x86汇编实现计算器时除法功能输出异常问题求助

问题现象 #

选择除法（输入4）后，输入被除数20和除数5，程序输出0/20->20，不符合预期的20/5->4。

问题根源 #

1. 除法运算逻辑错误：

   • 未将正确的被除数放入rax寄存器就执行cqo和idiv，导致实际计算的是除数除以被除数，得到商0。
   • 除数为0的判断逻辑错误，当前代码检查的是被除数（r15）而非除数是否为0。

2. 打印参数顺序完全错误：
   格式串dividestr定义为"%d / %d -> %d\n"，对应顺序是「被除数 / 除数 -> 商」，但当前printintdiv传递的参数是「商 / 被除数 -> 除数」，完全匹配错位。

修复方案 #

1. 修正除法运算流程：

   • 将被除数（r14）移入rax，用cqo扩展符号位到rdx，准备有符号除法。
   • 先保存除数（原rax值）到临时寄存器，检查除数是否为0，再执行idiv完成除法。

2. 修正打印参数顺序：
   按照格式串要求，依次传递被除数、除数、商到printf的对应参数寄存器。

3. 修正除零判断逻辑：
   检查除数而非被除数是否为0，除零场景下正确传递被除数和0作为除数到打印函数。

修正后的完整代码 #

# CPSC 2500 Winter 2023
# Name:
# Date:

# Compile on Linux using: gcc -g -fno-pie -no-pie ./calc.s -o calc

.bss # block starting symbol, contains allocated but not yet initialized memory
num: # num will hold a 64 bit integer provided by the user
    .skip 8

.data
addstr: # C-style formatting for calling printf()
    .asciz "%d + %d -> %d\n"

minusstr: # C-style formatting for calling printf()
    .asciz "%d - %d -> %d\n"

mutiplystr: # C-style formatting for calling printf()
    .asciz "%d * %d -> %d\n"

dividestr: # C-style formatting for calling printf()
    .asciz "%d / %d -> %d\n"

.text
.global main

getint: # get integer from user
    movq $0, %rax
    movq $0, %rdi
    movq $num, %rsi
    movq $8, %rdx
    syscall # get user input from STDIN

    movq $num, %rdi
    call atoi # convert user input from string to integer
    ret

printint: # print result of addition
    mov $addstr, %rdi
    mov %r14, %rsi
    mov %rax, %rdx
    mov %r15, %rcx
    xor %rax, %rax
    call printf
    ret

printintminus: # print result of subtraction
    mov $minusstr, %rdi
    mov %r14, %rsi
    mov %rax, %rdx
    mov %r15, %rcx
    xor %rax, %rax
    call printf
    ret


printinttimes: # print result of multiplication
    mov $mutiplystr, %rdi
    mov %r14, %rsi
    mov %rax, %rdx
    mov %r15, %rcx
    xor %rax, %rax
    call printf
    ret

printintdiv: # print result of division
    mov $dividestr, %rdi   # Format string
    mov %r14, %rsi         # 被除数
    mov %r12, %rdx         # 除数
    mov %rax, %rcx         # 商
    xor %rax, %rax
    call printf
    ret



end: # terminate program
    mov $60, %rax
    xor %rdi, %rdi
    syscall

main:
    call getint 
    mov %rax, %r13
    cmpq $-1, %r13
    je end
    call getint
    mov %rax, %r15
    call getint
    mov %r15, %r14
    cmpq $1, %r13
    je addtwonums
    cmpq $2, %r13
    je subtwonums
    cmpq $3, %r13
    je mutiplytwonums
    cmpq $4, %r13
    je dividetwonums
    jmp main


addtwonums:
    add %rax, %r15
    call printint
    jmp main

subtwonums:
    sub %rax, %r15
    call printintminus
    jmp main

mutiplytwonums:
    imul %rax, %r15
    call printinttimes
    jmp main

dividetwonums:
    mov %rax, %r12         # 保存除数到r12
    mov %r14, %rax         # 将被除数放入rax
    cqo                    # 扩展符号位到rdx，准备有符号除法
    cmpq $0, %r12          # 检查除数是否为0
    je divisionbyzero
    idiv %r12              # 执行除法：rdx:rax / r12，商存rax，余数存rdx
    call printintdiv
    jmp main

divisionbyzero:
    mov $dividestr, %rdi
    mov %r14, %rsi         # 被除数
    mov $0, %rdx           # 除数（0）
    mov $0, %rcx           # 商设为0
    xor %rax, %rax
    call printf
    jmp main

内容的提问来源于stack exchange，提问作者YTN1112