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前言

点赞再看，养成习惯！

今天我们来讲一下常见CPU组成中的最后一个寄存器:标志寄存器.

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一、标志寄存器的简介

CPU内部的寄存器中，有一种特殊的寄存器（对于不同的CPU可能其构造和数量均不同），其主要有三中作用：

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

这种寄存器在我们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），与其他寄存器不同的是，其他寄存器都是整个寄存器用来存放特定具数据，而标志寄存器则是按照每一位来记录特定信息。比如8086CPU的结构图如下：

flag寄存器中的1，3，5，12，13，14，15位在8086CPU中并没有被应用，不具备任何含义。而剩余各位则都具有其特殊含义，接下来我们就要详细的讲一下剩下的其他各位。

二、标志位详解

2.1 ZF标志

ZF标志位是flag寄存器的第六位,我们可以将其理解为零标志位。它主要是用来记录相关指令执行后，其结果是否为0，如果结果为0则 zf = 1 否则为0。比如我们可以执行如下程序：

assume cs:code
code segment 
		main:
		     mov ax,1
			 sub ax,1
code ends 
end main 
1
2
3
4
5
6
7

运行结果：

运行结果中的nz代表当前结果值非0，zr代表当前结果值为0。

2.2 PF标志

奇偶标志位，它负责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为偶数则pf=1 反之为0。

assume cs:code
code segment 
     main :  mov al,2
			 add al,10
code ends 
end main
1
2
3
4
5
6

运行结果：

我们通过运行结果对比可以知晓：PO代表基数，PE代表偶数

2.3 SF标志

flag寄存器的第七位是符号标志位，它用来标志程序的运行结果是否为负，若为负则sf=1，反之为0。

assume cs:code
code segment 
     main :  mov al,1
			 sub al,2
code ends 
end main
1
2
3
4
5
6

运行结果：

我们通过运行结果对比可以知晓：NC代表整数，CY代表负数

2.4 CF标志

在学习CF标志之前，我们要先搞清楚一个基础概念:有符号运算及无符号运算

2.4.1 无符号运算

什么是无符号运算？无符号运算更像是数的绝对值，比如我们的二进制串1111 1111在无符号运算的时候其表达的含义就是十进制的255，此时用来参与运算的1111 1111是不会考虑正负的。

2.4.2 有符号运算

但是同样是1111 1111如果我们想要其表达出正负，按照约定我们就需要通过二进制串的第一位来表示数的正负，正数为0，负数为1。同时为了通过加法代替减法（比如 1 + (-1) 等价于1 - 1），负数在表达时会采用其真码的补码来进行表示。比如我们说数字-1，其真码就是1000 0001，其反码就是1111 1110,进一步我们能推出其补码就是1111 1111 。是不是很熟悉，没错这就是我们无符号运算中的255 。

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我们再回到CF标志位，CF标志位处于flag寄存器的第0位，其主要是用来标识无符号计算时运算结果向更高位进位（或借位）的状态。比如8位寄存器中我们进行一个简单的加法：十六进制的 80 + 7F，对应的程序源码就是：

assume cs:code
code segment 
     main :  mov al,80H
			 mov bl,7FH
             add al,bl
code ends 
end main
1
2
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4
5
6
7

运行结果：

那么如果是无符号运算的80+80呢？我们再来试一下：

assume cs:code
code segment 
     main :  mov al,80H
			 mov bl,80H
             add al,bl
code ends 
end main
1
2
3
4
5
6
7

运行结果：

我们预期的结果应该是十六进制的100，但是此时由于AL寄存器只能显示八位数字，因此只能显示出低位的00，而消失不见的1此时其实就由CF标志位进行标注。

2.5 OF标志

OF标志位处于flag寄存器的第11位，它的作用是记录有符号运算时的溢出情况，比如我们一个8位寄存器可以表达十进制有效范围为：+127 到 -128 ，那如果我们进行的运算超过了这个范围怎么办？这种情况我们就称之为发生了模溢出，此时我们就需要使用OF寄存器进行记录。
我们简单的通过计算十进制的127+1（即十六进制的7F+1）来模拟一下溢出场景。

assume cs:code
code segment 
     main :  mov al,7fH
			 mov bl,1H
             add al,bl
code ends 
end main
1
2
3
4
5
6
7

运行结果：

此时运算结果为二进制的1000 0000即十进制的-128。很明显不符合我们的预期，这就是由于值溢出导致的。

2.5.1 CF标志及OF标志的区别

很多小伙伴 其实并不能很好的区分CF标志位的进位和OF标志位的溢出的概念。首先如果我们使用的是8位寄存器,那么其结构应该如下图所示:

我们以数据1111 1111为例,如果是无符号运算,此时数据结构如下:

此时八位数据全部参与运算,其10进制值为255,如果此时我们将该数据+1,则结果应是:

此时结果值为十进制的256，而由于索引为8的内存单元已经超过了寄存器的长度限制，因此需要借位，因此CF标志需要更改为1，表示发生了借位。

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我们再来看下如果此时进行的是符号运算，则同样是元素1111 1111，由于其首位为符号位1表示负数，因此其表现形式为补码，其真值则为-1。

如果此时我们将值+1则其结果为：
此时由于第七位就是我们的符号位，因此溢出的第八位我们无需关注，因此此时数据0000 0000 表示的值便是十进制的0，此时还并没有发生值的溢出。如果我们此时将数据更改为0111 1111,其符号位为正数，则其真值为十进制的+127。

此时值+1则为1000 0000,符号位发生了改变，其真值为十进制的- 128 ，明显不符合我们127 + 1 = 128，发生了值溢出。

此时按照规定，OF符号位的值应为1 。

2.6 DF标志

DF标志是Flag寄存器的第十位，被称为方向标志位，其作用就是我们在进行串操作的时候进行SI,DI的递减，如果df=0 则每次操作后si，递增；如果df=1，每次操作后si，di递减。其具体应用我们会在稍后通过新的指令进行讲解。

2.7 DOSBOX中的flag标志位表示

三、Flag标志位的衍生指令

3.1 adc指令

adc 指令是带进位加法指令，它就是利用了CF标志位的进位功能。

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指令格式： adc 对象1，对象2
如： adc ax,bx
作用： 对象1 = 对象1+对象2 +cf
如：adc ax,bx -> ax = ax + bx +cf
我们来简单的写个程序：

assume cs:code
code segment 

	main : mov ax,1
		   mov bx,2
		   sub ax,bx ; 此时ax = ffff 发生了借位,cf = 1
		   adc ax,bx ; ax = ffff + 2 + 1 = 2    此时发生进位,cf=1

code ends 
end main 
1
2
3
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3.2 sbb指令

sbb 指令是带进位(借位)信息的减法指令,它与adc指令类似,也是利用CF的值进行计算。

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指令格式： sbb 对象1，对象2
如： sbb ax,bx
作用： 对象1 = 对象1 - 对象2 - cf
如：sbb ax,bx -> ax = ax - bx - cf
我们来简单的写个程序：

assume cs:code
code segment 

	main :  mov  ax ,2 
            mov bx ,1 
			sbb bx,ax  ; bx = ffff 此时发生借位 cf = 1
			sbb ax,ax ; ax = ax - ax - 1 = ffff

code ends 
end main 
1
2
3
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10

3.3 cmp指令

cmp是比较指令，其功能相当于减法指令，只不过减法的值并不会被保存到寄存器中。当cmp指令执行后，其比较结果会影响flag寄存器，这样我们就可以通过flag寄存器获知比较的结果（主要影响CF,ZF,OF,AF,PF）。那我们该如何判断比较大小的结果呢？
比如:

mov ax,1
mov bx,1
cmp ax,bx
1
2
3

3.3.1 相等

由于cmp ax,bx = ax - bx = 0
因此 zf = 1 说明 ax 等于bx

3.3.2 无符号比较

比如 cmp ax,bx
若CF = 1 由于cmp进行的是减法运算,因此表示此时运算发生了借位,因此ax 小于 bx 反之若CF= 0 则ax >= bx(需要判断zf的值来判断是否相等)

3.3.3 有符号比较

如 cmp ax,bx
若 SF = 0 OF = 0 则表示无负数,无溢出,则代表ax > bx
若 SF = 1 OF = 0 则表示有负数,无溢出 则 ax < bx
若 SF = 0 OF = 1 则表示无负数 有溢出 则 ax<bx
若 SF = 1 OF = 1 则表示有负数 有溢出 则 ax > bx

3.4 状态位条件转移指令

我们之前有使用过jcxz 转移指令，其通过判断cx寄存器的值来判断是否需要转移，而汇编语言中还存在一些基于Flag寄存器状态位来判断是否转移的指令。

其使用方式与jcxz指令无异，比如我们要判断如果 ax = bx 则cx = 1 反之则为 2

assume cs:code
code segment 
	main :   mov ax,2
		     mov bx,1
		     mov cx,0 
		     cmp ax,bx
		     je equals
		     mov cx,2
  equals :   mov cx,1

code ends 
end main 
1
2
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3.5 数据传送指令

数据传送指令有很多种，比如movsb,movsw等，它们的使用场景大体相同，我们以movsb举例：

movsb 是一个串传送指令，起作用相当于：

1. es16 + di = ds16 + si
2. 如果df = 0 则 di+1 ， si+1
3. 如果df=1 则 di-1 ，si-1

我们用简单易懂的方式翻译一下：当我们调用movsb的时候，我们会将ds:si的数据复制到es：di 。同理的movsw表示为两个字长，因此di及si的递增递减应为2。

这里再提一下rep指令，起作用与loop类似，是根据cx寄存器的值重复执行其后续的串转移指令。

3.6 pushf和popf

pushf的含义就是push flag，它的作用就是将标志寄存器的值压栈，与之相对的就是popf，其作用就是将标志寄存器的值弹栈。两个指令配合使用是为了可以获取当前flag寄存器的值以作判断。比如：

assume cs:code
code segment

	main: 
	      mov ax,2
		  mov bx,1
		  sub ax,bx
		  pushf
		  pop ax
code ends

end main
1
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结语

今天的内容就到此结束了，有疑问的小伙伴欢迎评论区留言或者私信博主，博主会在第一时间为你解答。

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