文章目录
- 线索栏
- 笔记栏
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- 1. 控制流基础
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- 1）目标
- 2）机器级机制
- 2. 条件码寄存器
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- 设置规则
- 3. 比较与测试指令 (CMP & TEST)
- 4. 访问条件码：SET指令
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- 1）指令格式
- 2）关键后缀规律
- 3）同义名
- 4）SET指令表（图3-14）要点
- 5. 代码示例：comp函数
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- 关键步骤
- 6. 练习题
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- 练习题3.13
- 练习题3.14
- 总结栏
线索栏
笔记栏
1. 控制流基础
1）目标
实现C语言的条件语句、循环等。
2）机器级机制
（1）测试数据：通过运算设置条件码（Condition Codes）。 （2）改变控制流：根据条件码，通过JUMP指令跳转到代码的不同部分。
2. 条件码寄存器
CPU维护一组单比特寄存器，描述最近一次算术/逻辑运算的属性：
| CF | 进位标志 | (unsigned)t < (unsigned)a | 无符号溢出（最高位进位） |
| ZF | 零标志 | (t == 0) | 结果为0 |
| SF | 符号标志 | (t < 0) | 结果为负数（符号位为1） |
| OF | 溢出标志 | (a<0 == b<0) && (t<0 != a<0) | 有符号溢出 |
设置规则
（1）LEA指令不改变条件码。 （2）图3-10中大多数指令（ADD, SUB, INC, DEC, 位运算等）都会设置条件码。 （3）移位操作：CF= 最后移出的位；OF=0。
3. 比较与测试指令 (CMP & TEST)
这两条指令只设置条件码，不改变目的寄存器。 
| CMP S1, S2 | 计算 S2 – S1， 据此设置条件码 | 比较。操作数顺序与SUB相反 (CMP b, a比较 a和 b)。 |
| TEST S1, S2 | 计算 S1 & S2， 据此设置条件码 | 测试（通常用于检查位或是否为0）。 |
4. 访问条件码：SET指令
SET指令根据条件码的某种组合，将一个字节（Byte） 设置为0或1，这是访问条件码的第一种方式。
1）指令格式
setX D， 其中X是表示条件组合的后缀，D是单字节寄存器（如%al）或内存地址。
2）关键后缀规律
（1）用于有符号比较：g(greater), l(less), e(equal)等。 （2）用于无符号比较：a(above), b(below), e(equal)等。
3）同义名
同一条机器指令可能有多个名字（如setg≡ setnle）。
4）SET指令表（图3-14）要点
5. 代码示例：comp函数
int comp(data_t a, data_t b) { return a < b; }
// a in %rdi, b in %rsi
comp:
cmpq %rsi, %rdi # 比较 a 和 b (计算 a – b)
setl %al # 若 a < b (有符号)，则 %al = 1，否则为0
movzbl %al, %eax # 零扩展%al到%eax (同时清零高4字节)
ret
关键步骤
CMP→ SET→ MOVZ扩展。
6. 练习题
练习题3.13
根据指令序列推断data_t和COMP。 A. cmpl %esi, %di; setl %al cmpl：操作双字（4字节）→ data_t= int。 setl：有符号小于 → COMP= <。
B. cmpw %si, %di; setge %al cmpw：操作字（2字节）→ data_t= short。 setge：有符号大于等于 → COMP= >=。
C. cmpb %sil, %dil; setbe %al cmpb：操作字节（1字节）→ data_t= char。 setbe：无符号低于等于 → COMP= <=(无符号)。
D. cmpq %rsi, %rdi; setne %al cmpq：操作四字（8字节）→ data_t= long或 unsigned long或指针。 setne：不等于（不区分符号）→ COMP= !=。 
练习题3.14
根据TEST和SET推断data_t和TEST。TEST a, a用于测试a本身。 A. testq %rdi, %rdi; setge %al testq：测试8字节 → data_t= long。 setge：有符号非负 → TEST= >=0。
B. testw %di, %di; sete %al testw：测试2字节 → data_t= short。 sete：等于0 → TEST= ==0。
C. testb %dil, %dil; seta %al testb：测试1字节 → data_t= char或 unsigned char。 seta：无符号大于 → 在TEST后，a>0等价于 a != 0→ TEST= !=0(但更准确是>0，对无符号数两者等价)。
D. testl %edi, %edi; setne %al testl：测试4字节 → data_t= int。 setne：不等于0 → TEST= !=0。 
总结栏
本节是理解机器级控制流的基石，引入了条件码系统及如何通过SET指令将其转换为布尔值。
核心启示：计算机通过“先计算状态，后查询状态做出决策”来实现条件分支。条件码系统是这一“状态”的标准化、硬件化的表示。SET指令是连接底层状态与高层逻辑判断的桥梁。掌握条件码和SET指令，是理解后续JUMP（条件跳转）和CMOV（条件传送）指令的基础。
