计算机系统基础 7 分支程序的实现

简单条件转移指令

根据单个标志位的值（CF， SF，OF，PF，ZF）来确定是否转移，如果条件成立，则（EIP） + 位移量 ➡ EIP，否则什么也不做。

注意，这里的EIP在执行本条指令时就已经变成当前指令的下一条指令的地址了，如下例， 0096827D是jnz l1的下一条指令地址，加上机器码75 07中表示偏移量的07就是l1所在处00968284

   mov  eax, x
00968270   A1 11 90 9D 00       mov   eax,dword ptr [x (09D9011h)]  cmp  eax, y
00968275  3B 05 15 90 9D 00    cmp  eax,dword ptr [y (09D9015h)]  jnz  l1
0096827B  75 07                       jne   l1 (0968284h)  mov  ecx,1
0096827D   B9 01 00 00 00        mov    ecx,1  jmp  l2
00968282   EB 05                      jmp    l1+5h (0968289h)  
l1: mov  ecx,0
00968284  B9 00 00 00 00          mov         ecx,0  
l2:
00968289   ……

JZ / JE       ZF=1时，转移

JNZ / JNE     ZF=0时，转移

JS            SF=1时，转移

JNS           SF=0时，转移

JO            OF=1时，转移

JNO           OF=0时，转移

JC            CF=1时，转移

JNC           CF=0时，转移

JP / JPE      PF=1时，转移

JNP / JPO     PF=0时，转移

无符号条件转移指令

JA / JNBE   标号   ( CF=0 且 ZF=0，转移)

JAE / JNB   标号   ( CF=0 或 ZF=1，转移)

JB / JNAE   标号   ( CF=1 且 ZF=0，转移)

JBE / JNA   标号   ( CF=1 或 ZF=1，转移)

有符号条件转移指令

JG / JNLE   标号：当 SF=OF 且 ZF=0时，转移

JGE / JNL   标号：当 SF=OF 或者 ZF=1时，转移

JL / JNGE   标号：当 SF≠OF 且 ZF=0时，转移

JLE / JNG   标号：当 SF≠OF 或者 ZF=1时，转移

两种JMP格式

间接转移方式中，除了立即数寻址方式外，其它方式均可以使用。

功能等价的转移指令：

1. JMP L1

2. JMP BUF

3. LEA EBX，BUF

JMP DWORD PTR [EBX]

4. MOV EBX，BUF

JMP EBX

指令地址列表

如果要根据不同的输入跳转执行不同的程序片段，如果要JMP来写会非常麻烦。采用的方法是构造指令地址列表。

比如，

        FUNCTAB DD LP1, LP2, LP3

        JMP FUNCTAB[EBX*4]

        (EBX)=0；跳转到 LP1处

        (EBX)=1；跳转到 LP2处

又如，

void arraysubtract_colsfirst( ) {……}

void arraysubtract_rowsfirst( ) {……}

void arraysubtract_onedim ( ) {……}

int main()

{

    int   i;

    void (*funcp[3])() = { arraysubtract_colsfirst ,

                                    arraysubtract_rowsfirst,

                                    arraysubtract_onedim };

    funcp[i]();   // i=0,1,2 会执行不同的函数

    …….

}

这样也做到了从多分支到无分支的转化，比如下面例子

6.3.1 多分支向无分支的转化

例：当x==1时，显示‘Hello，One’；

    当x==2时，显示‘Two’；

    当x==3时，显示‘Welcome,Three’,……,

    即x为不同的值，显示不同的串。
void myprint()
{   int  x;char msg1[] = "Hello,One";char msg2[] = "Two";char msg3[] = "Welcome, Three";char *p[3] = { msg1,msg2,msg3 };printf("please input 0,1,2 \n");scanf("%d", &x);printf("%s\n", p[x]);
}

编译优化上的利用

编译层面上可以利用这种转化实现优化：

比如对下面这个子函数的优化：
int absdiff(int x, int y){int result;if (x < y)result = y - x;elseresult = x - y;return result;}
无分支的写法：

int absdiff(int x, int y)

; _x$ = ecx

; _y$ = edx

push esi

mov   esi, ecx

mov   eax, edx

sub   esi, edx

sub   eax, ecx

cmp   ecx, edx

cmovge eax, esi

pop   esi

ret   0

这样，先分别计算出x - y 和 y - x，然后通过cmp、cmovge来实现选择。

Switch语句

Switch语句就是采用这种方式，如下例

#include <stdio.h>
int main(int argc, char* argv[])
{	int  x = 3, y = -1,  z;char c;c = getch();switch (c) {case '+':case 'a': // 用 字符’a’来表示‘+’z = x + y;break;case '-':case 's': // 用 字符’s’来表示‘-’z = x - y;break;default: z = 0;}printf(" %d %c %d = %d \n", x,c,y,z);return 0;
}
可以看出，是通过几种选择的值与其中最小值的差作为偏移量从内存中取数，取出的数作为在一个数组取数的下标，取出的数就是跳转到的地址，实际上就是用指令地址列表来实现的。

与转移指令功能类似的指令

带条件的数据传输指令

上一篇详细写过。

语句格式：cmov*** r32，r32/m32

功    能：在条件“***”成立时，

          传送数据，即(r32/m32)→r32。

          cmov 是Conditional MOVe的缩写。

要    求：

   ① r32 表示一个32位的寄存器；

   ② m32位表示一个内存地址；

      m32对应直接、间接、变址、基址加变址寻址；

      m32对应的单元的数据类型是双字，即32位。

字节指令

语句格式：set*** opd

功    能：在条件“***”成立时，(opd)⬅ 1，否则 (opd)⬅ 0 。

      opd 一般为一个字节寄存器

如：

    cmp   eax, ebx

    setg cl

    seta cl

    sete cl

使用单个标志位 设置

sete/setz、setc、sets、seto、setp

条件：ZF=1 CF=1 SF=1 OF=1 PF=1

setne/setnz、setnc、setns、setno、setnp

条件：ZF=0 CF=0 SF=0 OF=0 PF=0

使用多个标志位组合设置

seta、setb、setg、setl

setae、setbe、setge、setle