x86汇编_MUL/IMUL乘法指令_笔记52

2023-11-15

32位模式下整数乘法可以实现32、16或8位的操作，64位下还可以使用64位操作数。MUL执行无符号乘法，IMUL执行有符号乘法。

MUL指令：无符号数乘法

32 位模式下，MUL（无符号数乘法）指令有三种类型：

执行 8 位操作数与 AL 寄存器的乘法；
执行 16 位操作数与 AX 寄存器的乘法；
执行 32 位操作数与 EAX 寄存器的乘法。

MUL 指令中的单操作数是乘数。下表按照乘数的大小，列出了默认的被乘数和乘积。由于目的操作数是被乘数和乘数大小的两倍，因此不会发生溢岀，换句话说，两个8位二进制数的乘积不会超过16位。

MUL无符号指令
被乘数	乘数	乘积存放位置	备注
AL	reg8/mem8	AX	MUL操作数是8位寄存器，自动将AL当作被乘数。结果存放AX。
AX	reg16/mem16	DX:AX	MUL操作数是16位寄存器，自动将AX当作被乘数。结果的低位放在AX，高位在DX。
EAX	reg16/mem32	EDX:EAX	MUL操作数是32位寄存器，自动将EAX当作被乘数。结果的低位在EAX，高位在EDX。

如果乘积的高半部分不为零，则 MUL 会把进位标志位和溢出标志位置 1。因为进位标志位常常用于无符号数的算术运算，在此我们也主要说明这种情况。例如，当 AX 乘以一个 16 位操作数时，乘积存放在 DX 和 AX 寄存器对中。其中，乘积的高 16 位存放在 DX，低 16 位存放在 AX。如果 DX 不等于零，则进位标志位置 1，这就意味着目的操作数的低半部分放不了整个乘积。

下述语句实现 16 位值 2000h 乘以 0100h。由于乘积的高半部分（存放于 DX）不等于零，因此进位标志位被置 1。注意，CF是1仅代表DX寄存器不为0，不是说DX和AX两个寄存不够存放结果：

.data
val1 WORD 2000h
val2 WORD 0l00h

.code
mov ax, val1           ; AX = 2000h
mul val2               ; DX:AX = 00200000h, CF = 1

IMUL指令：有符号数乘法

与 MUL 指令不同，IMUL 会保留乘积的符号，但两个有符号8位数的乘积仍然不超过16位，不会因为有符号问题就超过16位。x86 指令集支持三种格式的 IMUL 指令：单操作数、双操作数和三操作数，而无符号的MUL指令只有单操作数。

对于单操作数的IMUL指令，规则同无符号的MUL。和 MUL 指令一样，其乘积的存储大小使得溢出不会发生。同时，如果乘积的高半部分不是其低半部分的符号扩展，则进位标志位和溢出标志位置 1。利用这个特点可以决定是否忽略乘积的高半部分。

IMUL有符号指令单操作数的规则
被乘数	乘数	乘积存放位置
AL	reg/mem8	AX
AX	reg/mem16	DX:AX
EAX	reg/mem32	EDX:EAX

对于双操作数的IMUL指令，用第一个操作数乘以第二个操作，将结果存放到第一个操作所在的寄存器。第一操作数必须是16或32位寄存器，第二操作可以是16或32位内存或寄存器，位数与第一操作数对应。第二操作数还可以是8位立即数且只能是8位的。双操作数格式会按照目的操作数的大小来截取乘积，乘积的高半部分会被丢弃。如果被丢弃的是有效位，则溢出标志位和进位标志位置 1。因此，在执行了有两个操作数的 IMUL 操作后，必须检查这些标志位中的一个。

下述指令展示了双操作数格式：

.data
word1 SWORD 4     ;16位内存
dword1 SDWORD 4   ;32位内存
.code
mov ax, -16            ; AX = -16
mov bx, 2              ; BX = 2
imul bx, ax            ; BX = -32
imul bx, 2             ; BX = -64
imul bx, word1         ; BX = -256
mov eax, -16           ; EAX = -16
mov ebx, 2             ; EBX = 2
imul ebx, eax          ; EBX = -32
imul ebx, 2            ; EBX = -64
imul ebx, dword1       ; EBX = -256

对于三操作数的IMUL指令，第二和三个操作数的乘积存放到第一操作数中，第三操作数必须是立即数。若乘积有效位被丢弃，则溢出标志位和进位标志位置 1。因此，在执行了有三个操作数的 IMUL 操作后，必须检查这些标志位中的一个。格式如下：

imul 16位寄存器，16位寄存器或者内存，8或16位立即数

imul 32位寄存器，32位寄存器或者内存，8或32位立即数

下面的指令展示的是三操作数格式，包括了有符号溢出的例子：

.data
word1 SWORD 4
dword1 SDWORD 4
.code
imul bx, word1, -16             ; BX = word1 * -16
imul ebx, dword1, -16           ; EBX = dword1 * -16
imul ebx, dword1, -2000000000   ; 有符号溢出！此时需要40个位才足够存放结果，而ebx只有32位。

本文内容由网友自发贡献，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容，请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)