Question

在x86程序集中，当对有符号整数的add或sub操作溢出时，会设置溢出标志；当对无符号整数的操作溢出时会设置进位标志。

然而，当谈到inc和dec指令时，情况似乎有所不同。据此网站，inc指令根本不影响进位标志。



但我找不到任何关于inc和dec如何影响溢出标志的信息。


当发生整数溢出时，inc或dec是否设置溢出标志？有符号整数和无符号整数的这种行为相同吗？


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好吧，基本上，这里的共识是INC和DEC在设置标志方面应该与ADD和SUB相同，除了进位标志。这也是英特尔手册中所说的。

问题是，当涉及到无符号整数时，我实际上无法在实践中重现这种行为。

考虑以下程序集代码（使用GCC内联程序集可以更容易地打印结果）

int8_t ovf = 0;

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

printf("Overflow flag: %d
", 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，因此溢出是不可避免的。正如预期的那样，这会打印出：溢出标志：1

但是，当我们对＜em＞unsigned＜/em＞值执行相同操作时，行为与我预期的不同：

int8_t ovf = 0;

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

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


这里我增加一个无符号的8位值255。由于255是可能的最大值，因此溢出是不可避免的。但是，这会打印出：溢出标志：0。

嗯？为什么在这种情况下不设置溢出标志？

Answer 1

溢出标志是在操作将导致符号更改时设置的。您的代码非常接近。我能够用以下（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递增时，MSB从0变为1，从而设置OF。

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，处理器不会区分有符号数字和无符号数字。当您使用2的补码算术时，您可以有一组处理这两种情况的指令。如果要测试无符号溢出，则需要使用进位标志。由于INC/DEC不会影响进位标志，因此在这种情况下需要使用ADD/SUB。

Answer 2

英特尔®；64与IA-32体系结构软件开发人员手册

查看相应的手册指令集参考，A-M。每条指令都有精确的文档记录。

以下是INC关于受影响标志的部分：

CF标志不受影响。根据结果设置OF、SZ、ZF、AZ和PF标志。

Answer 3

尝试将测试更改为通过数字而不是硬编码，然后进行一个循环，尝试所有256个数字，以找到影响标志的数字（如果有的话）。或者让asm执行循环，并在它碰到标志时退出，或者当它绕到它开始的数字时退出（从0x00、0x7f、0x80或0xFF以外的数字开始）。

编辑

.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。dec从0x80到0x7F时溢出，我怀疑问题出在使用内联汇编程序的方式上。

Answer 4

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

然而，还没有说的是，这可能会对性能产生影响。这并不是说你通常会为此烦恼，除非你试图优化例程，但基本上不设置CF意味着INC/DEC只写入部分标志寄存器，这可能会导致部分标志寄存器停滞，请参阅《英特尔64与IA-32体系结构优化参考手册》或Agner Fog的优化手册。

Answer 5

CPU/ALU只能处理无符号二进制数，然后它使用of、CF、AF、SF、ZF等来决定是将其用作有符号数（of）、无符号数（CF）还是BCD数（AF）。

关于你的问题，记得把二进制数本身看作是无符号的。

**此外，溢出和OF需要3个数字：输入数字、运算中使用的第二个数字和结果数字。

只有当第一个和第二个数字的符号位（最高有效位）的值相同，并且结果的符号不同时，才会激活溢出。如中所示，加2个负数会得到正数，或加2个正数会得到负数：

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

对于第一个问题，您使用-128作为第一个数字。第二个数字是隐含的-1，由DEC指令使用。所以我们真的有二进制数0x80和0xFF。它们都将符号位设置为1。结果是0x7F，这是一个符号位设置为0的数字。我们得到了两个具有相同符号的初始数字，以及一个具有不同符号的结果，因此我们指示溢出-128-1导致127，因此溢出标志被设置为指示错误的签名结果。

对于第二个问题，您使用255作为第一个数字。第二个数字是隐含的1，由INC指令使用。所以我们真的有二进制数0xFF和0x01。它们都有不同的符号位，因此不可能发生溢出（只有在基本上加上两个相同符号的数字时才可能发生溢出，但永远不可能用两个不同符号的数字进行溢出，因为它们永远不会超过可能的有符号值）结果是0x00，并且它没有设置溢出标志，因为255+1或者更确切地说，-1+1

请记住，对于要设置的溢出标志，要加/减的2个数字需要具有相同值的符号位，然后结果必须具有与它们不同值的符号位数。

Answer 6

除了进位标志inc之外，它设置标志的方式与加法操作数1相同。

inc不影响进位标志这一事实非常重要。

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

Answer 7

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），用于有符号和无符号情况，即每个操作都有两个不同的标志结果。另一种方法是使用两组指令，其中一组设置有符号相关标志，另一组设置无符号相关标志。如果发布编译器在操作中使用无符号变量，则它将测试进位和零（jc、jnc、jb、jbe等），如果有符号，则它测试溢出、符号和零（jo、jno、jg、jng、jl、jle等）。

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