assembly - x86 否定 (NEG) / 减法 (SUB) 何时设置进位标志？

Question

“将 NEG 指令应用于非零操作数始终设置进位标志”是什么意思。

为什么从 1 中减去 2 会设置进位标志？

           00000001 (1)
 +         11111110 (-2) [in 2-complement form]
 ---------------------
CF:1       11111111 (-1) [ why is the carry flag set here???]

Answer 1

您可以将NEG a其视为等效于SUB 0, a. 如果a非零，那么这将设置进位标志（因为这总是会导致无符号溢出）。

Answer 2

• 首先，我们知道什么时候a < b，a - b总是可以产生一个进位（借）。

• 其次，让我们了解为什么x86在减法时会反转进位标志。
  第一点对于人类来说是如此明显，但对于计算机而言并非如此。（假设用电脑a + (~b+1)来代替a - b做计算。）电脑怎么算出有借？我们可以将 2 的补码作为时钟。（顺时针表示原数 -- a，逆时针表示倒数 -- ~b+1）
  
  所以对于计算机来说，它可以告诉（用于减法）如果a > b，a + ~b + 1将有进位（图中重叠）；如果a < b,a + ~b + 1将没有进位（图中的间隙）。

• 结论：
  所以对于减法，如果没有进位，则表示有借位；如果有进位意味着没有借位，即反转进位位。

顺便说一句，据我尝试，没有溢出（即OF未设置when 1 - 2。）我不认为@Oliver 在这一点上是正确的。

Answer 3

在阅读 CF 标志是如何定义的那一刻之前，还不清楚。英特尔 CPU 文档手册说：

If the result of an arithmetic operation is treated as an unsigned integer, 
the CF flag indicates an out-of-range condition

否定任何被视为无符号的东西显然是无效的，因为没有无符号值可以翻转其符号并且仍然保持无符号（除非它为零）。因此，尽管使用铅笔和纸的方法，您会得到完全相反的结果：否定零时的“铅笔进位 = 1”和否定任何其他位模式时的“铅笔进位 = 0”。

可能这就是为什么我们在标志寄存器中有“进位标志”而不是“进位位”的原因。再次 - 进位标志表明操作数（视为无符号）的操作结果超出特定位数的允许“无符号范围”。

如果您否定的值被视为已签名 - 您应该查看溢出标志。

这里的关键点是：'carry FLAG' 不是 'carry BIT'。它有时像一个人一样，但并非总是如此。

顺便说一句：并不是只有 x86/64 可以做到这一点。例如在 Atmel 的 AVR 中也是如此。

ARM 可能会这样做，因为他们的手册说：

For a subtraction, including the comparison instruction CMP and the negate 
instructions NEGS and NGCS, C is set to 0 if the subtraction produced a 
borrow (that is, an unsigned underflow), and to 1 otherwise.

通常，ARM 的文档调用进位标志 -进位/借位标志，因此不应将其视为进位位

Answer 4

只要结果不能用无符号二进制数表示，就会在减法中设置进位标志。无符号数始终被视为正数。

1 - 2给出的结果将以无符号 8 位格式表示-1但-1不能表示，因此设置了进位标志。

即使减法算法的结果适合 8 位，即使该结果可以解释为具有正确结果的 2 补码二进制数，也会发生这种情况。

该NEG指令旨在与将被解释为 2 补码数字的数字一起使用，因为该指令所做的正是对该数字进行 2 补码，即更改其符号。符号是 2 补数的属性，而不是无符号数的属性。

NEG n与计算相同0-n，这里唯一适合无符号 8 位数的结果是00000000. 任何其他结果都不是正确的无符号数。