机器的程序级表示 | 条件码

 条件码

• 定义：条件码是CPU根据运算结果由硬件设置的位，体现当前指令执行结果的各种状态信息。如算术运算产生的正、负、零或溢出等的结果。可以理解为处理器中的特殊标志位

从程序员角度看处理器：由所有可见的处理器以及标志位组成

1. 大量寄存器用于表示程序中用到的局部变量
2. rsp寄存器：当前程序运行时栈的顶部地址
3. rip寄存器（程序计数器）：当前所执行指令的下一条指令的地址
4. 标志位：表示当前处理器运行的状态。存放在称为标志寄存器的一种寄存器中，标志寄存器不能通过汇编语言指令直接访问，但可间接修改和访问

四种条件码

• CF：进位标志位，针对无符号数。若产生进位或借位，CF会被置位为1（无符号数进位或借位表示无符号位溢出）
• SF：符号标志位，针对有符号数。表示当前指令运算结果的符号，非负数置位为0，负数置位为1
• ZF：0标志位。运算结果为0时，会被置位为1
• OF：溢出标志位，针对有符号数。有符号数运算有可能出现溢出而非进位，若产生溢出，则置位为1

针对溢出和进位：无符号数的溢出叫做进位，有符号数称为溢出

两种置位方法

• 隐式置位：每当执行一个算数或逻辑运算指令时，都有可能导致标志位的变化。

1. 在处理器执行汇编指令时，寄存器、内存是无法判断执行的指令为有符号数还是无符号数的。因此标志位置位时，把结果既看做有符号数，又看作无符号数，分别对相应标志位进行判断
2. 地址计算指令是唯一一条不影响条件码的指令

• 显示置位：在汇编语言中有些指令，专门用于修改条件码的值，不修改操作数

• cmp指令对两个操作数进行比较（计算目标操作数-原操作数的差，进而影响对应条件码，但不修改参与运算的操作数）

1. 与减法运算区别：cmp指令影响对应条件码，但不修改参与运算的操作数；减法指令会把差放到目标操作数中
2. 影响SF和ZF。规则：差为负数，SF置位为1，表示目标操作数小于原操作数；差为非负数，SF置位为0，再看ZF；若差为0，ZF置位为1，表示二者相等；若差为正数，ZF置位为0，表示目标操作数大于原操作数

• text按位与

1. 类似and按位与，但and把结果放到目标操作数中；text指令影响对应条件码，但不修改参与运算的操作数
2. 只影响ZF.SF两个操作码
3. 可用于检查某个操作数中某一位是否为0。将数据和掩码（11...1）相比较

访问条件码

• 条件码不能直接被修改，只能通过算数或逻辑运算指令，间接的显示或隐式的完成条件码的修改。同样，访问条件码也不能直接访问，需通过一组set指令间接访问。访问的条件码通过八位寄存器表示，即将八位寄存器最低位置0或置1，剩余位都是0
• 下图为set组指令

  

• 在X86的64位寄存器中，每个寄存器的低八位寄存器都有别名，set组指令正是对低八位寄存器进行操作

• 通过实例理解条件码的访问

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