3.5-指令与条件码

指令与条件码

条件码寄存器

条件码寄存器是由CPU来维护的，长度是1Bit，它描述了最近执行的操作的属性，例如ALU执行两条连续的算术指令

t1: addq %rax, %rbx
t2: subq %rcx, %rdx

t1时刻执行指令1，t2时刻执行指令2，t1时刻条件码寄存器保存的是指令1的执行结果的属性，t2时刻，条件码寄存器中的内容将会被下一条指令所覆盖

常用条件码

• CF: Carry Flag，进位标志，当执行的指令最高位产生进位时，CF会被置1，用来检查无符号数操作的溢出
• ZF: Zero Flag，零标志，最近操作结果等于0时，ZF会置1
• SF: Sign Flaag，符号标志，最近操作结果小于0时，SF置1
• OF: Overflow Flag，溢出标志，针对有符号数，最近的操作导致正溢出或负溢出，OF会置1

条件码寄存器的值是由ALU在执行算术和运算指令时写入的

不同的指令有相应的规则来设置条件码寄存器，例如，逻辑操作指令xor，进位标志CF和溢出标志OF会置0；加一和减一指令会设置溢出标志OF和零标志ZF，但不会改变进位标志CF

除此之外，cmp和test指令也可以改变条件码寄存器

cmp指令是根据两个操作数的差来设置，与sub指令不同的是，cmp只是作差，然后设置寄存器，不会更新目的操作数的值

test指令和and类似，同样只是设置条件码寄存器

例子

判断等于

int comp(long a, long b) {
    return a == b;
}

对应的汇编代码，参数a放在寄存器rdi中，参数b放在rsi中

cmpq    %rsi, %rdi
sete    %al
movzbl  %al, %eax
ret

指令cmpq根据a-b的结果设置条件码寄存器，当a==b时，会将ZF设置为1

通常情况下，不会直接去读条件码寄存器的值，其中一种方式是根据条件码的某种组合，通过set类指令，将一个字节设置为0或者1

sete根据ZF的值，对寄存器al进行赋值，后缀e是equal

• 如果ZF=1，将al置为1
• 如果ZF=0，将al置为0

然后mov对al进行零扩展，最后返回判断结果

判断小于

int comp(long a, long b) {
    return a < b;
}

汇编代码也发生了变化

cmpq    %rsi, %rdi
setl    %al
movzbl  %al, %eax
ret

指令setl的含义是如果a < b，al置为1，其中l是less

小于需要用SF和OF的异或结果来判定

• a < b, t < 0, SF = 1, SF ^ OF = 1
• a > b, t > 0, SF = 0, SF ^ OF = 0
• a < b, t > 0, 正溢出，SF = 0, OF = 1, SF ^ OF = 1
• a > b, t < 0, 负溢出，SF = 1, OF = 1, SF ^ OF = 0

所以，a<b的异或结果SF ^ OF = 1，可以以此作为判断依据