1 条件码寄存器

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李延 LV6 2022-06-07

悬赏：20积分

# 1 控制

到目前为止我们的代码还是直线直线，也就是只能一条一条的依次按顺序执行。但在我们的c语言和其他语言中，还有许多不是安装顺序执行的情况，比如：条件语句if、循环语句等等。在汇编中，这些代码是如何实现的。

# 2 条件码

在之前介绍的16个寄存器是整数寄存器。cpu还维护了一组条件码。在执行完 之前介绍的运算逻辑后，会讲相应的属性，写进这些条件码中。比较常用的有：

- CF：进位标志。最近的运算最高位产生了进位。可以检查无符号溢出情况。
- ZF：零标志。最近的运算结果为0.
- SF：符号标志。最近的运算结果为负数。
- OF：溢出标志。最近的运算导致一个补码溢出。有符号的溢出。

这些条件码不可以直接编辑与访问，他们都是根据最近的一次操作结果进行设置的。一般有以下几种实用场景：

- 根据某个条件码，将一个字节设置为0 或者1.
- 根据某个条件码的状态，跳转到代码的位置。

# 3 访问条件码

我们可以实用set指令，将特定的计算的结果写入到某个寄存器中。一共有如下指令：

| 指令   | 同义名 | 效果            | 含义       |
| :----- | ------ | --------------- | ---------- |
| sete   | setz   | ZF              | 相等       |
| setne  | setnz  | ~ZF             | 不相等     |
| sets   |        | SF              | 负数       |
| setns  |        | ~SF             | 非负       |
| setg   | setnle | ~ (SF^OF)& ~ ZF | 大于       |
| setge  | setnl  | ~ (SF^OF)       | 大于等于   |
| setl   | setnge | (SF^OF)         | 小于       |
| setle  | setng  | (SF^OF) \| ZF   | 小于等于   |
| seta   | setnbe | ~CF & ~ ZF      | 超过       |
| setae  | setnb  | ~CF             | 超过或相等 |
| setb   | setnae | CF              | 低于       |
| settbe | setna  | CF \| ZF        | 低于或等于 |
|        |        |                 |            |

这里我们需要注意，set指令只可以修改最低的8位。所以使用时，我们需要手动将高位清零。

## 3.1 sete 与setne

```asm
.LC0:
    .string    "subq value %llu\n sete value %llu\n"

.globl main
main:
   subq   $56, %rsp
   movq   $21, %rbx
   subq   $21, %rbx
   movq   $0,%rdx
   sete   %dxl
   movl   $.LC0, %edi
   movq   %rbx, %rsi
   call   printf

movl   $0, %eax
   addq   $56, %rsp
   ret
```

结果：

```shell
subq value 0
 sete value 1

```

这里我们计算了 21-21 。将ZF 打印出来是0.

另外我们计算的如果结果不是0.如下：

```asm
.LC0:
    .string    "subq value %lld\n sete value %llu\n"

.globl main
main:
   subq   $56, %rsp
   movq   $21, %rbx
   subq   $23, %rbx
   movq   $0,%rdx
   sete   %dxl
   movl   $.LC0, %edi
   movq   %rbx, %rsi
   call   printf

movl   $0, %eax
   addq   $56, %rsp
   ret
```

结果：

```shel
subq value -2
 sete value 0

```

注意：set后的寄存器用的都是8为的，使用其他的会报错

```asm
  sete   %dxl
```

setne与上面情况相反

```asm
.LC0:
    .string    "subq value %lld\n setne value %llu\n"

.globl main
main:
   subq   $56, %rsp
   movq   $21, %rbx
   subq   $23, %rbx
   movq   $0,%rdx
   setne  %dxl
   movl   $.LC0, %edi
   movq   %rbx, %rsi
   call   printf

movl   $0, %eax
   addq   $56, %rsp
   ret
```

结果：

```shel
subq value -2
 sete value 1

```

## 3.2 sets 与setns

这里只进行演示一个示例，其他情况与sete 相同

```asm
.LC0:
    .string    "subq value %lld\n sets value %llu\n"

.globl main
main:
   subq   $56, %rsp
   movq   $21, %rbx
   subq   $23, %rbx
   movq   $0,%rdx
   sets   %dxl
   movl   $.LC0, %edi
   movq   %rbx, %rsi
   call   printf

movl   $0, %eax
   addq   $56, %rsp
   ret
```

结果：

```sh
subq value -2
 sets value 1

```

## 3.3 setg 与setge

大于或等于的判断，使用的是OF寄存器，所以是对有符号的数据判断。

setg 通过表达式：~ (SF^OF)& ~ ZF

也就是说 SF = 0，OF = 0，ZF = 0 时， setg 结果才为1。那么就是说：

- 上一次运算结果不为0
- 上一次运算结果不为负
- 上一次有符号运算没溢出

从上面的逻辑我们可以看到，setg 是通过判断减法运行的结果。

a-b， 如果得到的是负数，就说明 a<b，如果不为负，就是a>b。

同时也排斥有符号溢出的情况，避免溢出也得到负数，造成结果异常。

```asm
.LC0:
    .string    "subq value %lld\n setg value %llu\n"

.globl main
main:
   subq   $56, %rsp
   movq   $21, %rbx
   subq   $23, %rbx
   movq   $0,%rdx
   setg   %dxl
   movl   $.LC0, %edi
   movq   %rbx, %rsi
   call   printf

movl   $0, %eax
   addq   $56, %rsp
   ret
```

结果

```shell
subq value -2
setg value 0

```

这里我们结算的是 21-23 。 也就是比较21 和23 。21小所以setg 为0.

反之：

```asm
.LC0:
    .string    "subq value %lld\n setg value %llu\n"

.globl main
main:
   subq   $56, %rsp
   movq   $211, %rbx
   subq   $23, %rbx
   movq   $0,%rdx
   setg   %dxl
   movl   $.LC0, %edi
   movq   %rbx, %rsi
   call   printf

movl   $0, %eax
   addq   $56, %rsp
   ret
```

结果

```shell
subq value 188
 setg value 1

```

而 setge 与setg想比 少了～ZF 条件。也就是说结果可以为0. 所以不再写测试用例。

## 3.4 其他

其他的结果判断都与 setg 基本一致，不再一一测试。

# 4 cmp与test

在我们之前的例子我，同时通过之前的运算符来设置这些条件码的，但他们都需要改变一个寄存器的状态。而有时，我们只需要修改条件码，不需要修改其他寄存器。这时候就需要cmp与test这两个命令

- cmp ： 与sub相同，减法命令。
- test：  与AND 相同，与运算。

##  4.1 cpm

```asm
.LC0:
    .string    "subq value %llu\n sete value %llu\n"

.globl main
main:
   subq   $56, %rsp
   movq   $21, %rbx
   cmpq   $21, %rbx
   movq   $0,%rdx
   sete   %dxl
   movl   $.LC0, %edi
   movq   %rbx, %rsi
   call   printf

movl   $0, %eax
   addq   $56, %rsp
   ret
```

结果

```shell
subq value 21
 sete value 1
 
```

这里我们计算21-21.  sete结果是1 。与我们上面一致。

但不同的是我们使用sub时，寄存器 rbx 保存的是计算结果0.

而cpm 还是原来的值21

## 4.2 test

test 是And 计算。常被用做判断一个数是否为负。比如：

```asm
.LC0:
    .string    "testq value %llu\n"

.globl main
main:
   subq   $56, %rsp
   movq   $-21, %rbx
   testq  %rbx,%rbx
   movq   $0,%rsi
   sets   %sil
   movl   $.LC0, %edi
   call   printf

movl   $0, %eax
   addq   $56, %rsp
   ret
```

结果：

```shell
testq value 1

```

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