC OPR 加1指令
对指定的操作数进行加1操作，其操作数OPRD可以是任意一个通用寄存器，也可以在内存单元中。
该指令影响标志位，但不影响CF标志位。
完成的操作： OPR OPR+1

INC AL ； AL←AL+1
INC （SI）； （SI） （SI）+1

(6) DEC OPR 减1指令
功能：实现对操作数的减1操作，操作数可以是通用寄存器，也可以在内存单元中。减1操作时，把操作数看作为无符号的二进制数。
完成的操作： OPRD OPRD-1
语法格式：DEC reg/mem

DEC BX ； BX BX-1
DEC（DI）；（DI） （DI）-1

(7) NEG (取负指令)
格式: NEG DST;
描述
转换成二进制算法：

OPR OPRD ‘+1
或： OPR FFFFH -（OPR）’+1

2、比较指令CMP

指令格式： CMP OPR1，OPR2；OPR1－OPR2 结果影响标志位。
语法格式：CMP reg/mem ，reg/mem/imm
功能：做两个数的比较，与减法指令一样执行OPR1－OPR2操作，但相减后不回送结果，只是根据相减结果修改标志位。
OPR1、OPR2可以是存储器或寄存器，不能同时为存储器，OPR2还可为立即数，运算结果对标志位有影响。
比较结果有三种可能：AX>BX 、 AX<BX 、 AX=BX
对标志位的影响：

CF=1 减法中最高有效位向高位有借位（ AX<BX ）
CF=0 减法中最高有效位向高位无借位（ AX≥BX ）
ZF=1 结果为0（AX=BX）；
ZF=0 ，结果不为0（AX≠BX）
OF=1 两数符号相反（正数-负数、或负数-正数），而结果符号与减数（BX）相同。
OF=0 同符号数相减。

CMP例题讲解

问：若自BLOCK开始的内存缓冲区中，有100个带符号的数，希望找到其中最大的一个值，并将它放到MAX单元中。
分析思路：循环语句 加一减一指令、找到最大值：需要比较语句CMP
带符号的数：一个字大小

data segmentBLOCK DD 00127654H;......BLOCK DD 00049821H;MAX DD ?;
ends
;在数据段定义数据
MOV BX,OFFSETBLOCK;		==LEA BX,BLOCK;	获取地址
MOV AX,[BX];	将第一个数存入AX
INC BX;
INC BX;	地址转到下一个数:BX+2
MOV CX,99;计数器置数
AGAIN:CMP AX,[BX];	AX中的数和BX指向的数
JG   NEXT     ;大于则转，AX>[BX]
MOV AX,[BI];	否则把[BX]送入AX
NEXT:DEC CX;
INC BX;
INC BX;计数减1，bi指向下一个数
JNZ AGAIN;所有的数比较完了吗？没完转AGAIN继续
MOV [MAX],AX;	将AX内容送入存储单元MAX

3、乘除指令MUL IMUL DIV IDIV

(1)无符号数乘法指令MUL
格式：MUL SRC ；（AX）（AL）×（SRC）字节乘法
（DX,AX）（AX）×（SRC）字乘法
语法格式：MUL reg/mem
要求：字节运算时，目的操作数（被乘数）（隐含指令）必须是累加器AL，在做乘法运算时要先把被乘数设置好，即被乘数和乘积是隐含的形式，被乘数和乘数都是无符号数，乘积存放在寄存器AX中。进行字运算时，目的操作数必须是累加器AX，乘积在寄存器DX，AX中。源操作数不允许使用立即数。
示意图：
示意图
(2) 带符号数乘法指令IMUL
格式：IMUL SRC ；（AX） （AL）×（SRC）字节
；（DX，AX） （AX）×（SRC）字
语法格式：IMUL reg/mem
注意：操作同无符号数乘法相同
对标志位的影响也可相类比。

例： MOV AL 66H；被乘数送AL
MOV BL 88H；乘数送BL
MUL BL ；无符号乘法，AL×BL结果存于AX中
MOV AX，6666H ；被乘数（字）送AX
MOV BX，4567H ；乘数（字）送BX
MUL BX ；结果的高字在DX中，低字在AX中

何时使用带符号和不带符号？
MUL和IMUL指令的使用条件是由数的属性决定（由程序设计者自己确定）。
如（11111111B）× （11111111B）为无符号数时为255×255=65025，
而为有符号数时为（－1）×（－1）=1,因此根据要相乘数的格式决定选用那一种指令。
对标志位的影响：
乘法指令运算结果影响状态标志，但对CF、OF有特殊的定义。
影响
字与字节相乘：

MOV AL,15H;
CBW; CBW = convert byte to word逻辑意义就是al的符号扩展到ah
节扩展CBW的基本功能是（AH）=00H，当（AL）的最高有效位为0时。AH）=FFH，当（AL）的最高有效位为1时
MOV BX,0FB78H;
IMUL BX;
结果

(3)无符号数除法指令DIV （被除数和结果隐含）
格式：DIV SRC ；（AL） （AX）/（SRC）除法的商
字节操作 （AH） （AX）/（SRC）除法余数
字操作 （AX） （DX，AX）/（SRC）除法的商
（DX） （DX，AX）/（SRC）除法余数
(4)带符号除法指令IDIV （被除数和结果隐含）
格式：IDIV SRC ；（AL） （AX）/（SRC）除法的商
字节操作 （AH） （AX）/（SRC）除法余数
字操作 （AX）（DX，AX）/（SRC）除法的商
（DX）（DX，AX）/（SRC）除法余数
形象表示：表述
== 需要注意点：==
1） 如果除数为0，则产生0型中断。
2） 除法指令运算结果对状态标志无定义。
3） 除法指令要求字操作时，被除数必须为32位，除数是16位，商和余数是16位；字节操作时，被除数必须为16位，除数是8位，商和余数是8位。(被除数必须大于除数)。
4）有符号与无符号除法完成的操作相同，只是做有符号除法时，操作数是有符号的，得到的商和余数也是有符号的，余数的符号同被除数符号相同。

DIV、IDIV例题讲解

问：***分别实现下列数据的无符号和有符号除法
DATA7 DW 9400H ；被除数
DATA8 DW 0060H ；除数
QUOT DW ？ ；商
REMAIN DW ？ ；余数 ***

;无符号
MOV AX,DATA7;
MOV DX,0;
DIV DATA8;
MOV QUOT,AX;
MOV REMAN,DX;
;有符号
MOV AX,DATA7;
;CWD可将AX内容扩展到DX、AX。规则是若AX最高位=1，则执行后DX=FFFFH；若AX最高位=0，则执行后DX=0000H
IDIV DATA8;
MOV QUOT,AX;
MOV REMAN,DX;

符号扩展指令CBW,CWD是什么意思？

4、符号扩展指令CBW CWD

在这里插入图片描述

5、BCD数运算调整指令（十进制调整指令）

开始写这一类指令时感觉有点蒙，看了这篇文章感觉稍微好了点,建议先看这篇文章再往下了解具体指令。
http://www.elecfans.com/dianzichangshi/20171124586013.html
BCD码：用4位二进制码表示1位10进制数。
它和二进制码并不相同，为了得到正确结果我们需要进行修正。
BCD分为两类：
1)、分离BCD码：8位寄存器包含一位BCD码 （非压缩BCD）
2)、组合BCD码：8位寄存器包含2位BCD码 （压缩BCD）
1、加法调整指令AAA DAA
AAA——对AL中非压缩的BCD数的加法结果进行调整；
具体操作：
1、对相加结果AL的低四位+6修正
2、观察AF
AF有进位，则AH=1，CF=1，AF=l;
AF无进位，则AH=0，CF=0，AF=0。
3、清AL的高4位

DAA——对AL中的两个压缩十进制数相加之和进行调整，得到压缩十进制和；
具体操作：
对相加结果AL的低4位和高4位分别进行+6修正。对标志位的影响等同于ADD指令
压缩BCD和非压缩BCD的区别
压缩BCD码
用一个字节表示两位BCD码,高位表示十位数BCD码，低位表示个位数BCD码，称为压缩型BCD码。
例如：十进制数56用压缩8421BCD码表示为0101 0110
非压缩BCD码
用一个字节表示一位BCD码，高位为0，低位为BCD码。
例如：十进制数5用非压缩8421BCD码表示为0000 0101
参考链接
问：计算十进制数的运算：4+8

;通过键盘输入得到的是ASCII码，将其看做分离BCD码，则高4位为无效部分，因此不需要清除.
MOV AL,34H;		BCD表示十进制数34
MOV BL,28H;		BCD表示十进制数28
ADD AL.BL;
;在此之前（AL）=5CH，（按照二进制相加）
DAA;
;在此之后，(AL)=62H（转化成BCD码）

2、减法调整指令AAS DAS
AAS——对AL中非压缩的BCD数的减法结果进行调整；
对非压缩BCD码的低位AL进行减6处理，观察AF有无借位
AF有借位，则CF=1，AF=l;
AF无借位，则CF=0，AF=0。
DAS——对AL中的两个压缩十进制数相减之差进行调整，得到压缩十进制差；
对压缩BCD码的高位AH和低位AL都进行减6处理。对标志位的影响等同于SUB指令。
问：计算十进制数的运算：5-9

;通过键盘输入得到的是ASCII码，将其看做分离BCD码，则高4位为无效部分，因此不需要清除.
MOV AL,05H;		BCD表示十进制数5
MOV BL,09H;		BCD表示十进制数9
SUB AL.BL;
AAS

问：计算十进制数的运算：31-87

;通过键盘输入得到的是ASCII码，将其看做分离BCD码，则高4位为无效部分，因此不需要清除.
MOV AL,31H;		BCD表示十进制数5
MOV BL,87H;		BCD表示十进制数9
SUB AL.BL;
DAS

3、乘法调整指令AAM
AAM——对AX中两个ASCII未压缩十进制相乘结果进行调整；
调整方法：将结果(AL)除以10,商为(AH)的低4位，余数为(AL)的低4位
问：计算十进制数的运算：78*

;通过键盘输入得到的是ASCII码，将其看做分离BCD码，则高4位为无效部分，因此不需要清除.
MOV AL,7;		
MOV BL,8;	
MUL BL;
AAM

4、除法调整指令AAM
AAD——在除法指令前对AX中ASCII未压缩的十进制数进行调整；
调整方法：(AL)=(AH)*10+(AL);使（AH）=0，接下来操作是正常的除法操作。

问：计算十进制数的运算：274*

;通过键盘输入得到的是ASCII码，将其看做分离BCD码，则高4位为无效部分，因此不需要清除.
MOV AX,0207H;		
MOV BL,4;	
AAD ;(AX)<-001BH
DIV BL;

总结，因为BCD的类型而总分为两类的指令其实本质相同，其中，
加减乘都是通过一些操作从而将结果进行修正，从二进制转为BCD形式。
除法却是对被除数进行操作，这点需要特别注意*

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