汇编语言MUL指令无符号数乘法的使用

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

32 位模式下，MUL（无符号数乘法）指令有三种类型：

  • 第一种执行 8 位操作数与 AL 寄存器的乘法；

  • 第二种执行 16 位操作数与 AX 寄存器的乘法；

  • 第三种执行 32 位操作数与 EAX 寄存器的乘法。

乘数和被乘数的大小必须保持一致，乘积的大小则是它们的一倍。这三种类型都可以使用寄存器和内存操作数，但不能使用立即数：

MUL reg/mem8
MUL reg/meml6
MUL reg/mem32

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。

被乘数乘数乘积
ALreg/mem8AX
AXreg/mem16DX:AX
EAXreg/mem32EDX:EAX

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，这就意味着隐含的目的操作数的低半部分容纳不了整个乘积。

有个很好的理由要求在执行 MUL 后检查进位标志位，即，确认忽略乘积的高半部分是否安全。

MUL 示例

下述语句实现 AL 乘以 BL，乘积存放在 AX 中。由于 AH（乘积的高半部分）等于零，因此进位标志位被清除（CF=0）：

mov al, 5h
mov bl, 10h
mul bl          ; AX = 0050h, CF = 0

下图展示了寄存器内容的变化：

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：

.data
val1 WORD 2000h
val2 WORD 0l00h
.code
mov ax, val1      ; AX = 2000h
mul val2        ; DX:AX = 00200000h, CF = 1

下述语句实现 12345h 乘以 1000h，产生的 64 位乘积存放在 EDX 和 EAX 寄存器对中。EDX 中存放的乘积高半部分为零，因此进位标志位被清除：

mov eax, 12345h
mov ebx, 1000h
mul ebx          ; EDX:EAX = 0000000012345000h, CF = 0

下图展示了寄存器内容的变化：

在 64 位模式下使用 MUL

64 位模式下，MUL 指令可以使用 64 位操作数。一个 64 位寄存器或内存操作数与 RAX 相乘，产生的 128 位乘积存放到 RDX:RAX 寄存器中。下例中，RAX 乘以 2，就是将 RAX 中的每一位都左移一位。RAX 的最高位溢出到 RDX 寄存器，使得 RDX 的值为 0000 0000 0000 0001h：

mov rax, 0FFFF0000FFFF0000h
mov rbx, 2
mul rbx           ; RDX:RAX = 0000000000000001FFFE0001FFFE0000

下面的例子中，RAX 乘以一个 64 位内存操作数。该寄存器的值乘以 16，因此，其中的每个十六进制数字都左移一位（一次移动 4 个二进制位就相当于乘以 16）。

.data
multiplier QWORD 10h
.code
mov rax, OAABBBBCCCCDDDDh
mul multiplier    ; RDX:RAX = 00000000000000000AABBBBCCCCDDDDOh

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