DOSBox 上的 8086 程序集：带有 idiv 指令的错误？

Question

我正在帮助我的一个朋友调试他的程序，我们将其范围缩小到一个即使在这里也会出现的问题：

.MODEL small
.STACK 16
.CODE
start:
    mov ax, 044c0h
    mov bl, 85
    idiv bl
exit:
    mov ax, 4c00h
    int 21h

end start

使用 tasm 4.1 组装它并在 DOSBox 0.74 上运行它后，它进入了无限循环。当使用 turbo 调试器检查它时，可以看到它发生在 idiv 指令之后，由于某种原因修改了 cs 和 ip 寄存器，并且在两条看似随机的指令之后将它们恢复为指向 idiv 行，无限地再次执行它。

有人对此有什么解释吗？

Answer 1

这个问题是其他与部门相关的失败的变体。 x86 tag wiki 有一些额外的链接：

• idiv / div 问题：Zero edx first, or sign-extend eax into it.。如果 64b/32b => 32b 商实际上不适合 32b，则 32 位 div 会出错。

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您的调试器似乎跳转到的明显随机代码是算术异常处理程序（也与除以零相同）。发生的事情是您的代码遇到了Division Overflow。您正在执行 16 位/8 位 IDIV。来自文档：

有符号的AX除以r/m8，结果存储在：AL←商，AH←余数。

您会注意到，对于使用 8 位除数（在您的情况下为 BL）的除法，商的范围是 -128 到 +127。 044c0h IDIV 85 是 207（十进制）。 207 不适合带符号的 8 位寄存器，因此您会出现除法溢出和意外问题的原因。

要解决此问题，您可以使用 16 位除数。因此，您可以将除数放在 BX（16 位寄存器）中。那将是mov bx, 85。不幸的是，事情并非如此简单。使用 16 位除数时，处理器假定被除数为 32 位，DX 为高 16 位，AX 为低 16 位。

有符号的DX:AX除以r/m16，结果存储在AX←商，DX←余数中。

要解决此问题，您必须对 AX 中的 16 位值进行符号扩展。这很简单，因为您只需要在将值放入 AX 后使用CWD 指令即可。来自指令集参考

DX:AX ← AX 的符号扩展。

如果 AX 的最高有效位 (MSB) 为 0，DX 将变为 0。如果 MSB 为 1，则 DX 将变为 0ffffh（所有位设置为 1）。数字的符号位是 MSB。

考虑到这一切，您的除法代码可以调整为采用 16 位除数：

mov ax, 044c0h
cwd                ; Sign extend AX into DX (DX:AX = 32-bit dividend)
mov bx, 85         ; Divisor is 85
idiv bx            ; Signed divide of DX:AX by BX