当前位置: 首页 > 编程语言 > 汇编语言 > 正文

计算机系统原理(十七) 特殊的算术操作指令详解

时间:2014-08-22

引言

上一章我们讨论了常见的算术与逻辑运算指令,其中比较有特点的是leal指令,本章我们再来看几个比较特殊的操作指令,这些指令可以让只有32位的寄存器存储64位的数据,是不是十分霸气侧漏呢。

初识

我们先来看看这些指令的大致介绍,如果各位看过上一章的话,会发现这里的指令有的会有些眼熟,但是它们的作用却截然不同。以下是书中的一张概图。

第一个指令有些眼熟吧,它就是我们上一章当中的imul乘法指令的双字形式。不过可以看出,这里的imull指令已经完全变了味道,它将结果存入两个寄存器。接下来,我们来仔细看看这些指令。

imull、mull指令

这两个指令一看就是双胞胎,它们一个负责有符号全64位乘法,一个负责无符号全64位乘法。细心的猿友会发现,imull这个指令好像是负责乘法的指令,而且在之前的乘法并没有区分有符号和无符号,现在怎么又成双胞胎指令了。

我们上一章当中出现的指令是imul指令,当它操作双字的时候,也就是imull指令。不过不同的是,它的一般形式是imull S D,这里有两个操作数,它将计算S和D的乘积并截断为双字,然后存储在D当中。由于在截断时,无符号以及有符号的二进制序列是一样的,因此此处的乘法指令并不区分有符号和无符号。

本次我们讨论的imull指令,则与上面的普通乘法指令稍有不同,它只有一个操作数,也就是说,它的一般形式为imull S,这点在书中的表格中也能看出来,而另外一个操作数默认为%eax寄存器。最终的结果,会将高32位存入%edx寄存器,而低32位存入%eax寄存器。

试想一下,如果我们只取%eax寄存器当中的32位结果,那其实这里计算的结果就是S*%eax,此时imull S的作用就与imull S D是一样的,只是目的操作数被固定为%eax罢了。

接下来我们看一个简单的示例,我们去看下指令imull $0x3的结果,我们假设此时%eax寄存器的值为0x82345600。也就是我们需要计算0x3*0x82345600的值,这里LZ直接给出两者相乘的16进制表示,各位有兴趣的可以私下乘一下,为0xFFFF FFFE 869D 0200。这个结果为64位的,因此我们寄存器的前后状态如下所示。

可以看到,%eax保存着低32位的结果,单说这32位的话,它的有符号数值为-2036530688,正是我们直接计算0x3*0x82345600的32位截断后的有符号值,显然这个结果溢出了。如果组合上高32位,则结果为-6331497984,将它加上或者取模4294967296(2的32次方)将得到我们32位的结果。这里的有符号乘法采取的是先符号扩展被乘数,然后两者相乘,将结果再截断为64位所得。

对于mull的单操作数指令来讲,就比较简单了,它采用的是无符号乘法,因此就和我们平时的十进制乘法运算类似,只是同样的,它也会将结果的高32位存入%edx,将低32位存入%eax。

查看本栏目更多精彩内容:http://www.bianceng.cn/Programming/hb/