一步步学习汇编(12)之标识指令（破解软件的必修课三）

n 8086CPU的flag寄存器的结构：



n 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．ZF标志

n flag的第6位是ZF，零标志位。

它记录相关指令执行后，

n 结果为0 ，ZF = 1

n 结果不为0，ZF = 0

n 例子：比如：

mov ax,1

sub ax,1

指令执行后，结果为0，则ZF = 1。

mov ax,2

sub ax,1

指令执行后，结果为1，则ZF = 0。

n 对于ZF的值，我们可以这样来看，ZF标记相关指令的计算结果是否为0，如果为0，则在ZF要记录下“是0”这样的肯定信息。

n 在计算机中1 表示逻辑真，表示肯定，所以当结果为0的时候 ZF=1，表示“结果是0 ”。如果结果不为0，则ZF要记录下“不是0”这样的否定信息。

n 在计算机中0表示逻辑假，表示否定，所以当结果不为0 的时候ZF=0，表示“结果不是0”。

2．PF标志

n flag的第2位是PF，奇偶标志位。

它记录指令执行后，结果的所有二进制位中1的个数：

n 为偶数，PF = 1；

n 为奇数，PF = 0。

n 示例

n 指令：mov al,1

add al,10

执行后，结果为00001011B，其中有3（奇数）个1，则PF=0；

n 指令：mov al,1

or al,10

执行后，结果为00000011B，其中有2（偶数）个1，则PF=1；

3．SF标志

n flag的第7位是SF，符号标志位。

它记录指令执行后，

n 结果为负，SF = 1；

n 结果为正，SF = 0。

n 有符号数与补码

n 示例

mov al,10000001B

add al,1

结果： (al)=10000010B

解释：

n 我们知道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。

n 比如：

n 00000001B ，可以看作为无符号数 1 ，或有符号数＋1；

n 10000001B ，可以看作为无符号数129，也可以看作有符号数-127。

为什么有符号的数就是-`127呢？

解释：

1）. 将该数的所有位取反（invert），也就是将所有的零改为一，所有的一改为零。

2）. 将取反后的数加一（忽略溢出）。

例如，以下就是计算十进制数-5的8位表示的步骤：

%0000_0101	五 （二进制）
%1111_1010	所有位取反
%1111_1011	加一，得到−5 （二进制补码表示）

现在对-5再取负，结果就是5（%0000_0101），正如我们所预期的一样：

%1111_1011	-5的二进制补码表示
%0000_0100	所有位取反
%0000_0101	加一，得到5 （二进制）
-59的补码表示为：

结合上面的例子：

10000001B 如果先声明了为有符号数，那么第一位就是代表符号，此处为1,表示负数，然后将此此数取反+1，01111111B=64+32+16+8+4+2+1=127，也就是-127。

3). 理解有符号数和无符号数

我们所讲的数都是正数。同样是年纪和工资，前者不需要有负值，但后者可能需要——至少所有的老板都这样认为。

那么，负数在计算机中如何表示呢？

这一点，你可能听过两种不同的回答。

一种是教科书，它会告诉你：计算机用“补码”表示负数。可是有关“补码”的概念一说就得一节课，这一些我们需要在第6章中用一章的篇幅讲2进制的一切。再者，用“补码”表示负数，其实一种公式，公式的作用在于告诉你，想得问题的答案，应该如何计算。却并没有告诉你为什么用这个公式就可以和答案？

另一种是一些程序员告诉你的：用二进制数的最高位表示符号，最高位是0，表示正数，最高位是1，表示负数。这种说法本身没错，可是如果没有下文，那么它就是错的。至少它不能解释，为什么字符类型的-1用二进制表示是“1111 1111”(16进制为FF)；而不是我们更能理解的“1000 0001”。（为什么说后者更好理解呢？因为既然说最高位是1时表示负数，那1000 0001不是正好是-1吗？）。

让我们从头说起。

1、你自已决定是否需要有正负。

就像我们必须决定某个量使用整数还是实数，使用多大的范围数一样，我们必须自已决定某个量是否需要正负。如果这个量不会有负值，那么我们可以定它为带正负的类型。

在计算机中，可以区分正负的类型，称为有符类型，无正负的类型（只有正值），称为无符类型。

数值类型分为整型或实型，其中整型又分为无符类型或有符类型，而实型则只有符类型。

字符类型也分为有符和无符类型。

比如有两个量，年龄和库存，我们可以定前者为无符的字符类型，后者定为有符的整数类型。

2、使用二制数中的最高位表示正负。

首先得知道最高位是哪一位？1个字节的类型，如字符类型，最高位是第7位，2个字节的数，最高位是第15位，4个字节的数，最高位是第31位。不同长度的数值类型，其最高位也就不同，但总是最左边的那位（如下示意）。字符类型固定是1个字节，所以最高位总是第7位。

(红色为最高位)

单字节数： 1111 1111

双字节数： 1111 1111 1111 1111

四字节数： 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

　

当我们指定一个数量是无符号类型时，那么其最高位的1或0，和其它位一样，用来表示该数的大小。

当我们指定一个数量是无符号类型时，此时，最高数称为“符号位”。为1时，表示该数为负值，为0时表示为正值。

　

3、无符号数和有符号数的范围区别。

无符号数中，所有的位都用于直接表示该值的大小。有符号数中最高位用于表示正负，所以，当为正值时，该数的最大值就会变小。我们举一个字节的数值对比：

无符号数： 1111 1111 值：255 1* 27 + 1* 26 + 1* 25 + 1* 24 + 1* 23 + 1* 22 + 1* 21 + 1* 20

有符号数： 0111 1111 值：127 1* 26 + 1* 25 + 1* 24 + 1* 23 + 1* 22 + 1* 21 + 1* 20

　

同样是一个字节，无符号数的最大值是255，而有符号数的最大值是127。原因是有符号数中的最高位被挪去表示符号了。并且，我们知道，最高位的权值也是最高的（对于1字节数来说是2的7次方=128），所以仅仅少于一位，最大值一下子减半。

不过，有符号数的长处是它可以表示负数。因此，虽然它的在最大值缩水了，却在负值的方向出现了伸展。我们仍一个字节的数值对比：

无符号数： 0 ----------------- 255

有符号数： -128 --------- 0 ---------- 127

　

同样是一个字节，无符号的最小值是 0 ，而有符号数的最小值是-128。所以二者能表达的不同的数值的个数都一样是256个。只不过前者表达的是0到255这256个数，后者表达的是-128到+127这256个数。

一个有符号的数据类型的最小值是如何计算出来的呢？

有符号的数据类型的最大值的计算方法完全和无符号一样，只不过它少了一个最高位（见第3点）。但在负值范围内，数值的计算方法不能直接使用1* 26 + 1* 25 的公式进行转换。在计算机中，负数除为最高位为1以外，还采用补码形式进行表达。所以在计算其值前，需要对补码进行还原。这些内容我们将在第六章中的二进制知识中统一学习。

这里，先直观地看一眼补码的形式：

以我们原有的数学经验，在10进制中：1 表示正1，而加上负号：-1 表示和1相对的负值。

那么，我们会很容易认为在2进制中（1个字节）： 0000 0001 表示正1，则高位为1后：1000 0001应该表示-1。

然而，事实上计算机中的规定有些相反，请看下表：

二进制值（1字节）	十进制值
1000 0000	-128
1000 0001	-127
1000 0010	-126
1000 0011	-125
...	...
1111 1110	-2
1111 1111	-1

　

首先我们看到，从-1到-128，其二进制的最高位都是1（表中标为红色），正如我们前面的学。

然后我们有些奇怪地发现，1000 0000 并没有拿来表示 -0；而1000 0001也不是拿来直观地表示-1。事实上，-1 用1111 1111来表示。

怎么理解这个问题呢？先得问一句是-1大还是-128大？

当然是 -1 大。-1是最大的负整数。以此对应，计算机中无论是字符类型，或者是整数类型，也无论这个整数是几个字节。它都用全1来表示 -1。比如一个字节的数值中：1111 1111表示-1，那么，1111 1111 - 1 是什么呢？和现实中的计算结果完全一致。1111 1111 - 1 = 1111 1110，而1111 1110就是-2。这样一直减下去，当减到只剩最高位用于表示符号的1以外，其它低位全为0时，就是最小的负值了，在一字节中，最小的负值是1000 0000，也就是-128。

4).[/b]汇编中的确良有符号数和无符号数探讨[/b] [/b]
这个问题，要是简单的理解，是很容易的，不过要是考虑的深了，还真有些东西呢。
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。

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，就是说最后汇编的结果被截断了，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符合有符号数的；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），得到的结果是符合无符号数的。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。:-)

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 。(

n 如果在进行有符号数运算时发生溢出，那么运算的结果将不正确。

n 就上面的两个例子来说：
mov al,98
add al,99

n 197 1100 0101=128+64+4+1=197

n 32+16+8+2+1=

n 7 6 5 4 3 2 1 0

n 0 0 1 1 1 0 1 1

n 1 1 0 0 0 1 0 1

n

n

n add指令运算的结果是(al)=0C5H ，因为进行的是有符号数运算，所以 al中存储的是有符号数，而0C5H是有符号数-59的补码

1. Je的用法：

MOV AX,DATAS
MOV DS,AX
mov ax,1
mov bx,1
cmp ax,bx
je print

2. 为举例方便说一下JNZ和JZ
测试条件
JZ ZF=1
JNZ ZF=0
即JZ＝JUMP IF ZERO (结果为0则设置ZF零标志为1,跳转)
JNZ＝JUMP IF NOT ZERO

3. TEST属于逻辑运算指令

功能: 执行BIT与BIT之间的逻辑运算
测试(两操作数作与运算,仅修改标志位,不回送结果).
TEST对两个参数(目标，源)执行AND逻辑操作,并根据结果设置标志寄存器,结果本身不会保存。TEST AX,BX 与 AND AX,BX 命令有相同效果

语法: TEST R/M,R/M/DATA
影响标志: C,O,P,Z,S(其中C与O两个标志会被设为0)

运用举例:
1.TEST用来测试一个位,例如寄存器:

TEST EAX, 100B; B后缀意为二进制
JNZ ******; 如果EAX右数第三个位为1,JNZ将会跳转

是这样想的,JNZ跳转的条件是ZF=0,ZF=0意味着ZF(零标志)没被置位,即逻辑与结果

2.TEST的一个非常普遍的用法是用来测试一方寄存器是否为空

TEST ECX, ECX
JZ SOMEWHERE

如果ECX为零,设置ZF零标志为1,JZ跳转

4.neg求补码

0000 0001

1111 11110+1=1111 1111

5.sbb

n sbb是带错位减法指令，它利用了CF位上记录的借位值。

n 格式：sbb 操作对象1,操作对象2

n 功能：

操作对象1=操作对象1–操作对象2–CF

n 比如：sbb ax,bx

实现功能： (ax) = (ax) – (bx) – CF

6.adc带进位加法指令

n adc是带进位加法指令 ，它利用了CF位上记录的进位值。

n 格式： adc 操作对象1,操作对象2

n 功能：

操作对象1=操作对象1+操作对象2+CF

n 比如：adc ax,bx 实现的功能是：

(ax)=(ax)+(bx)+CF

n adc指令示例（一）

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

执行后，(ax)=4。

adc执行时，相当于计算： (ax)+1+CF=2+1+1=4。

n adc指令示例（三）

n mov al,98H
add al,al
adc al,3

执行后，(ax)=34H。

adc执行时，相当于计算： (ax)+3+CF=30H+3+1=34H。

n 可以看出，adc指令比add指令多加了一个CF位的值。

为什么要加上CF的值呢？

CPU为什么要提供这样一条指令呢？

n 在执行 adc 指令的时候加上的 CF 的值的含义，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。

n 显然，如果CF 的值是被sub指令设置的，那么它的含义就是借位值；如果是被add指令设置的，那么它的含义就是进位值。

7.cmp指令

n cmp 是比较指令，功能相当于减法指令，只是不保存结果。

n 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

n cmp指令

n 格式：cmp 操作对象1,操作对象2

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

n 比如：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的相关各位。

指令执行后：

ZF=1，

PF=1，

SF=0，

CF=0，

OF=0。

n 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=0，

OF=0。

n 其实，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。

n cmp ax,bx