前言
在持续输出ing
一、条件码
1.处理器状态（x86-64，部分的）
- 当前程序的执行信息
◼ 临时数据
◼ 运行时栈的位置（栈顶）
◼ 当前代码控制点的位置（即将要执行的指令地址）
◼ 最近一次指令执行的状态
2.条件码（隐式设置)
- 简单的位寄存器
条件码（隐式设置）
CF 进位标志（无符号数）
SF 符号标志（有符号数）
ZF 零标志
OF 溢出标志（有符号数） - 通过算术运算可以隐式设置条件码（可以把它看做是运算的副作用）
◼ 例如： addq Src,Dest ↔ t = a+b
◼ CF 被置位，如果运算时出现了超出最高位的进位（无符号数运算溢出）
◼ ZF 被置位，如果 t ==0
◼ SF 被置位，如果 t<0 （看做是有符号数）
◼ OF 被置位，如果有符号数运算出现了溢出
(a>0 && b>0 && t<0) || (a<0 && b<0 && t>=0)
3.条件码（显式设置：比较指令）
- 通过比较指令可以显式设置条件码
Explicit Setting by Compare Instruction - cmpq Src2, Src1
- cmpq b,a 这条指令和a-b的作用类似，但不需要将结果写入目标寄存器
◼ CF 被置位，如果运算时出现了超出最高位的借位（用于无符号数比较）
◼ ZF 被置位，如果 a == b
◼ SF 被置位，如果 (a-b) < 0 （看做是有符号数）
◼ OF 被置位，如果有符号数运算出现了溢出
(a>0 && b<0 && (a-b)<0) || (a<0 && b>0 && (a-b)>0)
3.条件码（显式设置：测试指令）
- 通过测试指令也可以显式设置条件码
- testq Src2, Src1
◼ testq b,a 这条指令和a&b的作用类似，但不需要将结果写入目标寄存器
◼ 根据 Src1&Src2 的结果设置条件码
◼ 用于对一个操作数的某几个位进行掩码检测
◼ ZF 被置位，当 a&b == 0
◼ SF 被置位，如果 (a&b) < 0
4.读取条件码
- SetX指令
◼ 根据条件码表达式将目标寄存器的最后一个字节修改为0或1
◼ 不会影响目标寄存器最高7个字节的值
5.x86-64 各寄存器中最后一个字节的名称
6.读取条件码
- 在x86-64指令集中，32位操作指令 会将目标寄存器的高32位清0
二、条件分支
1.跳转
- jX指令
◼根据条件码跳转到代码的其他位置执行
这是机器指令与汇编代码的对应
- 生成汇编代码
gcc –Og -S –fno-if-conversion control.c
2.使用goto语句等价表示
- 语言允许使用goto语句
◼ 跳转至标签所在位置的语句继续执行
3.条件表达式的翻译（使用分支）
- 为Then和Else表达式创建独立的代码块
- 根据条件选择合适的一个代码块并执行
4. 使用条件数据移动指令
- 条件数据移动指令
◼ 指令的功能：if (Test) Dest Src
◼ 1995年后的x86处理器开始支持- GCC在编译时会尝试使用这个指令翻译条件分支
◼ 仅当保证逻辑安全的时候使用
- GCC在编译时会尝试使用这个指令翻译条件分支
- 为什么使用条件数据移动指令？
◼ 分支会破坏流水线的指令流，影像处理器性能
◼ 条件数据移动指令不需要改变控制流
5.流水线
- 最多可以有三条指令同时执行
下面是例子
这是C代码
这是寄存器存储的值
6.不能使用条件数据移动指令的情况
-
大量的计算
◼ 条件数据移动指令会将所有的结果提前计算出来
◼ 只有计算都非常简单的时候，使用条件数据移动指令才会有意义
-
存在风险的计算
◼ 可能导致程序出错
-
有副作用的计算
三、循环
1.Do-While循环
- 计算x编码中“1” 的个数
- 使用条件分支决定继续或退出循环
C代码
goto版本
翻译后
汇编为
寄存器里的值为
Do-While循环通用的翻译方式
-
C代码
-
Goto
-
先执行 如果满足条件继续循环
2.while循环
While循环通用的翻译方式（1）
- “跳转到中间”翻译方法
- 使用 –Og 编译优化选
C代码
可以看到下面汇编代码里面执行到最后
如果满足条件那么就跳转到中间
与 do-while 循环相比，循环开始
前先跳转至循环条件检测的位置（注意第一行 gototest!!!）
While循环通用的翻译方式（2）
dowhile法
先翻译成dowhile
再依据dowhile的版本翻译Goto版本
3.for循环
for循环的通用翻译方式
“For” Loop → While Loop → Goto
while
dowhile
goto
四、switch语句
会考的
以下面的switch语句为例
我们可以看到
- 多个case （5 & 6）共用同一语句块
- Case2贯穿
- Case4缺失（case值不连续）
1.跳转表
- 用作switch语句翻译的一个表
- switch语句的通用翻译如下
注意这个goto 语句 后面接的是跳转表
1.跳转表的结构
- 基地址是 .L4
- 每个跳转目标需要8个字节（指向目标语句块的地址）
- 这是跳转表里跳转目标对应的语句块
2.直接跳转
- jmp .L8
直接跳转至.L8标签所指向地址的指令
3.间接跳转
- jmp *.L4(,%rdi,8)
- 跳转表起始地址.L4（跟那个存储器寻址可以类比一下）
- 缩放因子必须是8的整倍数（每个地址是8个字节）
- 从地址 .L4 + x*8 处获得跳转目标的位置
- 仅限于 0 ≤ x ≤ 6的情况
4.分析跳转表（例子分析）
给一段switch语句
汇编代码为
跳转表如下
- 跳转表与switch语句对应关系如图
（1）正常情况 x==1
对应的汇编代码以及寄存器的值对应如下图
（2）代码块贯穿 x= =2 x= =3(无break）
对应C代码应该为
汇编代码为（可以看到执行完case2就执行case3里面的代码 w+=z）
（3）缺省 x= =5 x= =6（共用一个代码块）
汇编代码也是共用一块
（4）没有从0开始的情况
汇编代码还是会处理成从0开始
（5）稀疏的switch语句
- 将翻译为二分查找的语句 O(log n)
- 而不是退化为 if-elseif-elseif-else O(n)
