Question

在x86汇编中，当有符号整数上的add或sub运算溢出时，溢出标志置位;当无符号整数上的运算溢出时，置位标志置位。

但是，当谈到inc和dec指令时，情况似乎有所不同。根据此website，inc指令根本不会影响进位标志。

但我找不到有关inc和dec如何影响溢出标志的任何信息，如果有的话。

发生整数溢出时，inc或dec是否设置溢出标志？对于有符号整数和无符号整数，这种行为是否相同？

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好的，基本上这里的共识是，就设置标志而言，INC和DEC应该与ADD和SUB的行为相同，但进位标志除外。这也是英特尔手册中的内容。

问题是，当涉及无符号整数时，我实际上无法在实践中重现这种行为。

考虑以下汇编代码（使用GCC内联汇编以便更容易打印结果。）

int8_t ovf = 0;

__asm__
(
    "movb $-128, %%bh;"
    "decb %%bh;"
    "seto %b0;"
    : "=g"(ovf)
    :
    : "%bh"
);

printf("Overflow flag: %d\n", ovf);

这里我们递减一个带符号的8位值-128。由于-128是可能的最小值，溢出是不可避免的。正如所料，这打印出来：Overflow flag: 1

但是当我们使用 unsigned 值执行相同操作时，行为并不像我预期的那样：

int8_t ovf = 0;

__asm__
(
    "movb $255, %%bh;"
    "incb %%bh;"
    "seto %b0;"
    : "=g"(ovf)
    :
    : "%bh"
);

printf("Overflow flag: %d\n", ovf);

这里我将无符号8位值255递增。由于255是最大可能值，因此溢出是不可避免的。但是，这打印出来：Overflow flag: 0。

咦？为什么在这种情况下没有设置溢出标志？

Answer 1

当操作导致符号更改时，将设置溢出标志。你的代码非常接近。我能够使用以下（VC ++）代码设置OF标志：

char ovf = 0;

_asm {
    mov bh, 127
    inc bh
    seto ovf
}
cout << "ovf: " << int(ovf) << endl;

当BH增加时，MSB从0变为1，导致OF被设置。

这也设置了OF：

char ovf = 0;

_asm {
    mov bh, 128
    dec bh
    seto ovf
}
cout << "ovf: " << int(ovf) << endl;

请记住，处理器不区分有符号和无符号数字。使用2的补码算法时，可以使用一组指令来处理两者。如果要测试无符号溢出，则需要使用进位标志。由于INC / DEC不影响进位标志，因此在这种情况下需要使用ADD / SUB。

Answer 2

Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manuals

查看相应的手册Instruction Set Reference, A-M。每条指令都有精确记录。

以下是受影响标志的INC部分：

CF标志不受影响。 OF，SZ，ZF，AZ和PF标志根据结果设置。

Answer 3

尝试更改您的测试以传递数字而不是硬编码，然后有一个循环尝试所有256个数字来找到影响该标志的那个。或者让asm执行循环并在它到达标志时退出，或者当它包围它开始的数字时（从0x00,0x7f，0x80或0xFF以外的其他东西开始）。

修改

.globl inc
inc:
    mov $33, %eax

top:
    inc %al
    jo done
    jmp top

done:
    ret

.globl dec
dec:
    mov $33, %eax

topx:
    dec %al
    jo donex
    jmp topx

donex:
    ret

Inc从0x7F变为0x80时溢出。当从0x80到0x7F时，dec溢出，我怀疑问题是你在使用内联汇编程序的方式。

Answer 4

正如许多其他答案所指出的那样，INC和DEC不会影响CF，而ADD和SUB会影响CF。

然而，尚未说过的是，这可能会带来性能差异。并不是说你通常会为此烦恼，除非你试图从例行程序中优化地狱，但基本上没有设置INC意味着DEC / {{1}}只写入部分标志寄存器，可能导致部分标志寄存器停止，请参阅Intel 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference Manual或Agner Fog's optimisation manuals。

Answer 5

除了进位标志inc外，设置标志的方式与添加操作数1的方式相同。

inc不会影响进位标志的事实非常重要。

http://oopweb.com/Assembly/Documents/ArtOfAssembly/Volume/Chapter_6/CH06-2.html#HEADING2-117

Answer 6

处理器所做的是为这些指令的结果设置适当的标志（add，adc，dec，inc，sbb，sub），对于有符号和无符号的情况，每个操作都有两个不同的标志结果。替代方案是具有两组指令，其中一组设置与签名相关的标志，另一组设置与无符号相关的标志。如果发布编译器在操作中使用无符号变量，它将测试进位和零（jc，jnc，jb，jbe等），如果签名则测试溢出，符号和零（jo，jno，jg，jng，jl，jle等））。

Answer 7

CPU / ALU只能处理无符号二进制数，然后使用OF，CF，AF，SF，ZF等，以便您决定是否将其用作有符号数（OF），无符号数（CF）或BCD数（AF）。

关于您的问题，请记住将二进制数字本身视为无符号。

**此外，溢出和OF需要3个数字：输入数字，算术中使用的第二个数字以及结果数字。

仅当第一个和第二个数字对于符号位（最高有效位）具有相同值且结果具有不同符号时，才会激活溢出。 同样如此，添加2个负数会产生正数，或者添加2个正数就会产生负数：

if( (Sign_Num1==Sign_Num2) && (Sign_Result!=Sign_Num1) ) OF=1;
else OF=0;

对于您的第一个问题，您使用-128作为第一个号码。第二个数字是隐式-1，由DEC指令使用。所以我们确实有二进制数0x80和0xFF。它们都将符号位设置为1.结果为0x7F，这是一个符号位设置为0的数字。我们得到2个具有相同符号的初始数字，并且结果具有不同的符号，所以我们指出溢出。 -128-1导致127，因此溢出标志设置为表示错误的签名结果。

对于您的第二个问题，您使用255作为第一个号码。第二个数字是隐式1，由INC指令使用。所以我们确实有二进制数0xFF和0x01。它们都有一个不同的符号位，因此不可能得到溢出（只有在基本上添加2个相同符号的数字时才可能溢出，但它永远不可能溢出2个不同符号的数字，因为它们永远不会超越可能的签名价值）。 结果为0x00，并且它没有设置溢出标志，因为255+1或更确切地说，-1+1给出0，这对于带符号的算术来说显然是正确的。

请记住，要设置溢出标志，要添加/减去的2个数字需要使符号位具有相同的值，然后结果必须有一个符号位，其值与它们不同。

x86汇编：INC和DEC指令和溢出标志

7 个答案: