4.3 标志寄存器与机器状态

执行一条算术指令后，程序通常不仅需要知道保存下来的结果。无符号结果是否过大？结果是否为零？有符号运算是否溢出？8086 把这些事实分别记录在 16 位 FLAGS 标志寄存器的各个位中。

一部分标志描述运算结果，另一部分标志控制处理器行为。

8086 中已定义的标志

原始 8086 FLAGS 字中的其他位是保留位。后来的 x86 处理器扩展了该寄存器，但本教程描述的是 8086 状态。

进位与溢出回答不同问题

同一个位模式既可以表示无符号数，也可以表示有符号数，因此不能把 CF 与 OF 当成同义词。

以 8 位运算 7FH + 01H 为例：

• 按无符号数解释，$127+1=128$，仍在 0 到 255 范围内。没有产生第九位进位，所以 CF=0。

• 按二进制补码有符号数解释，$127+1$ 超出了 −128 到 127 的范围。保存的 80H 代表 −128，所以 OF=1。

再计算 FFH + 01H。保存的字节是 00H，同时产生第九位进位，因此 CF=1、ZF=1。若按有符号数解释，−1 加 1 等于 0，可以表示，所以 OF=0。

对于减法，当无符号运算需要借位时，8086 会置 CF。按此约定，00H - 01H 得到 FFH，同时 CF=1。

实验 1——让每个算术标志显现出来

修改 8 位操作数并选择 ADD 或 SUB。分析仪会展示完整中间结果以及六个算术标志；不同任务分别突出有符号溢出、无符号进位、零结果和辅助进位。

检查理解

读取其余状态标志

• ZF 判断保存下来的每一位是否都为 0。

• SF 复制保存结果的最高位。8 位运算复制第 7 位，16 位运算复制第 15 位。

• PF 只检查低字节；当其中 1 的数量为偶数时，PF=1。00000000 含有零个 1，而零是偶数，所以 PF=1。

• AF 记录第 3 位与第 4 位之间的进位或借位。它用于支持十进制调整指令；在这里，它也说明即使 CF=0，字内部仍可能发生进位。

并非每条指令都会更新每一个标志。不要假设任何操作之后整个 FLAGS 都会重新计算；指令定义会说明哪些标志被修改、保留或变为未定义。

控制标志改变后续行为

三个控制标志并不描述算术结果：

• DF=0 时，受支持的串指令让 SI 和/或 DI 递增；DF=1 时让它们递减。因此既可以从低地址向高地址遍历，也可以反向遍历。

• IF=1 时，处理器可以在合适的指令边界识别等待中的可屏蔽外部中断；IF=0 会推迟识别。IF 不能屏蔽不可屏蔽中断 NMI，也不是关闭处理器内部异常的总开关。

• TF=1 支持调试：每条指令完成后产生陷阱，让调试器在允许下一条指令之前检查新的机器状态。

上图用于分离概念；精确的优先级与时序由处理器规范定义。初学阶段最重要的规则是：标志属于机器状态，会参与决定下一步行为。

实验 2——控制方向、中断识别与跟踪

向前或向后复制字节，挂起一个可屏蔽中断，并打开或关闭单步跟踪。任务要求你区分“仍在等待的中断”和“已经被处理的中断”。

检查理解

分析标志时，要始终说明运算宽度和数值解释。“发生溢出”并不完整：你需要说明它是无符号进位、有符号溢出，还是内部数字位之间的进位。