汇编语言中的加减法~~~困扰我很久了。。有高人吗
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发布时间：2022-05-18 16:28
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时间：2023-10-19 22:04
看下这篇文章 估计你就明白了：
文章开始：
这个问题要是考虑深了，还真有些东西呢，当然，要是简单的理解，那就很容易了。下面我就把这个东西尽量的扩展一点，深入一点和大家说说。
一、只有一个标准！
在汇编语言层面，声明变量的时候，没有 signed 和 unsignde 之分，汇编器统统，将你输入的整数字面量当作有符号数处理成补码存入到计算机中，只有这一个标准！汇编器不会区分有符号还是无符号然后用两个标准来处理，它统统当作有符号的！并且统统汇编成补码！也就是说，db -20 汇编后为：EC ，而 db 236 汇编后也为 EC 。这里有一个小问题，思考深入的朋友会发现，db 是分配一个字节，那么一个字节能表示的有符号整数范围是：-128 ~ +127 ，那么 db 236 超过了这一范围，怎么可以？是的，+236 的补码的确超出了一个字节的表示范围，那么拿两个字节（当然更多的字节更好了）是可以装下的，应为：00 EC，也就是说 +236的补码应该是00 EC，一个字节装不下，但是，别忘了“截断”这个概念，就是说最后的结果被截断了，00 EC 是两个字节，被截断成 EC ，所以，这是个“美丽的错误”，为什么这么说？因为，当你把 236 当作无符号数时，它汇编后的结果正好也是 EC ，这下皆大欢喜了，虽然汇编器只用一个标准来处理，但是借用了“截断”这个美丽的错误后，得到的结果是符合两个标准的！也就是说，给你一个字节，你想输入有符号的数，比如 -20 那么汇编后的结果是正确的；如果你输入 236 那么你肯定当作无符号数来处理了（因为236不在一个字节能表示的有符号数的范围内啊），得到的结果也是正确的。于是给大家一个错觉：汇编器有两套标准，会区分有符号和无符号，然后分别汇编。其实，你们被骗了。:-)
二、存在两套指令！
第一点说明汇编器只用一个方法把整数字面量汇编成真正的机器数。但并不是说计算机不区分有符号数和无符号数，相反，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。但是，这里要强调一点，一个数到底是有符号数还是无符号数，计算机并不知道，这是由你来决定的，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。
举例来说：
内存里有 一个字节x 为：0x EC ，一个字节 y 为：0x 02 。当把x，y当作有符号数来看时，x = -20 ，y = +2 。当作无符号数看时，x = 236 ，y = 2 。下面进行加运算，用 add 指令，得到的结果为：0x EE ，那么这个 0x EE 当作有符号数就是：-18 ，无符号数就是 238 。所以，add 一个指令可以适用有符号和无符号两种情况。（呵呵，其实为什么要补码啊，就是为了这个呗，:-)）
乘法运算就不行了，必须用两套指令，有符号的情况下用imul 得到的结果是：0x FF D8 就是 -40 。无符号的情况下用 mul ，得到：0x 01 D8 就是 472 。（参看文后附录2例程）
三、可爱又可怕的c语言。
为什么又扯到 c 了？因为大多数遇到有符号还是无符号问题的朋友，都是c里面的 signed 和 unsigned 声明引起的，那为什么开头是从汇编讲起呢？因为我们现在用的c编译器，无论gcc 也好，vc6 的cl 也好，都是将c语言代码编译成汇编语言代码，然后再用汇编器汇编成机器码的。搞清楚了汇编，就相当于从根本上明白了c，而且，用机器的思维去考虑问题，必须用汇编。（我一般遇到什么奇怪的c语言的问题都是把它编译成汇编来看。）
C 是可爱的，因为c符合kiss 原则，对机器的抽象程度刚刚好，让我们即提高了思维层面（比汇编的机器层面人性化多了），又不至于离机器太远 （像c# ，java之类就太远了）。当初K&R 版的c就是高级一点的汇编……:-)
C又是可怕的，因为它把机器层面的所有的东西都反应了出来，像这个有没有符号的问题就是一例（java就不存在这个问题，因为它被设计成所有的整数都是有符号的）。为了说明c的可怕特举一例：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
int x = 2;
char * str = "abcd";
int y = (x - strlen(str) ) / 2;
printf("%d\n",y);
}
结果应该是 -1 但是却得到：2147483647 。为什么?因为strlen的返回值，类型是size_t，也就是unsigned int ，与 int 混合计算时类型被自动转换了，结果自然出乎意料。。。
观察编译后的代码，除法指令为 div ，意味无符号除法。
解决办法就是强制转换，变成 int y = (int)(x - strlen(str) ) / 2; 强制向有符号方向转换（编译器默认正好相反），这样一来，除法指令编译成 idiv 了。我们知道，就是同样状态的两个内存单位，用有符号处理指令 imul ，idiv 等得到的结果，与用 无符号处理指令mul，div等得到的结果，是截然不同的！所以牵扯到有符号无符号计算的问题，特别是存在讨厌的自动转换时，要倍加小心！（这里自动转换时，无论gcc还是cl都不提示！！！）
为了避免这些错误，建议，凡是在运算的时候，确保你的变量都是 signed 的。（完）
附录
1：顺便指出楼上那位同志错误的地方，《IA-32 Intel Architecture Software Developer’s Manual》第2卷PDF文档表述为“sign-extended imm8”，这个sign-extended 是符号扩展的意思，他理解成有符号数了。。。
说说符号扩展：当操作数进行长度扩展时，既要让操作数变长又不能改变原数值，所以就出现了符号扩展一说。比如 movsx ax, 0xEC ，执行扩展后，ax的值为：0xFFEC，长度变长了，结果没变，都是 -20 。
2：两套乘法指令结果例程
;; 程序存储为 x.s
;;--start--------------------------------------------------------
extern printf
global main
section .data
str1: db "%x",0x0d,0x0a,0
n: db 0x02
section .text
main:
xor eax,eax
mov al, 0xec
mul byte [n] ;有符号乘法指令为: imul
push eax
push str1
call printf
add esp,byte 4
ret
;;--end---------------------------------------------------------------
编译步骤：
1. nasm -felf x.s
2. gcc x.o
ubuntu7.04 下用nasm和gcc编译通过。结果符合文章所述。
最后：
如果我有什么错误的地方请大家指正！
我的blog ： http://blog.csdn.net/band_of_brothers/
文章结束
其实只要明白有符号数和无符号数因为补码的关系，导致加减出来的结果是一致的。计算机并不知道一个数有无符号，最好位是1还是0对它还说没任何意义，编程者来根据实际情况确定有无符号，从而选择合适的指令。所以加减指令，既作为无符号数影响标志位CF,AF，又作为有符号数影响标志OF,SF。编程者再跟具实际情况选择不同的标志位来判断。
CF 无符号数溢出
OF 有符号数溢出
参考资料：http://www.oldlinux.org/oldlinux/viewthread.php?tid=7631
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时间：2023-10-19 22:04
汇编语言中的四则运算（加减乘除），是要区分有符号数和无符号数的，指令相近，但不完全相同。
无符号数的四则运算指令：
+：add
-：sub
*：mul
/：div
有符号数的四则运算指令：
+：adc
-：sbb
*：imul
/：idiv
相应的标志位的判断也不一样，在比较指令cmp之后，通常跟有条件转移指令，这个条件转移指令要根据有符号数运算和无符号数运算来区分使用，若使用错了，就不会得到预想的结果。对应有符号数的条件转移指令用G（大于）、E（等于）、L（小于），如JG、JGE、JL、JLE、JNG、JNL等；对应无符号数的条件转移指令用A（高于）、E（等于）、B（低于），如JA、JAE、JB、JBE、JNB、JNA等。主要是根据进位标志位(CF)来判断。若CF=1，用JC指令判断；若CF=0，用JNC判断。假发、减法所用判断指令是一样的。OF使用场合不多。
关于补码，请参见下方的参考资料。
参考资料：http://ke.baidu.com/view/377340.htm
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时间：2023-10-19 22:05
首先要掌握“使用补码”的意义。
特性：作加法，加多了，就可以呈现出减法的作用。
目的：用加法器代替减法器，简化硬件。
比如两位十进制，－1 可以用 +99 代替。
24 － 1 = 23
24 + 99 = (1) 23
舍弃进位，只取两位的结果，那么，减法就可用加法代替了。
你要注意了，进位，必须舍弃。
谁要讨论补码运算的进位，就是自寻烦恼！
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八位二进制：0000 0000~1111 1111。
相当于十进制：0~255。
此时，－1 就可以用 1111 1111(255) 代替了。
1111 1111(255)，就是－1 的补码。
1111 1110(254)，就是－2 的补码。
。。。 。。。
1000 0000(128)，就是－128 的补码。
0~127，还是原来的正数。
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那么，问题就来了：
正数＋正数，如果超出了 127，结果，就是负数。
结果的符号不合理。 这就是溢出。
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同理：负数＋负数，超出了 255，进位再舍弃，就是正数了。
这也是溢出。
还有：正数－负数、负数－正数，也可能溢出。
能够产生溢出，只有这四种算法。
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溢出，就是符号异常。
用二进制数的运算，来判断进位、溢出，书上都有例题。
