标志寄存器

x86架构CPU中，标志寄存器主要有3种作用：

• 存储相关指令执行后的结果，例如CF、PF、AF、ZF、OF标志位
• 执行相关指令时，提供行为依据，例如执行JE指令时会读取ZF的值，来决定是否进行跳转。
• 控制CPU的工作方式，例如IF、VM、TF等标志位

16位模式下，标志寄存器名称为FLAG，寄存器大小16位。
32位模式下，标志寄存器的名称为EFLAG，寄存器大小32位。
64位模式下，为RFLAG，寄存器大小64位。
EFLAG寄存器各个位的用途如下，其中灰色的部分为保留位。

image.png

在x86汇编语言中，读取FLAG寄存器的方式为：
通过汇编指令PUSHF将FLAG寄存器数据压入栈，然后通过POP将FLAG寄存器数据读入到通用寄存器，例如下面将FLAG寄存器内容写入AX寄存器

pushf
pop ax

如果需要写入FLAG寄存器，可通过POPF指令将栈顶数据送入FLAG寄存器。

CF标志位

CF标志位位于标志寄存器的第0位，在进行无符号数运算时，它记录了运算结果的最高有效位向更高位的进位值，或从更高位的借位值。

例如两个16位数据0xFFFF和0x1000相加，会产生进位，这个进位值在16位寄存器中无法保存，为了解决这个问题，进位值会被保存到CF标志位中。

比如在16位汇编语言中：

mov ax, 0xFFFF
add ax, ax

执行完成后，AX寄存器的值为0xFFFE，CF标志位为1。
因为0xFFFF + 0xFFFF = 0x1FFFE，但是AX寄存器只有16位，所以将最高位1放置于CF标志位。

PF标志位

PF标志位位于标志寄存器的第2位，用途是记录指令执行后，其运算结果的所有位中1的个数是否为偶数：

当PF位为1时，表示1的个数为偶数
当PF位为0时，表示1的个数为奇数
例如：

mov al, 10
add al, 100

执行后，AL寄存器为01101110（二进制），其1的个数为5，所以PF位为0。

AF标志位

AF标志位位于标志寄存器的第4位，为辅助进位标志位，当执行一条运算指令后，如果第3位向第4位发生了进位，那么AF标志位为1，例如：

mov al, 0xF
add al, 1

此时AL寄存器为0x10，AF标志位为1。

ZF标志位

ZF标志位位于标志寄存器的第6位，用于记录相关指令执行后，其结果是否为0，如果结果为0，那么ZF标志位为1。

例如：

mov ax, 10
sub ax, 10

执行后，AX寄存器为0，ZF标志位为1。

SF标志位

SF标志位位于标志寄存器的第7位，用于记录相关指令执行后，其结果是否为负数（最高位为1表示负数），如果为负数，那么SF为1，如果不为负数，那么SF为0。

SF标志位是CPU对有符号数运算结果的一种记录，用于记录数据的正负，即最高位是否为1。
如果程序将其视为无符号数计算，那么SF标志位的值可以忽略。
例如：

mov al, 0
sub al, 1

此时，AL的值为11111111（-1），SF值为1。

TF标志位

TF标志位位于标志寄存器的第8位，名称为调试标志位，当TF值为1时，CPU每执行一条指令就会触发1号中断，典型案例就是MASM的Debug程序。

IF标志位

IF标志位位于标志寄存器第8位，表示是否响应中断。

如果IF为1，那么会响应所有类型的中断
如果IF为0，那么只响应不可屏蔽中断。
IF标志位的值可通过指令CLI设置为0，通过STI指令设置为1，这两个指令均没有操作数。

DF标志位

IF标志位位于标志寄存器第9位，名称为方向标志位，默认为0

当DF为1时，存储器地址自动减少，串操作指令为自动减量指令。
当DF为0时，存储器地址自动增加，串操作指令为自动增量指令。
可通过汇编指令CLD将DF标志位设置为0，也可通过STD将DF设置为1。
串操作指令包含MOVSB，MOVSW，MOVSD。

例如下面的案例，需要将DS:SI后面的100字节数据复制到ES:DI开始的内存区域：

mov cx, 100
cld
rep movsb

如果是将DS:SI前面的100字节数据复制到ES:DI前面的内存区域：

mov cx, 100
std
rep movsb

OF标志位

OF标志位位于标志寄存器的第9位，名称为溢出标志位。对于有符号数运算而言，如果计算后发生了溢出，那么OF标志位会设置为1。

例如：

mov al, 100
add al, 30

由于AL是8位寄存器，所以相加后会溢出（AL寄存器的值为-126，二进制表示为1000 0010），运算结果将不正确，此时OF标志位就会设置为1。

判断单个标志状态指令

这组指令单独判断5个状态标志之一，根据某一个标志是0或1决定是否跳转