我已经完成了在我的Z80核心上实现ADD A，r组操作码。我对我认为已经钉好的进位和溢出标志有点困惑，但我想把它放到社区检查我是对的。
基本上，从我所看到的情况来看，Z80中的ALU并不关心有符号/无符号运算，它只是添加了位。这意味着如果将两个8位值相加并由于它们的相加而产生9位值，则将设置进位标志。这包括添加两个负二的补码数，例如-20（11101100）和-40（11011000），因为虽然结果是-60（11000100），但结果实际上是9位值1 1100 0100这肯定意味着如果添加两个负2的补码值，即使没有溢出条件，也会始终设置进位标志 - 我是对的吗？
其次，我决定检测此指令中的溢出，我会对两个操作数的第7位进行异或，如果结果是10000000，那么肯定没有溢出 - 如果结果是00000000则可能存在因为符号是相同的溢出，因此我将XOR的第7位与任一操作数的第7位进行异或，如果结果为10000000，则发生溢出并设置P / V溢出旗。我也在这儿吗？
对于这样一个令人费解的问题，我很抱歉，我确定我是对的，但我需要先知道，然后再根据这个逻辑继续执行更多的指令。非常感谢。
答案 0 :(得分：32)
结果的位是从无符号整数的截断和中获得的。 add指令不关心这里的符号，也不关心你自己对有符号或无符号整数的解释。它只是添加好像数字是无符号的。
进位标志（或减法时的借位）是添加8位无符号整数时不存在的第9位。实际上，该标志表示无符号整数的add / sub的溢出/下溢。同样，add根本不关心这里的符号，它只是添加好像数字是无符号的。
添加两个负2的补码数将导致进位标志设置为1，正确。
溢出标志显示是否存在有符号整数的add / sub的溢出/下溢。要设置溢出标志，指令会将数字视为有符号（就像它将进位标志和结果的8位视为无符号一样）。
设置溢出标志背后的想法很简单。假设您将8位有符号整数符号扩展为9位，即只将第7位复制到额外的第8位。如果这些9位有符号整数的9位和/差在位7和8中具有不同的值，则会发生上溢/下溢，这意味着加法/减法在第7位中丢失了结果的符号并将其用于结果的大小，换句话说，8位不能容纳符号位和如此大的幅度。
现在，当且仅当进位到位7和进位到位8（=进位到位7）不同时，结果的第7位可以与虚符号位8不同。那是因为我们从第7位=第8位的加数开始，只有不同的进位可能会以不同的方式影响结果。
溢出标志=进位标志XOR从第6位进入第7位。
我和你计算溢出标志的方法都是正确的。实际上，两者都在Z80 CPU User's Manual“Z80状态指示标志”部分中进行了描述。
以下是如何在C语言中模拟大部分ADC指令，您无法直接访问CPU标志，无法充分利用仿真CPU的ADC指令：
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#if CHAR_BIT != 8
#error char expected to have exactly 8 bits.
#endif
typedef unsigned char uint8;
typedef signed char int8;
#define FLAGS_CY_SHIFT 0
#define FLAGS_OV_SHIFT 1
#define FLAGS_CY_MASK (1 << FLAGS_CY_SHIFT)
#define FLAGS_OV_MASK (1 << FLAGS_OV_SHIFT)
void Adc(uint8* acc, uint8 b, uint8* flags)
{
uint8 a = *acc;
uint8 carryIns;
uint8 carryOut;
// Calculate the carry-out depending on the carry-in and addends.
//
// carry-in = 0: carry-out = 1 IFF (a + b > 0xFF) or,
// equivalently, but avoiding overflow in C: (a > 0xFF - b).
//
// carry-in = 1: carry-out = 1 IFF (a + b + 1 > 0xFF) or,
// equivalently, (a + b >= 0xFF) or,
// equivalently, but avoiding overflow in C: (a >= 0xFF - b).
//
// Also calculate the sum bits.
if (*flags & FLAGS_CY_MASK)
{
carryOut = (a >= 0xFF - b);
*acc = a + b + 1;
}
else
{
carryOut = (a > 0xFF - b);
*acc = a + b;
}
#if 0
// Calculate the overflow by sign comparison.
carryIns = ((a ^ b) ^ 0x80) & 0x80;
if (carryIns) // if addend signs are different
{
// overflow if the sum sign differs from the sign of either of addends
carryIns = ((*acc ^ a) & 0x80) != 0;
}
#else
// Calculate all carry-ins.
// Remembering that each bit of the sum =
// addend a's bit XOR addend b's bit XOR carry-in,
// we can work out all carry-ins from a, b and their sum.
carryIns = *acc ^ a ^ b;
// Calculate the overflow using the carry-out and
// most significant carry-in.
carryIns = (carryIns >> 7) ^ carryOut;
#endif
// Update flags.
*flags &= ~(FLAGS_CY_MASK | FLAGS_OV_MASK);
*flags |= (carryOut << FLAGS_CY_SHIFT) | (carryIns << FLAGS_OV_SHIFT);
}
void Sbb(uint8* acc, uint8 b, uint8* flags)
{
// a - b - c = a + ~b + 1 - c = a + ~b + !c
*flags ^= FLAGS_CY_MASK;
Adc(acc, ~b, flags);
*flags ^= FLAGS_CY_MASK;
}
const uint8 testData[] =
{
0,
1,
0x7F,
0x80,
0x81,
0xFF
};
int main(void)
{
unsigned aidx, bidx, c;
printf("ADC:\n");
for (c = 0; c <= 1; c++)
for (aidx = 0; aidx < sizeof(testData)/sizeof(testData[0]); aidx++)
for (bidx = 0; bidx < sizeof(testData)/sizeof(testData[0]); bidx++)
{
uint8 a = testData[aidx];
uint8 b = testData[bidx];
uint8 flags = c << FLAGS_CY_SHIFT;
printf("%3d(%4d) + %3d(%4d) + %u = ",
a, (int8)a, b, (int8)b, c);
Adc(&a, b, &flags);
printf("%3d(%4d) CY=%d OV=%d\n",
a, (int8)a, (flags & FLAGS_CY_MASK) != 0, (flags & FLAGS_OV_MASK) != 0);
}
printf("SBB:\n");
for (c = 0; c <= 1; c++)
for (aidx = 0; aidx < sizeof(testData)/sizeof(testData[0]); aidx++)
for (bidx = 0; bidx < sizeof(testData)/sizeof(testData[0]); bidx++)
{
uint8 a = testData[aidx];
uint8 b = testData[bidx];
uint8 flags = c << FLAGS_CY_SHIFT;
printf("%3d(%4d) - %3d(%4d) - %u = ",
a, (int8)a, b, (int8)b, c);
Sbb(&a, b, &flags);
printf("%3d(%4d) CY=%d OV=%d\n",
a, (int8)a, (flags & FLAGS_CY_MASK) != 0, (flags & FLAGS_OV_MASK) != 0);
}
return 0;
}
输出：
ADC:
0( 0) + 0( 0) + 0 = 0( 0) CY=0 OV=0
0( 0) + 1( 1) + 0 = 1( 1) CY=0 OV=0
0( 0) + 127( 127) + 0 = 127( 127) CY=0 OV=0
0( 0) + 128(-128) + 0 = 128(-128) CY=0 OV=0
0( 0) + 129(-127) + 0 = 129(-127) CY=0 OV=0
0( 0) + 255( -1) + 0 = 255( -1) CY=0 OV=0
1( 1) + 0( 0) + 0 = 1( 1) CY=0 OV=0
1( 1) + 1( 1) + 0 = 2( 2) CY=0 OV=0
1( 1) + 127( 127) + 0 = 128(-128) CY=0 OV=1
1( 1) + 128(-128) + 0 = 129(-127) CY=0 OV=0
1( 1) + 129(-127) + 0 = 130(-126) CY=0 OV=0
1( 1) + 255( -1) + 0 = 0( 0) CY=1 OV=0
127( 127) + 0( 0) + 0 = 127( 127) CY=0 OV=0
127( 127) + 1( 1) + 0 = 128(-128) CY=0 OV=1
127( 127) + 127( 127) + 0 = 254( -2) CY=0 OV=1
127( 127) + 128(-128) + 0 = 255( -1) CY=0 OV=0
127( 127) + 129(-127) + 0 = 0( 0) CY=1 OV=0
127( 127) + 255( -1) + 0 = 126( 126) CY=1 OV=0
128(-128) + 0( 0) + 0 = 128(-128) CY=0 OV=0
128(-128) + 1( 1) + 0 = 129(-127) CY=0 OV=0
128(-128) + 127( 127) + 0 = 255( -1) CY=0 OV=0
128(-128) + 128(-128) + 0 = 0( 0) CY=1 OV=1
128(-128) + 129(-127) + 0 = 1( 1) CY=1 OV=1
128(-128) + 255( -1) + 0 = 127( 127) CY=1 OV=1
129(-127) + 0( 0) + 0 = 129(-127) CY=0 OV=0
129(-127) + 1( 1) + 0 = 130(-126) CY=0 OV=0
129(-127) + 127( 127) + 0 = 0( 0) CY=1 OV=0
129(-127) + 128(-128) + 0 = 1( 1) CY=1 OV=1
129(-127) + 129(-127) + 0 = 2( 2) CY=1 OV=1
129(-127) + 255( -1) + 0 = 128(-128) CY=1 OV=0
255( -1) + 0( 0) + 0 = 255( -1) CY=0 OV=0
255( -1) + 1( 1) + 0 = 0( 0) CY=1 OV=0
255( -1) + 127( 127) + 0 = 126( 126) CY=1 OV=0
255( -1) + 128(-128) + 0 = 127( 127) CY=1 OV=1
255( -1) + 129(-127) + 0 = 128(-128) CY=1 OV=0
255( -1) + 255( -1) + 0 = 254( -2) CY=1 OV=0
0( 0) + 0( 0) + 1 = 1( 1) CY=0 OV=0
0( 0) + 1( 1) + 1 = 2( 2) CY=0 OV=0
0( 0) + 127( 127) + 1 = 128(-128) CY=0 OV=1
0( 0) + 128(-128) + 1 = 129(-127) CY=0 OV=0
0( 0) + 129(-127) + 1 = 130(-126) CY=0 OV=0
0( 0) + 255( -1) + 1 = 0( 0) CY=1 OV=0
1( 1) + 0( 0) + 1 = 2( 2) CY=0 OV=0
1( 1) + 1( 1) + 1 = 3( 3) CY=0 OV=0
1( 1) + 127( 127) + 1 = 129(-127) CY=0 OV=1
1( 1) + 128(-128) + 1 = 130(-126) CY=0 OV=0
1( 1) + 129(-127) + 1 = 131(-125) CY=0 OV=0
1( 1) + 255( -1) + 1 = 1( 1) CY=1 OV=0
127( 127) + 0( 0) + 1 = 128(-128) CY=0 OV=1
127( 127) + 1( 1) + 1 = 129(-127) CY=0 OV=1
127( 127) + 127( 127) + 1 = 255( -1) CY=0 OV=1
127( 127) + 128(-128) + 1 = 0( 0) CY=1 OV=0
127( 127) + 129(-127) + 1 = 1( 1) CY=1 OV=0
127( 127) + 255( -1) + 1 = 127( 127) CY=1 OV=0
128(-128) + 0( 0) + 1 = 129(-127) CY=0 OV=0
128(-128) + 1( 1) + 1 = 130(-126) CY=0 OV=0
128(-128) + 127( 127) + 1 = 0( 0) CY=1 OV=0
128(-128) + 128(-128) + 1 = 1( 1) CY=1 OV=1
128(-128) + 129(-127) + 1 = 2( 2) CY=1 OV=1
128(-128) + 255( -1) + 1 = 128(-128) CY=1 OV=0
129(-127) + 0( 0) + 1 = 130(-126) CY=0 OV=0
129(-127) + 1( 1) + 1 = 131(-125) CY=0 OV=0
129(-127) + 127( 127) + 1 = 1( 1) CY=1 OV=0
129(-127) + 128(-128) + 1 = 2( 2) CY=1 OV=1
129(-127) + 129(-127) + 1 = 3( 3) CY=1 OV=1
129(-127) + 255( -1) + 1 = 129(-127) CY=1 OV=0
255( -1) + 0( 0) + 1 = 0( 0) CY=1 OV=0
255( -1) + 1( 1) + 1 = 1( 1) CY=1 OV=0
255( -1) + 127( 127) + 1 = 127( 127) CY=1 OV=0
255( -1) + 128(-128) + 1 = 128(-128) CY=1 OV=0
255( -1) + 129(-127) + 1 = 129(-127) CY=1 OV=0
255( -1) + 255( -1) + 1 = 255( -1) CY=1 OV=0
SBB:
0( 0) - 0( 0) - 0 = 0( 0) CY=0 OV=0
0( 0) - 1( 1) - 0 = 255( -1) CY=1 OV=0
0( 0) - 127( 127) - 0 = 129(-127) CY=1 OV=0
0( 0) - 128(-128) - 0 = 128(-128) CY=1 OV=1
0( 0) - 129(-127) - 0 = 127( 127) CY=1 OV=0
0( 0) - 255( -1) - 0 = 1( 1) CY=1 OV=0
1( 1) - 0( 0) - 0 = 1( 1) CY=0 OV=0
1( 1) - 1( 1) - 0 = 0( 0) CY=0 OV=0
1( 1) - 127( 127) - 0 = 130(-126) CY=1 OV=0
1( 1) - 128(-128) - 0 = 129(-127) CY=1 OV=1
1( 1) - 129(-127) - 0 = 128(-128) CY=1 OV=1
1( 1) - 255( -1) - 0 = 2( 2) CY=1 OV=0
127( 127) - 0( 0) - 0 = 127( 127) CY=0 OV=0
127( 127) - 1( 1) - 0 = 126( 126) CY=0 OV=0
127( 127) - 127( 127) - 0 = 0( 0) CY=0 OV=0
127( 127) - 128(-128) - 0 = 255( -1) CY=1 OV=1
127( 127) - 129(-127) - 0 = 254( -2) CY=1 OV=1
127( 127) - 255( -1) - 0 = 128(-128) CY=1 OV=1
128(-128) - 0( 0) - 0 = 128(-128) CY=0 OV=0
128(-128) - 1( 1) - 0 = 127( 127) CY=0 OV=1
128(-128) - 127( 127) - 0 = 1( 1) CY=0 OV=1
128(-128) - 128(-128) - 0 = 0( 0) CY=0 OV=0
128(-128) - 129(-127) - 0 = 255( -1) CY=1 OV=0
128(-128) - 255( -1) - 0 = 129(-127) CY=1 OV=0
129(-127) - 0( 0) - 0 = 129(-127) CY=0 OV=0
129(-127) - 1( 1) - 0 = 128(-128) CY=0 OV=0
129(-127) - 127( 127) - 0 = 2( 2) CY=0 OV=1
129(-127) - 128(-128) - 0 = 1( 1) CY=0 OV=0
129(-127) - 129(-127) - 0 = 0( 0) CY=0 OV=0
129(-127) - 255( -1) - 0 = 130(-126) CY=1 OV=0
255( -1) - 0( 0) - 0 = 255( -1) CY=0 OV=0
255( -1) - 1( 1) - 0 = 254( -2) CY=0 OV=0
255( -1) - 127( 127) - 0 = 128(-128) CY=0 OV=0
255( -1) - 128(-128) - 0 = 127( 127) CY=0 OV=0
255( -1) - 129(-127) - 0 = 126( 126) CY=0 OV=0
255( -1) - 255( -1) - 0 = 0( 0) CY=0 OV=0
0( 0) - 0( 0) - 1 = 255( -1) CY=1 OV=0
0( 0) - 1( 1) - 1 = 254( -2) CY=1 OV=0
0( 0) - 127( 127) - 1 = 128(-128) CY=1 OV=0
0( 0) - 128(-128) - 1 = 127( 127) CY=1 OV=0
0( 0) - 129(-127) - 1 = 126( 126) CY=1 OV=0
0( 0) - 255( -1) - 1 = 0( 0) CY=1 OV=0
1( 1) - 0( 0) - 1 = 0( 0) CY=0 OV=0
1( 1) - 1( 1) - 1 = 255( -1) CY=1 OV=0
1( 1) - 127( 127) - 1 = 129(-127) CY=1 OV=0
1( 1) - 128(-128) - 1 = 128(-128) CY=1 OV=1
1( 1) - 129(-127) - 1 = 127( 127) CY=1 OV=0
1( 1) - 255( -1) - 1 = 1( 1) CY=1 OV=0
127( 127) - 0( 0) - 1 = 126( 126) CY=0 OV=0
127( 127) - 1( 1) - 1 = 125( 125) CY=0 OV=0
127( 127) - 127( 127) - 1 = 255( -1) CY=1 OV=0
127( 127) - 128(-128) - 1 = 254( -2) CY=1 OV=1
127( 127) - 129(-127) - 1 = 253( -3) CY=1 OV=1
127( 127) - 255( -1) - 1 = 127( 127) CY=1 OV=0
128(-128) - 0( 0) - 1 = 127( 127) CY=0 OV=1
128(-128) - 1( 1) - 1 = 126( 126) CY=0 OV=1
128(-128) - 127( 127) - 1 = 0( 0) CY=0 OV=1
128(-128) - 128(-128) - 1 = 255( -1) CY=1 OV=0
128(-128) - 129(-127) - 1 = 254( -2) CY=1 OV=0
128(-128) - 255( -1) - 1 = 128(-128) CY=1 OV=0
129(-127) - 0( 0) - 1 = 128(-128) CY=0 OV=0
129(-127) - 1( 1) - 1 = 127( 127) CY=0 OV=1
129(-127) - 127( 127) - 1 = 1( 1) CY=0 OV=1
129(-127) - 128(-128) - 1 = 0( 0) CY=0 OV=0
129(-127) - 129(-127) - 1 = 255( -1) CY=1 OV=0
129(-127) - 255( -1) - 1 = 129(-127) CY=1 OV=0
255( -1) - 0( 0) - 1 = 254( -2) CY=0 OV=0
255( -1) - 1( 1) - 1 = 253( -3) CY=0 OV=0
255( -1) - 127( 127) - 1 = 127( 127) CY=0 OV=1
255( -1) - 128(-128) - 1 = 126( 126) CY=0 OV=0
255( -1) - 129(-127) - 1 = 125( 125) CY=0 OV=0
255( -1) - 255( -1) - 1 = 255( -1) CY=1 OV=0
您可以将#if 0更改为#if 1，以使用基于符号比较的方法进行溢出计算。结果将是相同的。乍一看，有点令人惊讶的是，基于标志的方法也会处理结转。
请注意，通过使用我计算所有进位到0到7位的方法，您还可以免费获得所需的half-carry标志值（从第3位到第4位）对于DAA指令。
编辑：我已经借助借阅（SBC / SBB指令）添加了减法功能，并为其提供了结果。
答案 1 :(得分：5)
另一种看待这种情况的方法可能更容易理解。执行总和时：