lec03b-Machine Language-Control Flow

Wu Spring 11 ©USTC
访问条件码(续 访问条件码 续) °SetX 指令
• 每条指令根据条件码的某个组合，将一个字节设置为0 每条指令根据条件码的某个组合，将一个字节设置为 或者1 或者 • 目的操作数是八个单字节寄存器之一 - 4个整数寄存器的第 个字节 个整数寄存器的第1个字节 个整数寄存器的第 - 没有修改三个高位字节 - 经常用movzbl 指令完成对高位字节的清0 经常用 指令完成对高位字节的清 %eax %edx %ecx %ebx %esi %edi %ah %dh %ch %bh %al %dl %cl %bl
第一种Goto 形式 第一种
int fact_while_goto(int x) { int result = 1; loop: if (!(x > 1)) goto done; result *= x; x = x-1; goto loop; done: return result; }
result *= x; x = x-1; }; return result; }
注意次序 反转! 反转
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跳转指令 °jX 指令
• 根据条件码跳转到程序不同的部分
指令
jmp je jne js jns jg jge jl jle ja jb
CSAPP L3b Chp3.8
跳转条件
1 ZF ~ZF SF ~SF ~(SF^OF)&~ZF ~(SF^OF) (SF^OF) (SF^OF)|ZF ~CF&~ZF CF
int gt (int x, int y) { return x > y; }
Body
%esp %ebp
movl 12(%ebp),%eax cmpl %eax,8(%ebp) setg %al movzbl %al,%eax
CSAPP L3b Chp3.7
# # # #
eax = y Compare x : y al = x > y 清零%eax高位字节 清零 高位字节
描述
无条件 相等 / 零 不等 / 非零 负数 非负 有符号) 大于 (有符号 有符号 大于等于 (有符号 有符号) 有符号 小于(有符号 小于 有符号) 有符号 小于等于(有符号 小于等于 有符号) 有符号 超过(无符号 超过 无符号) 无符号 低于(无符号 低于 无符号) 无符号
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CSAPP L3b Chp3.5
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访问条件码 °SetX 指令
• 每条指令根据条件码的某个组合，将一个字节设置为0或者 每条指令根据条件码的某个组合，将一个字节设置为 或者 或者1
指令
sete setne sets setns setg setge setl setle seta setb
• 使用向后分支来继续循环 • 当while条件成立时执行分支 条件成立时执行分支
Goto 版本
int fact_goto(int x) { int result = 1; loop: result *= x; x = x-1; if (x > 1) goto loop; return result; }
条件分支例子
_max: pushl %ebp movl %esp,%ebp int max(int x, int y) { if (x > y) return x; else return y; } movl 8(%ebp),%edx movl 12(%ebp),%eax cmpl %eax,%edx jle L9 movl %edx,%eax L9: movl %ebp,%esp popl %ebp ret
CSAPP L3b Chp3.16
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“For” 循环例子
/* Compute x raised to nonnegative power p */ int ipwr_for(int x, unsigned p) { int result; for (result = 1; p != 0; p = p>>1) { if (p & 0x1) result *= x; x = x*x; } return result; }
Set Up
Body
Finish
CSAPP L3b Chp3.9
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条件分支例子 (续) 续
int goto_max(int x, int y) { int rval = y; int ok = (x <= y); if (ok)goto done; rval = x; done: return rval; }
• 这个代码与do-while形式等价吗？ 这个代码与 形式等价吗？ 形式等价吗 • 如果条件为假一定会跳出循环
CSAPP L3b Chp3.14
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实际“While” 循环翻译 实际
C代码 代码
int fact_while(int x) { int result = 1; while (x > 1) { result *= x; x = x-1; }; return result; }
CSAPP L3b Chp3.11
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“Do-While” 循环编译 °寄存器 寄存器 Goto 形式
int fact_goto(int x) { int result = 1;
%edx %eax x result
汇编程序
_fact_goto: pushl %ebp movl %esp,%ebp movl $1,%eax movl 8(%ebp),%edx L11: imull %edx,%eax decl %edx cmpl $1,%edx jg L11 movl %ebp,%esp popl %ebp ret
• C语言允许 语言允许goto语句作为转移 语言允许 语句作为转移 控制 - 与机器级编程风格很像 • 通常被认为是很坏的代码风格
movl 8(%ebp),%edx movl 12(%ebp),%eax cmpl %eax,%edx jle L9 movl %edx,%eax L9:
CSAPP L3b Chp3.10
• 使用了与 使用了与do-while一样的内 一样的内 部循环 • 在循环入口增加额外测试条 件
CSAPP L3b Chp3.15
第二种Goto 形式 第二种
int fact_while_goto2(int x) { int result = 1; if (!(x > 1)) goto done; loop: result *= x; x = x-1; if (x > 1) goto loop; done: return result; }
条件码 °单位寄存器 单位寄存器
CF ZF 进位标志 零标志 SF OF 符号标志 溢出标志
°由算术操作隐式设置 由算术操作隐式设置
addl Src,Dest 类似C 程序: 类似 程序 t = a + b • CF 当最高位产生了进位时置位 - 用来检测无符号溢出 • ZF 当t == 0时置位 时置位 • SF 当t < 0时置位 时置位 • OF 当二进制补码溢出时置位
(a>0 && b>0 && t<0) || (a<0 && b<0 && t>=0)
°leal指令不改变任何条件码
CSAPP L3b Chp3.3
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条件码设置(续 条件码设置 续) °由比较指令显示设置 由比较指令显示设置
cmpl Src2,Src1 • cmpl b,a 计算 计算a-b并不写回目的寄存器 并不写回目的寄存器 • CF当最高位产生了进位时置位 - 用来做无符号数比较 • ZF 当a == b时置位 时置位 • SF 当 (a-b) < 0时置位 时置位 • OF 当一个二进制补码溢出时置位 - (a>0 && b<0 && (a-b)<0) ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ| (a<0 && b>0 && (a-b)>0)
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Overview °Condition Codes
• Setting • Testing
°Control Flow
• If-then-else • Varieties of Loops • Switch Statements
CSAPP L3b Chp3.2
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CSAPP L3b Chp3.4
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条件码设置(续 条件码设置 续) °由Test指令显示设置 由 指令显示设置
testl Src2,Src1 • 条件位的置位是根据Src1 & Src2运算结果 - 经常用其中一个操作数为掩码 • testl b,a 计算 计算a&b但不写回目的寄存器 但不写回目的寄存器 • ZF 当a&b == 0时置位 时置位 • SF 当a&b < 0时置位 时置位
# Finish # Finish # Finish
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“Do-While” 翻译 C代码 代码
do Body while (Test);
• Body部分可以是任何形式的C语句 - 典型复合语句形式 典型复合语句形式:
Goto形式 形式
loop: Body if (Test) goto loop