一、标志寄存器

CPU内部的寄存器中，有一种特殊的寄存器（对于不同的处理机，个数和结构都可能不同）具有以下三种作用：

用来存储相关指令的某些执行结果
用来为CPU执行相关指令提供行为依据
用来控制CPU的相关工作方式

这种特殊的寄存器在8086CPU中，被称为标志寄存器。8086CPU的标志寄存器有16位，其中存储的信息通常被称为程序状态字（PSW）。在后面我们将标志寄存器简称为flag。

flag和其他寄存器不一样，它是按位起作用的，每一位都有专门的含义，记录特定的信息。

8086CPU的flag寄存器的结构如下图所示：

flag的1、3、5、12、13、14、15位在8086CPU中没有使用，不具有任何含义。而0、2、4、6、7、8、9、10、11位都具有特殊的含义。

1.1 ZF标志

flag的第6位是ZF，零标志位。它记录相关指令执行后，其结果是否为0。如果结果为0，那么zf=1；如果结果不为0，那么zf=0.

比如，指令：

mov ax,1
sub ax,1

执行后，结果为0，则zf=1

注意，在8086CPU的指令集中，有的指令的执行是影响标志寄存器的，比如：add、sub、mul、div、inc、or、and等，它们大都是运算指令（进行逻辑或算术运算）；有的指令的执行对标志寄存器没有影响，比如，mov、push、pop等，它们大都是传送指令。在使用一条指令的时候，要注意这条指令的全部功能，其中包括，执行结果对标志寄存器的哪些标志位造成影响。

1.2 PF标志

flag的第2位是PF，奇偶标志位。它记录相关指令执行后，其结果的所有bit位中1的个数是否为偶数。如果1的个数为偶数，pf=1，如果为奇数，那么pf=0.

比如，指令：

mov al,1
add al,10

执行后，结果为00001011B，其中有3个1，则pf=0

1.3 SF标志

flag的第7位是SF，符号标志位。它记录相关指令执行后，其结果是否为负。如果结果为负，sf=1；如果非负，sf=0.

计算机中通常用补码来表示有符号数据。计算机中的一个数据可以看作是有符号数，也可以看成是无符号数。这也就是说，对于同一个二进制数据，计算机可以将它当作无符号数据来运算，也可以当作有符号数据来运算，比如：

mov al,10000001B
add al,1

结果：(al)=10000010B

可以将add指令进行的运算当作无符号数的运算，那么add指令相当于计算129+1，结果为130(10000010B)；也可以将指令进行的运算当作有符号数的运算，那么add指令相当于计算-127+1，结果为-126(10000010B)。

不管我们如何看待，CPU在执行add等指令时，就已经包含了两种含义，也得用同一种信息来记录两种结果。关键在于我们的程序需要哪一种结果。

SF标志，就是CPU对有符号数运算结果的一种记录，它记录数据的正负。在我们将数据当作有符号数来运算的时候，可以通过它来得知结果的正负。如果我们将数据当作无符号数来运算，SF的值则没有意义，虽然相关的指令影响了它的值。

这也就是说，CPU在执行add等指令时，是必然要影响到SF标志位的值的。

比如：

mov al,10000001B
add al,1

执行后，结果为10000010B，sf=1，表示：如果指令进行的是有符号数运算，那么结果为负。

mov al,10000001B
add al,01111111B

执行后，结果为0，sf=0，表示：如果指令进行的是有符号数运算，那么结果为负。

1.4 CF标志

flag的第0位是CF，进位标志位。一般情况下，在进行无符号数运算的时候，它记录了运算结果的最高有效位向更高位的进位值，或从更高位的借位值。

对于位数为N的无符号数来说，其对应的二进制信息的最高位，即第N-1位，就是它的最高有效位，而假想存在的第N位，就是相当于最高有效位的更高位，如图11.2所示：

当两个数据相加的时候，有可能产生从最高有效位向更高位的进位。比如，两个8位数据：98H+98H，将产生进位。但是这个进位值在8位数中无法保存，注意CPU在运算的时候，并不丢弃这个进位值，而是记录在一个特殊的寄存器的某一位上，8086CPU就用flag的CF位来记录这个进位值，比如，下面的指令：

mov al,98H
add al,al       ；执行后：（al）=30H，CF=1，CF记录了从最高有效位向更高位的进位值
add al,al       ；执行后，（al）=60H，CF=0，CF记录了从最高有效位向更高有效位的进位值

而当两个数据做减法的时候，有可能向更高位借位。比如，两个8位数据：97H-98H，将产生借位，借位后，相当于计算197H-98H。而flag的CF位也可以用来记录这个借位值。比如，下面的指令：

mov al,97H
sub al,98H          ；执行后，(al)=FFH，CF=1，CF记录了向更高位的借位值
sub al,al           ；执行后，(al)=0, CF=0，CF记录了向更高位的借位值

1.5 OF标志

在进行有符号数运算的时候，如果结果超过了机器所能表示的范围称为溢出。

flag的第11位是OF，溢出标志位。一般情况下，OF记录了有符号数运算的结果是否发生了溢出。如果发生溢出，OF=1；如果没有，OF=0。

要注意CF和OF的区别：CF是对无符号数运算有意义的标志位，而OF是对有符号数运算有意义的标志位。比如：

mov al,98
add al,99

执行后结果为98+99=197，超过了8位有符号数的范围-128~127，但是没有超过无符号数的范围0~256，所以add指令执行后，CF=0，OF=1。CPU在执行add等指令的时候，就包含了两种含义：无符号运算和有符号运算。对于无符号运算，CPU用CF位来记录是否产生了进位；对于有符号数运算，CPU用OF位来记录是否产生了溢出，当然，还要用SF位来记录结果的符号。

CF和OF所表示的进位和溢出，是分别对无符号数和有符号数运算而言的，它们之间没有任何关系。

二、adc指令

adc是带进位加法指令，它利用了CF位上记录的进位值。

功能格式：adc 操作对象1，操作对象2
功能：操作对象1=操作对象1+操作对象2+CF

例：

mov ax,2
mov bx,1
sub bx,ax
adc ax,1

执行后，(ax)=4

为什么要加上CF的值呢？先来看下CF的值的含义，在执行adc指令的时候加上的CF的值的含义，是由adc指令前面的指令决定的，也就是说，关键在于所加上的CF值是被什么指令设置的。显然，如果CF的值是被sub指令设置的，那么它的含义就是错位值；如果是被add指令设置的，那么它的含义就是进位值。所以adc指令和add指令相配合就可以对更大的数据进行加法运算，看下这个例子：

计算1EF000H+201000H，结果放在ax（高16位）和bx（低16位）中。

因为两个数据的位数都大于16，用add指令无法进行计算。我们将计算分两步进行，先将低16位相加，然后将高16位和进位值相加，程序如下：

mov ax,001EH
mov bx,0F000H
add bx,1000H
adc ax,0020H

adc指令执行后，也可能产生进位值，所以也会对CF进行设置。由于有这样的功能，我们就可以对任意大的数据进行加法运算。

三、sbb指令

sbb是带借位减法指令，它利用了CF位上记录的借位值。

指令格式：sbb 操作对象1，操作对象2
功能：操作对象1=操作对象1-操作对象2-CF

sbb和adc是基于同样的思想设计的两条指令。

四、cmp指令

cmp是比较指令，它的功能相当于减法指令，只是不保存结果。cmp指令执行后，将对标志寄存器产生影响。其他相关指令通过识别这些被影响的标志寄存器位来得知比较结果。

cmp指令格式：cmp 操作对象1，操作对象2

功能：计算操作对象1-操作对象2，但不保存结果，仅仅根据计算结果对标志寄存器进行设置。

比如，指令cmp ax,ax，做(ax)-(ax)的运算，结果为0，但并不在ax中保存，仅影响flag的各相关位。指令执行后，zf=1，pf=1，sf=0，cf=0，of=0。

下面的指令：

mov ax,8
mov bx,3
cmp ax,bx

执行后：(ax)=8, zf=0, pf=1, sf=0, cf=1, of=0

我们通过cmp指令执行后，相关标志位的值就可以看出比较的结果，以cmp ax,bx为例：

如果(ax)=(bx)，则(ax)-(bx)=0，所以：zf=1
如果(ax)≠\ne=(bx)，则(ax)-(bx)≠\ne= 0，所以：zf=0
如果(ax)<(bx)，则(ax)-(bx)将产生借位，所以：cf=1
如果(ax)>=(bx)，则(ax)-(bx)不会产生借位，所以：cf=0
如果(ax)>(bx)，则(ax)-(bx)即不必借位，结果又不为0，所以：cf=0且zf=0
如果(ax)<=(bx)，则(ax)-(bx)即可能借位，结果可能为0，所以：cf=1或zf=1

根据上面的标志寄存器的值和cmp结果的对应，我们可以看出比较指令的设计思路，即：通过做减法运算，影响标志寄存器，标志寄存器的相关位记录了比较的结果，反过来看上面的例子，指令cmp ax,bx的逻辑含义是比较ax和bx中的值，如果执行后：

zf=1，说明(ax)=(bx)
zf=0，说明(ax)≠\ne=(bx)
cf=1，说明(ax)<(bx)
cf=0，说明(ax)>=(bx)
cf=0并且zf=0，说明(ax)>(bx)
cf=1或zf=1，说明(ax)<=(bx)

同add、sub指令一样，CPU在执行cmp指令时，同样包含两种含义：进行无符号数运算和进行有符号数运算。所以利用cmp指令可以对无符号数进行比较，也可以对有符号数进行比较。上面陈述的都是利用cmp进行无符号数比较时，相关标志位对比较结果的记录。下面我们看下如果用cmp来进行有符号数比较时，CPU用哪些标志位对比较结果进行记录，以cmp ah,bh为例进行说明：

如果(ah)=(bh)，则(ah)-(bh)=0，所以：zf=1
如果(ah)≠\ne=(bh)，则(ah)-(bh)=≠\ne= 0，所以：zf=0

所以，根据cmp指令执行后zf标志位的值，我们就可以知道两个数据是否相等，我们继续看，如果(ah)<(bh)则可能发生什么情况：

对于有符号数运算，在(ah)<(bh)的情况下，(ah)-(bh)显然可能引起sf=1，即结果为负，比如(ah)=1, (bh)=2，则(ah)-(bh)=0FFH为-1的补码，因为结果为负，所以SF=1，但是注意，仅仅通过sf=1就判断操作对象1<操作对象2是不成立的，再看下如下的例子：
(ah)=22H, (bh)=0A0H，则(ah)-(bh)=34-(-96)=82H，82H是-126的补码，所以sf=1，这里sf=1，但是显然(ah)>(bh)。

两个有符号数相减，如果A<B，那么得到的肯定是一个负数，这个思路没有错，关键在于我们根据什么来断定得到的是一个负数。CPU将cmp指令得到的结果记录在flag的相关标志位中，我们可以根据指令执行后，相关标志位的值来判断比较的结果。单纯的考察sf的值不可能知道结果的正负，因为sf记录的只是可以在计算机中存放的相应位数的结果的正负。比如add ah,al执行后，sf记录的是ah中的8位二进制信息所表示的数据的正负。cmp ah,bh执行后，sf记录的是(ah)-(bh)所得到的8位结果数据的正负，虽然这个结果没有在我们能够使用的寄存器或内存单元中保存，但是在执行执行的过程中，它暂存在CPU内部的暂存器中。

所得到的相应结果的正负，并不能说明，运算所应该得到的结果的正负。这是因为在运算的过程中可能发生溢出，如果有这样的情况发生，那么sf的值就不能说明任何问题，例如：

mov ah,22H
mov bh,0A0H
sub ah,bh

结果sf=1，运算实际得到的结果是(ah)=82H，但是在逻辑上，运算所应该得到的结果为34-(-96)=130。就是因为130这个结果作为一个有符号数超过了-128~127这个范围，在ah中不能表示，而ah中的结果被CPU当作有符号数解释为-126。而sf被用来记录这个实际结果的正负，所以sf=1。但是sf=1不能说明在逻辑上，运算所得是正确结果的正负。

但是逻辑上的结果的正负，才是cmp指令所求的真正结果，因为我们就是要靠它得到两个操作对象的比较信息。所以cmp指令所作的比较结果，不是仅仅靠sf就能记录的，因为它只能记录实际结果的正负。

差错就出现在了溢出这里，如果没有溢出发生，那么实际结果的正负和逻辑结果的正负就是完全一致的，所以我们应该在考察sf（得知实际结果的正负）的同时考察of（得知有没有溢出），就可以得知逻辑上真正结果的正负，同时就可以知道比较的结果。

以下，我们以cmp ah,bh为例，总结下CPU执行cmp指令后，sf和of的值是如何来说明比较的结果的。

如果sf=1，而of=0： of=0，说明没有溢出，逻辑上真正的结果代表实际结果，因为sf=1，实际结果为负，所以逻辑上真正的结果为负，所以(ah)<(bh)
如果sf=1，而of=1： of=1说明有溢出，此时逻辑上真正结果的正负≠\ne=实际结果的正负，因为sf=1，实际结果为负，说明逻辑上真正的结果为正，这样sf=1，of=1，说明了(ah)>(bh)
如果sf=0，而of=1： of=1说明有溢出，sf=0表明实际结果非负，如果因为溢出导致了实际结果为正，那么逻辑上真正的结果必然非负，这样sf=0，of=1，说明了(ah)<(bh)
如果sf=0，而of=0：of=0说明没有溢出，逻辑上真正结果的正负=实际结果的正负，因为sf=0，实际结果为负，所以逻辑上真正的结果非负，所以(ah)>=(bh)

五、检测比较结果的条件转移指令

”转移“指代可以修改IP，而”条件“指的是指令可以根据某种条件，决定是否修改IP。

比如，jcxz就是一个条件转移指令，它可以检测cx中的数值，如果(cx)=0，就修改IP，否则什么也不做。所有条件转移指令的转移位移都是[-128,127]

除了jcxz外，CPU还提供了其他的条件转移指令，大多数条件转移指令都检测标志寄存器的相关标志位，根据检测的结果来决定是否修改IP。它们检测的就是被cmp指令影响的那些，表示比较结果的标志位。这些条件转移指令通常和cmp相配合使用，就好像call和ret指令通常相互配合使用的一样。

因为cmp指令可以同时进行两种比较，无符号数比较和有符号数比较，所以根据cmp指令的比较结果进行转移的指令也分为两种，即根据无符号数的比较结果进行转移的条件转移指令（检测zf、cf的值）和根据有符号数的比较结果进行转移的条件转移指令（检测sf、of和zf的值）

下面是常用的根据无符号数的比较结果进行转移的条件转移指令：

指令	含义	检测的相关标志位
je	等于则转移	zf=1
jne	不等于则转移	zf=0

/待补充 238

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11-标志寄存器+adc/sbb+cmp+条件转移指令

一、标志寄存器

1.1 ZF标志

1.2 PF标志

1.3 SF标志

1.4 CF标志

1.5 OF标志

二、adc指令

三、sbb指令

四、cmp指令

五、检测比较结果的条件转移指令

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