英特尔 8085 如何实际执行与先前借位的减法？

如何解决英特尔 8085 如何实际执行与先前借位的减法？

我的理解是，为了评估 X - Y - borrow，我们可以执行 X - (Y + borrow) 或 (X - Y) - borrow。教科书中的例子描述了前一种方法。在这种情况下，减数 (Y) 为 FFH 并且借位设置为（为 1）会发生什么？

我在 GNUSim8085 (http://gnusim8085.srid.ca/) 中尝试了以下代码，该代码显示错误答案（未设置 CY 标志）。是 GNUSim8085 的实现问题还是由于溢出实际上发生在物理 Intel 8085 芯片中？

STC
MVI A,0FFH
SBI 0FFH
HLT

然而，下一个代码按预期给出了正确答案 (A = FFH,CY=1)。

STC
MVI A,00H
SBI 00H
hlt

解决方法

我的理解是，为了评估 X - Y - borrow，我们可以执行 X - (Y + borrow) 或 (X - Y) - borrow。

通常，真正的 CPU 不会执行两个操作，但它们使用使用“全加减法器”的 ALU。这些电路在一次操作中执行带借位的减法。

通常，每个位对应一个电路（例如，8 位减法需要 8 个电路）。

计算进位标志的电路也计算结果的高位（第7位）；它需要两个数字的高位（位 7）和一个内部标志（可以是 0 或 1）作为输入。它没有其他信息！

我们计算90h-80h：结果是10h或0Fh（取决于进位标志的前一个状态）并且进位清零。这意味着如果两个输入数字的高位都是 0 并且“内部标志”具有特定状态（0 或 1），则电路将计算 1 作为结果的高位并清除进位.

我们计算80h-90h：结果是0F0h或0EFh并设置进位。这意味着如果两个输入数字的高位都是 1 并且“内部标志”具有其他状态，则电路将计算 1 作为结果的高位并设置进位。

计算0FFh-0FFh，两个输入值的高位也设置为1。这意味着：根据“内部标志”，电路要么将输出的高位设置为0并清除进位，要么将输出的高位设置为1并设置进位。

所以 A=0xFFh 和 CY=0 的结果是不可能的。

这是 GNUSim8085 的实现问题还是由于溢出而实际发生在物理 Intel 8085 芯片中？

有些 CPU 在最低位不使用“全加器”来计算带借位的减法。

然而，我怀疑 8085 是那些 CPU 之一。

看看 source code of GNUSim8085，你会看到这样的注释（这个来自执行 SBI 的函数）：

  /* I'm not sure abt the new code
   * Old code:

看了这样的评论，我觉得那个模拟器还是有一些bug。

编辑

如果有人拥有真正的 8085 套件......

CY=0 的结果肯定是一个错误！

为什么？因为从 32 位数字中减去 32 位常数会导致错误的结果：

1000FF00h - 0FF01h = 0FFFFFFFh  (if CY=1 in your example)
1000FF00h - 0FF01h = 1000FFFFh  (if CY=0 in your example)

如果 Intel 真的生产了一些（有问题的）8085 IC 导致 CY=0，Intel 会在以后生产的 IC 中纠正这个错误！

因此，您肯定会发现真正的 8085 IC 导致 CY=1，而纯粹猜测可能也（有缺陷的）IC 导致 CY=0。 >

顺便说一句：使用 8085 模拟器 "sim8085"，您的示例结果为 CY=1。

,

x86 是 designed for 8080 asm source to be mostly 1:1 translatable to 8086)，因此 8080 / 8085 的工作方式可能与 8086 相同。

在 x86 中，sbb 以您在数学上期望的方式传播借用，这种方式对扩展精度很有用。例如FF - FF - 1 确实有一个借位输出 (CF=1)，就像在十进制 9 - 9 中手工工作一样，传入的借位为 1。

实际上 X - (Y + borrow) 和 (X - Y) - borrow 是等价的，如果这样做，您只需要避免将 Y+borrow 截断为 8 位（或从中保存进位）。在这两种情况下，如果 任一 操作结束，您都需要设置借用输出。

（另外，如果 8080 / 8085 不能以这种方式工作，这听起来像是一个错误，它将使其无法用于减去 uint32_t，例如，没有分支到特殊情况。）

---

所以（除非 8085 有硬件错误或疯狂的设计），这是一个模拟器错误：我猜它需要使用更广泛的中间类型，或者检查 A -= src 和 {{1 }} 脚步。 （或者检查 A -= carry 步骤中的换行，如果它首先这样做：这意味着正确的总和是 0x100，大于任何可能的 8 位值。）

C 不公开加进位或子带借位操作，并且对于进位和出位的一般情况很容易出错。 （与 asm 相比，很难有效地编写。）

---

有趣的事实：最近关于可能有问题的模拟器的 6502 问题我认为遇到了类似的模拟器错误：6502 assembly: carry result in 16bit subtraction。一个答案甚至有分支的解决方法，这在他们损坏的模拟器上似乎是必要的。 （6502 没有 sub-without-borrow，它将其进位标志视为非借位。所以要进行正常的减法，您必须先 SEC（设置进位）然后是 SBC。不像 8080 / 8085 和 x86，其中在有借位输出的地方设置进位标志。