assembly - 如何在 8080 上高效地进行签名比较？

Question

我想比较两个 16 位数字并根据结果进行分支:相当于 if (a<b) goto negative 。我使用的是 Intel 8080。

Z80 有一个有符号算术溢出标志，可以通过一定程度的努力来实现此目的。标准代码为:

ld de, _left
ld hl, _right
ld a, e
sub a, l
ld a, d
sbc a, h
jp po, $+5  ; branch on overflow flag not set
xor a, 0x80 ; flip sign bit
jm negative ; actually do the test

但是 8080 并不是 Z80 的严格子集，上面的代码在那里不起作用 --- 在 8080 上，算术指令根据结果的奇偶校验设置 P 标志，结果很搞笑。

那么在 8080 上进行签名比较的惯用方法是什么？

实际上计算溢出标志是可能的，但确实很痛苦，因为它需要对操作数和结果进行位运算，而且我的寄存器已经用完了。而且，这实际上并不是我想要的；我实际上并不关心溢出。我只是想对比一下。

(如果结果为负，我不能简单地进行减法和分支，因为这并不适用于所有情况。考虑 INT_MIN < INT_MAX。即 0x8000 - 0x7fff = 1，这显然是正数。)

Answer 1

考虑到已接受的答案及其评论，我会重新考虑 Jester 的建议(在我看来，与提议的 Z80 代码相比，这似乎只有 +4B，但代码布局略有不同，即 less/greater_equal 分支所在的位置，这可能会进一步复杂化)或者简化你的代码...而且它应该比每次对 D 和 H 执行 xor 0x80 表现更好):

    mov     a,d
    xra     h
    jp      sameSigns   ; as "JNS" in 8086 / "jp p," in Z80
    ; sign bits are different, signed overflow may happen
    ; but if H positive, then DE is less than HL
    xra     d           ; make A=H and set sign flag
    jm      DeIsGreaterEqualThanHl
:DeIsLessThanHl
    ; DE < HL
    ...

:sameSigns
    ; sign bits are equal, it is safe to do ordinary sub
    mov     a,e
    sub     l
    mov     a,d
    sbb     h
    jc      DeIsLessThanHl
:DeIsGreaterEqualThanHl
    ; DE >= HL
    ...

您还可以将其修改为当 DE

:SignedCmpDeHl
    mov     a,d
    xra     h
    jp      sameSigns   ; as "JNS" in 8086 / "jp p," in Z80
    ; sign bits are different, signed overflow may happen
    ; but if H positive, then DE is less than HL
    xra     d           ; make A=H and set sign flag (CF=0)
    rm                  ; return CF=0 when DE >= HL (H is negative)
    stc
    ret                 ; return CF=1 when DE < HL (H is positive/zero)
:sameSigns
    ; sign bits are equal, it is safe to do ordinary sub
    mov     a,e
    sub     l
    mov     a,d
    sbb     h
    ret                 ; return with CF=1 when DE < HL (CF=0 DE >= HL)

顺便说一句，您可以通过 sbb a 将 CF=0/1 转换为 A=0/~0 - 有时 0/255 可以方便地进行进一步计算...

但正如我在问题下评论的那样，很多时候这值得在架构层面上重新审视，看看整个代码逻辑是否不能变成无符号 0..FFFF 操作模式，也许会导致调整( by -32768)诸如“_left”之类的值仅位于一个/两个特定位置(如最终输出给用户)，而更多其他内部比较/用法将以无符号方式工作。

编辑:

与常量比较的一些变体(对于一次性常量，最好将其加载到其他 RP 中并使用通用 RP1 与 RP2 比较，特别是如果您有备用 RP 并且通用比较是已经为其他代码实例化了...但是对于同一常量的多次使用，这可能会在大小方面和速度方面都获胜...内联在速度方面获胜？可能与子例程相当，取决于结果的使用方式)。

reg-pair(实际上也是任何 8b reg)与零:

; signed compare 8b or 16b register vs 0, into SF, destroys A
    xra     a       ; A=0
    ora     R       ; 16b R=[HDB], or any 8b R: SF = (RP < 0 or R < 0)
    ...i.e. "jm hlIsLessThanZero"

; signed compare 8b or 16b register vs 0, into CF, destroys A
    mov     a,R     ; 16b R=[HDB], or any 8b R
    ral             ; CF = (RP < 0) or (R < 0)
    ...i.e. "jc hlIsLessThanZero" or "sbb a" to get 0/255

针对任何 16b #XY 常量的reg-pair:

; signed 16b compare RP (HL/DE/BC) vs nonzero constant #XY
; subroutine, returns CF=1 if RP < #XY, modifies A
    mov     a,R
    xri     0x80    ; convert 8000..7FFF into 0000..FFFF
    cpi     #X^0x80 ; "X" is xor-ed with 0x80 too to have it in 0000..FFFF range
    rnz             ; if ZF=0, then CF=1 is (RP < XY) and CF=0 is (RP > XY)
    ; R == X, the low 8b P vs Y will decide
    mov     a,P
    cpi     #Y      ; CF=1 if (RP < XY)
    ret             ; 10B for particular #XY constant and RP

; inlined form
    mov     a,R
    xri     0x80    ; convert 8000..7FFF into 0000..FFFF
    cpi     #X^0x80 ; "X" is xor-ed with 0x80 too to have it in 0000..FFFF range
    jnz     HiByteWasDecisive   ; if ZF=0, then CF is set correctly, done
    mov     a,P     ; R == #X, the low 8b P vs #Y will decide final CF
    cpi     #Y      ; CF=1 if (RP < #XY)
:HiByteWasDecisive
    ; CF=1 is (RP < #XY) and CF=0 is (RP >= #XY)
    ...