CMP指令

美國斯坦福大學提出的程序指令

CMP指令是由美國斯坦福大學提出的，英文名稱是Chip multiprocessors,翻譯成中文就是單晶元多處理器，也指多核心其思想是將大規模并行處理器中的SMP（對稱多處理器）集成到同一晶元內，各個處理器并行執行不同的進程。與CMP比較， SMT處理器結構的靈活性比較突出。

目錄

1CMP 格式執行操作

功能 2指令演算法 3指令集

CMP

但是，當半導體工藝進入0.18微米以後，線延時已經超過了門延遲，要求微處理器的設計通過劃分許多規模更小、局部性更好的基本單元結構來進行。相比之下，由於CMP結構已經被劃分成多個處理器核來設計，每個核都比較簡單，有利於優化設計，因此更有發展前途。目前，IBM 的Power 4晶元和Sun的 MAJC5200晶元都採用了CMP結構。多核處理器可以在處理器內部共享緩存，提高緩存利用率，同時簡化多處理器系統設計的複雜度。

在微型計算機的彙編語言中，CMP(compare)是其中一條指令，叫做比較指令。cmp的功能相當於減法指令，只是對操作數之間運算比較，不保存結果。

使用例子如：CMP ax, bx

格式

CMP OPR1 , OPR2.

執行操作

（OPR1）-（OPR2）

功能

該指令與SUB指令一樣執行減法的操作，但它並不保存運算結果，只是根據結果設置相關的條件標誌位（SF、ZF、CF、OF）。CMP指令后往往跟著條件轉移指令，實現根據比較的結果產生不同的程序分支的功能。

指令演演算法

cmp是比較指令， cmp的功能相當於減法指令，只是不保存結果。cmp指令執行后，將對標誌寄存器產生影響。其他相關指令通過識別這些被影響的標誌寄存器位來得知比較結果。

比如：mov ax,8

mov bx,3

cmp ax,bx

執行后：ax=8,ZF=0,PF=1,SF=0,CF=0,OF=0.

通過cmp指令執行后，相關標誌位的值就可以看出比較的結果。

cmp ax,bx的邏輯含義是比較ax,bx中的值。如果執行后：

ZF=1則AX=BX

ZF=0則AX！=BX

SF=1則AX

SF=0則AX>=BX

SF=0並ZF=0則AX>BX

SF=1或ZF=1則AX<=BX

CPU在執行cmp指令的時候，也包含兩種含義：進行無符號運算和進行有符號數運算。

cmp ah,bh

如果ah=bh則ah-bh=0所以ZF=1

如果ah≠bh則ah-bh≠0所以ZF=0

所以我們根據cmp指令執行后ZF的值，就可以知道兩個數據是否相等。如果ah

對於有符號數運算，在ah

ah=1，bh=2則ah-bh=0FFH，0FFH為-1的補碼，因為結果為負，所以SF=1。

ah=0FEH，bx=OFFH；則ax-bx=-2-(-1)=OFFH,因為結果為負，所以SF=1。

再看兩個例子：

ah=22H，bh=OAOH則ah-bh=34-(-96)=82H，82H是-126的補碼。

所以SF=1。這裡雖然SF=1，但是並不能說明ah-96

兩個有符號數A和B相減，得到的是負數，那麼可以肯定A負數，CPU將cmp指令得到的結果記錄在flag的相關標誌位中，我們可以根據指令執行后，相關標誌位的值來判斷比較的結果。單純的考察SF的值不可能知道結果的正負。因為SF記錄的只是可以在計算機中存放的相應位數的正負，cmpah，bh執行后，SF記錄的是ah-bh所得到的8位結果數據的正負，雖然這個結果沒有在我們能夠使用的寄存器或內存單元中保存，但是在指令執行的過程中，它暫存在cpu內存的暫存器中。

所得到的相應結果的正負，並不能說明，運算所應該得到的結果的正負。這是因為在運算的過程中可能發生溢出。如果這樣的情況發生，那麼SF的值就不能說明任何問題。比如

mov 22H,ah

mov 0A0H,bh

subbh,ah

結果SF=1運算實際得到的結果是ah=82H，但是在邏輯上，運算所應該得到的結果是34-（-96）=130就是因為130這個結果作為一個有符號Y數超出了-128~127這個範圍，在ah中不能表示，而ah中的結果被CPU當作有符號數解釋為-126。而SF被用來記錄這個實際結果的正負所以SF=1

又比如

mov 0A0H,ah

mov 0CBH,bh

cmp bh,ah

結果SF=1，運算ah-bh實際得到的結果是D5H但是在邏輯上，運算所應該得到的結果是160- -53=213，（隱身人註：對於有符號數，方位是-128--127。所以這裡正確是：(-96)-(-53)=-43,得到值為：0D5H,這裡SF標誌位指示並沒錯）SF記錄實際結果的正負，所以SF=1。但SF=1不能說明在邏輯上運算所得到的正確結果。

但是邏輯上的結果的正負才是cmp指令所求的真正結果，因為我們就是要靠它得到兩個操作對象的比較信息。所以cmp所做的比較結果，不是僅僅靠SF就能記錄的，因為它只能記錄實際結果的正負。

我們考慮下，兩種結果之間的關係，實際結果的正負，和邏輯上真正結果的正負，它們之間有多大的距離呢？總上面的分析中我們知道，實際結果的正負，之所以不能說明邏輯上真正結果的正負，關鍵的原因在於發生了溢出。如果沒有溢出發生的話，那麼，實際結果的正負和邏輯上真正結果的正負就一致了。

所以我們應該在考察SF的同時考察OF就可以得知邏輯上真正結果的正負同時就可以知道斤毫秒度的結果。

下面我們以cmpah，bh為例總結一下CPU執行cmp指令后SF和PF的值的如何來說明比較的結果的：

1）如果SF=1而OF=0說明沒有溢出邏輯上真正結果的正負=實際結果的正負，因實際結果為負所以邏輯上真正的結果為負則ah

2）如果SF=1而OF=1說明實際結果為負並且有溢出，則實際結果和真正結果不等，因SF=1實際結果為負。則：如果因為溢出導致了實際結果為負。那麼邏輯上真正的結果必然為正。ah>bh

3）如果SF=0而OF=1說明實際結果為正並且有溢出，則實際結果和真正結果不等，因SF=0，實際結果非負。則：如果因為溢出導致了實際結果為正，那麼邏輯上真正的結果必然為負。這樣說明ah

4）如果SF=0而OF=0說明沒有溢出，邏輯上真正結果的正負=實際結果的正負，因SF=0實際結果非負，所以邏輯上真正的結果非負，所以ah>=bh

指令集

IBM-PC彙編語言指令集

數據傳送指令集

MOV

功能: 把源操作數送給目的操作數

語法: MOV 目的操作數，源操作數

格式: MOV r1,r2

MOV r,m

MOV m,r

MOV r,data

XCHG

功能: 交換兩個操作數的數據

語法: XCHG

格式: XCHG r1,r2 XCHG m,r XCHG r,m

PUSH,POP

功能: 把操作數壓入或取出堆棧

語法: PUSH操作數POP 操作數

格式: PUSH r PUSH M PUSH data POP r POP m

PUSHF,POPF,PUSHA,POPA

功能：堆棧指令群

格式: PUSHF POPF PUSHA POPA

LEA,LDS,LES

功能: 取地址至寄存器

語法: LEA r,m LDS r,m LES r,m

XLAT(XLATB)

功能:查表指令

語法: XLAT XLAT m

算數運算指令

ADD,ADC

功能: 加法指令

語法: ADD OP1,OP2 ADC OP1,OP2

格式: ADD r1,r2 ADD r,m ADD m,r ADD r,data

影響標誌: C,P,A,Z,S,O

SUB,SBB

功能：減法指令

語法: SUB OP1,OP2 SBB OP1,OP2

格式: SUB r1,r2 SUB r,m SUB m,r SUB r,data SUB m,data

影響標誌: C,P,A,Z,S,O

INC,DEC

功能: 把OP的值加一或減一

語法: INC OP DEC OP

格式: INC r/m DEC r/m

影響標誌: P,A,Z,S,O

NEG

功能: 將OP的符號反相(取二進位補碼)

語法: NEG OP

格式: NEG r/m

影響標誌: C,P,A,Z,S,O

MUL,IMUL

功能: 乘法指令

語法: MUL OP IMUL OP

格式: MUL r/m IMUL r/m

影響標誌: C,P,A,Z,S,O(僅IMUL會影響S標誌)

DIV,IDIV

功能：除法指令

語法: DIV OP IDIV OP

格式: DIV r/m IDIV r/m

CBW,CWD

功能:有符號數擴展指令

語法: CBW CWD

AAA,AAS,AAM,AAD

功能: 非壓BCD碼運算調整指令

語法: AAA AAS AAM AAD

影響標誌: A,C(AAA,AAS) S,Z,P(AAM,AAD)

功能:壓縮BCD碼調整指令

語法: DAA DAS

影響標誌: C,P,A,Z,S

位運算指令集

AND,OR,XOR,NOT,TEST

功能: 執行BIT與BIT之間的邏輯運算

語法: AND r/m,r/m/data OR r/m,r/m/data XOR r/m,r/m/data TEST r/m,r/m/data NOT r/m

影響標誌: C,O,P,Z,S(其中C與O兩個標誌會被設為0) NOT指令不影響任何標誌位

SHR,SHL,SAR,SAL

功能: 移位指令

語法: SHR r/m,data/CL SHL r/m,data/CL SAR r/m,data/CL SAL r/m,data/CL

影響標誌: C,P,Z,S,O

ROR,ROL,RCR,RCL

功能: 循環移位指令

語法: ROR r/m,data/CL ROL r/m,data/CL RCR r/m,data/CL RCL r/m,data/CL

影響標誌: C,P,Z,S,O

程序流程式控制制指令集

功能: 設定進位標誌

語法: CLC STC CMC

標誌位: C

CLD,STD

功能: 設定方向標誌

語法: CLD STD

標誌位: D

CLI,STI

功能: 設定中斷標誌

語法: CLI STI

標誌位: I

CMP

功能: 比較OP1與OP2的值

語法: CMP r/m,r/m/data

標誌位: C,P,A,Z,O

JMP

功能: 跳往指定地址執行

語法: JMP 地址

JXX

功能: 當特定條件成立則跳往指定地址執行

語法: JXX 地址

注:

A: ABOVE,當C=0,Z=0時成立

B: BELOW,當C=1時成立

C: CARRY,當弁時成立 CXZ: CX寄存器的值為0(ZERO)時成立

E: EQUAL,當Z=1時成立

G: GREATER(大於),當Z=0且S=0時成立

L: LESS(小於),當S不為零時成立

N: NOT(相反條件),需和其它符號配合使用

O: OVERFLOW,O=1時成立

P: PARITY,P=1時成立

PE: PARITY EVEN,P=1時成立

PO: PARITY ODD,P=0時成立

S: SIGN,S=1時成立

Z: ZERO,Z=1時成立

LOOP

功能: 循環指令集

語法: LOOP 地址

LOOPE(Z)

地址 LOOPNE(Z) 地址

標誌位: 無

CALL,RET

功能：子程序調用，返回指令

語法: CALL 地址 RET RET n

標誌位: 無

INT,IRET

功能: 中斷調用及返回指令

語法: INT n IRET

標誌位: 在執行INT時,CPU會自動將標誌寄存器的值入棧，在執行IRET時則會將堆棧中的標誌值彈回寄存器

字元串操作指令集

MOVSB,MOVSW,MOVSD

功能: 字元串傳送指令

語法: MOVSB MOVSW MOVSD

標誌位: 無

CMPSB,CMPSW,CMPSD

功能: 字元串比較指令

語法: CMPSB CMPSW CMPSD

標誌位: C,P,Z,S,O

SCASB,SCASW

功能: 字元串搜索指令

語法:SCASBSCASW

標誌位: C,P,Z,S,O

LODSB,LODSW,STOSB,STOSW

功能: 字元串載入或存貯指令

語法:LODSBLODSWSTOSBSTOSW

標誌位: 無

REP,REPE,REPNE

功能: 重複前綴指令集

語法: REP 指令S REPE 指令S REPNE 指令S

標誌位: 依指令S而定

對於IBM PC機它有它的指令系統，其中包括：數據傳送指令、串處理指令、算術指令、控制移動指令、邏輯指令、處理機控制指令。

這裡將簡單介紹其指令類型及指令說明，如有要求給具體的指令格式及應用，請與amay聯繫，amay加以更新。

1)數據傳送指令：負責把數據、地址或立即數傳送到寄存器或存儲單元中。

數據傳送指令類型指　令　說　明

通用數據傳送指令 MOV（傳送）、PUSH（進棧）、POP（出棧）、XCHG（交換）

累加器專用傳送指令 IN（輸入指令）、OUT（輸入指令）

地址傳送指令 LEA（有效地址送寄存器）、LDS（指針送寄存器和DS）、LES（指針送寄存器和ES）

標誌寄存器傳送指令LAHF（標誌送AH）、SAHF（AH送標誌寄存器）、PUSHF（標誌進棧）、POPF（標誌出棧）

2）算術指令：用來執行算術運算。

算術指令類型指　令　說　明

加法指令 ADD（加法）、ADC（帶進位加法）、INC（加1）

減法指令 SUB（減法）、SBB（帶借位減法）、DEC（減1）、NEG（求補）、CMP（比較）

乘法指令 MUL（無符號數乘法）、IMUL（帶符號數乘法）

除法指令 DIV（無符號數除法）、IDIV（帶符號數除法）、CBW（位元組轉換為字）、CWD（字轉換為雙字）

3）邏輯指令：對字或位元組執行邏輯運算。

邏輯指令類型指　令　說　明

邏輯運算指令 AND（邏輯與）、OR（邏輯或）、NOT（邏輯非）、XOR（異或）、TEST（測試）

移動指令 SHL（邏輯左移）、SAL（算術左移）、SHR（邏輯右移）、SAR（算術右移）、ROL（循環左移）、ROR（循環右移）、RCL（帶進位循環左移）、RCR（帶進位右移）

4）串處理指令：處理存放存儲器里的數據串。

串處理指令類型指　令　說　明

指　令 MOVS（串傳送）、CMPS（串比較）、SCAS（串掃描）、LODS（從串取）、STOS（存入串）

5）控制轉移指令：用來控制程序的執行流程。

控制轉移指令類型指　令說　明

無條件轉移指令 JMP（段間和段內轉移）

條件轉移指令 JZ（結果為0（或相等）則轉移）、JS（結果為負則轉移）、JNS（結果為正則轉移）、JO（溢出則轉移）、JNO（不溢出則轉移）、JP（奇偶位為1則轉移）、JNP（奇偶位為0則轉移）

循環指令 LOOP（循環指令）、LOOPPZ/LOOPE（當為0或相等時循環指令）、LOOPNZ/LOOPNE（當不為0或不相等時循環指令）

子程序指令 CALL（調用指令）、RET（返回指令）

中斷指令INT（中斷）、INTO（如溢出則中斷）、RIET（從中斷返回）

6）處理機控制指令：

處理機控制指令類型指　令　說　明

標誌處理指令 CLC（進位位置0指令）、CMC（進位位求反指令）、STC（進位位置為1指令）、CLD（方向標誌置1指令）、STD（方向標誌位置1指令）、CLI（中斷標誌置0指令）、STI（中斷標誌置1指令）

其他處理機控制指令 NOP（無操作）、HLT（停機）、WAIT（等待）、ESC（換碼）

指令詳解

cmp(compare)指令進行比較兩個操作數的大小

例:cmpoprd1,oprd2

為第一個操作減去第二個操作數,

但不影響第兩個操作數的值

它影響flag的CF，ZF，OF，AF，PF

我們怎麼判斷大小呢？

若執行指令后

ZF=1 這個簡單，則說明兩個數相等，因為zero為1說明結果為0

當無符號時：

若

CF=1 則說明了有進位或借位，cmp是進行的減操作，故可以看出為借位，所以，此時oprd1

CF=0 則說明了無借位，但此時要注意ZF是否為0，若為0，則說明結果不為0，故此時oprd1>oprd2

當有符號時：

若SF=0，OF=0 則說明了此時的值為正數，沒有溢出，可以直觀的看出，oprd1>oprd2

若SF=1，OF=0 則說明了此時的值為負數，沒有溢出，則為oprd1

若SF=0，OF=1 則說明了此時的值為正數，有溢出，可以看出oprd1

若SF=1，OF=1則說明了此時的值為負數，有溢出，可以看出oprd1>oprd2

最後兩個可以作出這種判斷的原因是，溢出的本質問題：

兩數同為正，相加，值為負，則說明溢出

兩數同為負，相加，值為正，則說明溢出

故有，正正得負則溢出，負負得正則溢出

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