关于进位标志的 ARM 文档的困惑答案

【问题标题】：Confusion about ARM documentation on carry flag关于进位标志的 ARM 文档的困惑
【发布时间】：2018-10-30 13:37:40
【问题描述】：

在 ARM 文档 here 中，它说：

进位发生：

...如果减法的结果是正数或零...

我从this answer on SO 知道，当存在无符号下溢（即被减去的数字（减数）大于被减去的数字（被减数））时，进位标志在减法中设置。

所以考虑这个例子：

r1 = 5
r2 = 10
CMP r1, r2

比较 (CMP) 执行减法 as mentioned here，然后设置适当的标志。在这种情况下，r1-r2 = 5-10 = -5。由于这里有无符号下溢（5

ARM 文档有错吗？我有什么误解？

【问题讨论】：

无符号溢出是加法的msbit的进位。如果加法的 msbit 的进位和进位不同，则设置有符号溢出。逻辑使用加法来做减法。二进制补码否定 (-a) = -(a) 取反并加一，第二个操作数取反（取反），进位取反（一一）。一些架构反转进位以指示无符号借用而不是无符号溢出。
您链接的问答是关于 x86 的，其中进位标志用作减法的借位标志。 ARM 则相反。
@PeterCordes 哎呀哈哈；感谢您的澄清。（这引起了我的困惑，fuz 的回答也澄清了）

标签： assembly arm compare carryflag

【解决方案1】：

ARM 使用反向进位标志进行借位（即减法）。这就是为什么在没有借位时设置进位并在有时清除。这种设计决策使得构建 ALU 稍微简单一些，这也是一些 CPU 这样做的原因。

【讨论】：

相同的文档提到当进位标志被清除时，CC 条件代码（无符号较低）为真。在问题的CMP 5,10 示例中，ARM 中不会设置进位标志。因此，在 ARM 中，我应该将 CC 视为“第二个参数是否低于第一个无符号参数”？
@takanuva15 我认为这是正确的。 CC 条件代码的另一个名称是 LO，表示“无符号下限”。
有趣...所以对于其他汇编语言中进位标志未反转的程序，我需要将CMP 5,10 解读为“第一个参数是否低于第二个无符号参数”？（这可能一直让我感到困惑）
等等，不。从我的第一条评论开始，由于CMP 5,10 没有设置进位标志，CC/LO 标志将为真。这意味着我应该将CMP 5,10（带有以下CC 检查）读作“第一个参数是否低于第二个无符号参数”？
抱歉，我误读了您的第一条评论。是 CMP a, b 后跟 BCC 分支，如果 a < b 未签名。

【解决方案2】：

我们不需要所有 32 位来显示减法发生了什么

5 - 3

从小学我们知道 5 - 3 = 5 +(-3) 这就是它在逻辑上的实现方式，二进制补码的一个特点是得到 -3 你反转并添加一个所以

5 - 3

      1
   0101
 + 1100
=========

完成它

  11011
   0101
 + 1100
=========
   0010

所以一般来说（不是特定于处理器）5 - 3 = 2。误位的进位和进位都是一个，因此不会设置有符号溢出，进位是 1。但是某些架构以及反转第二个操作数和进位（到 lsbit）也反转进位，称为借位。有些没有。

当您查看诸如大于和小于之类的东西时，有些文档会说明进位位的定义是什么

5 - 4

  11111
   0101
 + 1011
=========
   0001

5 - 5

  11111
   0101
 + 1010
=========
   0000

5 - 6

  00011
   0101
 + 1001
=========
   1111

5 - 7

  00011
   0101
 + 1000
=========
   1110

这表明，如果您查看原始执行，它会在操作数 b 等于操作数 a 时切换，当 b 小于 a 时，它会在 b 等于或大于 a 时设置，这很清楚。因此，如果体系结构保持不变，您可以在大于或等于的一种情况下使用进位位来表示大于或小于（但不等于）由该标志定义，并且哪个方向取决于体系结构（如果它反转执行成借位）。在另一个方向，您要么翻转操作数并使用一位，要么使用 N 和 C 来确定大于或等于的值。

与其他一些文档不同，arm 文档会针对每个条件向您展示标志是什么，并且知道上述内容或能够在简单的测试中重复它，您可以确定它们是否反转。指令 sbb 是用借位减法，而不是 sbc 用进位减法，但它本身并不暗示该指令集如何解释该位。

【讨论】：