符号扩充

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符号扩充(又名符号扩展)是计算机算术中,在保留数字的符号(正负性)及数值的情况下,增加二进制数字位数的操作。此操作根据使用的特定有符号数处理方式,通过在数字的最高有效位端添加位数的方式完成。

举个例子,若计算机使用六位二进制数表示数字“00 1010”(十进制的正10),且此数字需要将字长符号扩充至十六位,则扩充后的值为“0000 0000 0000 1010”。此时,数值与符号均保留了下来。

若计算机使用十位数及二补数表示数字“11 1111 0001”(十进制的负15),且此值需要扩充至十六位,则扩充后的值为“1111 1111 1111 0001”。 此时,负号及原数字数值通过将左侧填充为1的方式保留了下来。

英特尔x86指令集英语x86 instruction listings中,符号扩充有两种方式:

  • 使用指令cbwcwdcwdecdq:分别将字节转化为字、字转化为双字、字转化为扩充双字、双字转化为四倍长字(x86环境中,一个字节为8位、一个字16位、双字与扩充双字均为32位、四倍长字64位);
  • 使用符号扩展移动指令,可通过movsx(“带符号移动”)指令族完成。

零扩展[编辑]

零扩展是与符号扩展类似的概念。在移动操作或转换操作中,零扩展指的是将目标的高位数设置为零,而不是将高位数设置成原数字的最高有效位。零扩展通常用于将无符号数字移动至较大的字段中,同时保留其数值;而符号扩展通常用于有符号的数字。

在x86及x64指令集中,movzx指令(“使用零扩展移动”)将执行零扩展移动。举个例子,movzx ebx, al会复制al中的一个字节至ebx的低位字节,随后使用0填充ebx的剩余字节。

在x64平台上,大多数写入通用寄存器的低32位的指令将使用0填充目标寄存器的上半部分。举个例子,指令mov eax, 1234将清除rax寄存器的上32位。

参考文献[编辑]

  • Mano, Morris M.; Kime, Charles R. (2004). Logic and Computer Design Fundamentals (3rd ed.), pp 453. Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-140539-X.