我很难理解一些指令，如sub指令，根据手册定义为AddWithCarry操作，其中进位设置为硬编码值1：
bits(datasize) result;
bits(datasize) operand1 = if n == 31 then SP[]<datasize-1:0> else X[n, datasize];
bits(datasize) operand2;
operand2 = NOT(imm);
(result, -) = AddWithCarry(operand1, operand2, '1');
if d == 31 then
SP[] = ZeroExtend(result, 64);
else
X[d, datasize] = result;字符串AddWithCarry操作定义如下：
(bits(N), bits(4)) AddWithCarry(bits(N) x, bits(N) y, bit carry_in)
integer unsigned_sum = UInt(x) + UInt(y) + UInt(carry_in);
integer signed_sum = SInt(x) + SInt(y) + UInt(carry_in);
bits(N) result = unsigned_sum<N-1:0>; // same value as signed_sum<N-1:0>
bit n = result<N-1>;
bit z = if IsZero(result) then '1' else '0';
bit c = if UInt(result) == unsigned_sum then '0' else '1';
bit v = if SInt(result) == signed_sum then '0' else '1';
return (result, n:z:c:v);型
如果一直将1作为进位传递，并根据AddWithCarry的定义进行查找，那么减法运算是否也会从所有运算中减去1？
我知道当我们写这样的东西：
sub sp, sp, #0x20型
我们实际上只从sp中减去32个字节，那么这个操作中的进位位是怎么回事呢？
2条答案
按热度按时间bgtovc5b1#
你可能已经看到了一个解释，大多数ALU把
a-b当作a + (~b + 1)，因为它们已经有了一个二进制加法器，而按位非在硬件上是非常便宜的。-b = ~b + 1（two's complement identities）. * How does the CPU do subtraction? * 是一个很好的例子，沿着Wikipedia的binary Adder–subtractor文章。其中一些解释忽略的是，
+ 1部分是通过进位到二进制加法器（如adc）来完成的，因此它仍然只是一个加法，这对性能和获得有符号的oVerflow和无符号Carry out的有用标志结果都很重要。这就是这里发生的事情。注意
operand2 = NOT(imm);而不是NEG或-imm。额外的+1进位需要得到正确的答案。在ARM和AARch 64中，减法输出的进位标志是ALU的加法器的原始输出，加法器以这种方式进行减法。这使得它成为一个非借位标志，如果
x < y，则在x - y之后为false。其他一些ISA，特别是x86，将ALU输出的进位标志反转，使其成为借位标志，这就是为什么x86的减法版本
adc是sbb（带借位减法，对于无借位情况，也必须在输入上反转CF以获得1的进位），与ARM/AArch 64的sbc（带进位的减法，直接在C中输入以获得无借位的1，否则0在有借位时使输出低1，通常来自bigint的较低有效块。无论哪种方式，x86
sbb/ ARMsbc都是软件将64位ALU链接到一个更宽的加法器/ADC中的一种方式，就像纹波进位加法器中全加器之间的正常进位传播一样。（在每个64位块中，ALU可能正在做一些有趣的事情，比如超前进位或进位选择，以将延迟降低到足够小的门延迟，以适应一个时钟周期，但通常不值得在软件中尝试这样做。）还涉及：
add指令来模拟sub，你会得到错误的标志结果。你需要使用一个adc。）eivgtgni2#
一开始我也很困惑。关键是前面的一行：它不是你所期望的
operand2 = -imm，而是operand2 = NOT(imm)，即按位不是（一的补码）。在二的补码算术中，你可以很容易地检查到NOT(imm) = -imm - 1。所以进位被设置为1实际上计算出x + (-imm - 1) + 1，它确实是x - imm。这是一种伪代码语言的人工制品：它们的整数类型是能够表示任何数字的纯数学整数，并且算术运算符仅在这样的类型上定义。但是在这里，操作数的类型是
bits(n)，简单地说是位串，所以写operand2 = -imm不会是格式良好的，他们必须说像operand2 = (-SInt(imm))<n-1:0>这样的东西，这会更令人困惑。这也可能反映了一种简单的ALU可以实现加法指令的方式。而不是需要单独的单元来执行ADD，ADC，ADC等，你只需要一个执行加法和进位的单元。所以ADC将把这个单元的进位输入连接到NZCV寄存器的实际C位; ADD将把它连接到地。ADD将把第一个输入端通过一个反相器，并将进位输入连接到VDD。SBC对反相器进行相同的操作，并将进位输入连接到C标志。（注意，这会导致减法将C标志视为真进位，而不是x86，在x86中，C将进位标志的意义反转，使其表现得像借位。