跳轉(zhuǎn)指令

跳轉(zhuǎn)指令也是一個(gè)組的指令，稱(chēng)為j組。其中jmp為無(wú)條件跳轉(zhuǎn)，其余為條件跳轉(zhuǎn)

上圖為j組指令，可結(jié)合條件碼訪問(wèn)指令加深理解

在機(jī)器指令水平上理解如何對(duì)跳轉(zhuǎn)指令編碼

• 如上圖，通過(guò)反匯編軟件得到機(jī)器指令與匯編語(yǔ)言，其中左邊為機(jī)器指令編碼，右邊為對(duì)應(yīng)匯編語(yǔ)言含義，最左邊為每條機(jī)器指令地址
• jmp指令的對(duì)應(yīng)機(jī)器指令有兩個(gè)字節(jié)：eb表示這是jmp指令，03描述跳轉(zhuǎn)信息。值得注意的是，跳轉(zhuǎn)指令進(jìn)行編碼時(shí)，采用相對(duì)位置編碼，如03描述的就是偏移量
• 結(jié)合實(shí)例進(jìn)行理解：在未執(zhí)行jmp指令時(shí)，rip寄存器存儲(chǔ)的地址為4004d5（rip寄存器存放即將加載的指令地址）；執(zhí)行jmp指令后，rip寄存器的值改為新的目標(biāo)位置地址，目標(biāo)位置=原先位置+偏移量，在此例子中為4004d5+03=4004d8。jg指令同理
• 存放相對(duì)位置意義：可獲得更高靈活度，若存放絕對(duì)地址，分配地址可能改變；而相對(duì)位置一定不変

使用匯編語(yǔ)言的跳轉(zhuǎn)指令實(shí)現(xiàn)C語(yǔ)言的條件分支

如上圖，左邊的程序可以通過(guò)上邊的指令翻譯成匯編指令

對(duì)上邊指令的理解:

• control.c為輸入的文件
• -s表示把c語(yǔ)言程序翻譯為匯編指令
• -og是一種程序優(yōu)化形式。這種形式優(yōu)化程度較低，但是是在不改變程序原有結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行優(yōu)化，故而能更加清楚的看到程序語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言間的關(guān)系。在實(shí)際應(yīng)用中，-o1、-o2優(yōu)化程度更高，能更大程度提高程序性能，尤其-o2已經(jīng)成為當(dāng)前的主流標(biāo)準(zhǔn)。但是這兩種形式可能改變?cè)懈呒?jí)語(yǔ)言的語(yǔ)句結(jié)構(gòu)，難以建立高級(jí)語(yǔ)言和匯編指令間的映射關(guān)系，故在學(xué)習(xí)中不采用
• -fno-if-conversion告訴編譯器，在編譯時(shí)，不要把分支語(yǔ)句用條件傳輸指令去執(zhí)行，而用跳轉(zhuǎn)指令執(zhí)行。在早期X86處理器中，分支語(yǔ)句只又跳轉(zhuǎn)指令表示，但后來(lái)又加入了條件傳輸指令，現(xiàn)在許多處理器用條件傳輸指令表示分支語(yǔ)句

使用條件數(shù)據(jù)傳輸指令實(shí)現(xiàn)條件分支

• 條件數(shù)據(jù)傳輸指令，先計(jì)算條件結(jié)果，然后根據(jù)條件結(jié)果的具體狀態(tài)，來(lái)決定是否把原操作數(shù)的值賦值到目標(biāo)操作數(shù)
• 和傳統(tǒng)mov指令相似，只不過(guò)相當(dāng)于在mov指令前需要判斷條件，若條件不符合要求，啥都不做；符合要求，進(jìn)行賦值
• 既然已經(jīng)有了跳轉(zhuǎn)指令，為何要引入條件數(shù)據(jù)傳輸指令：跳轉(zhuǎn)指令存在性能問(wèn)題。處理器體系結(jié)構(gòu)中有流水線技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)于指令執(zhí)行的加速。但流水線須執(zhí)行對(duì)指令的預(yù)先讀取，預(yù)讀的通常策略是順序取址。若遇到跳轉(zhuǎn)指令，無(wú)法事先判斷是否進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，導(dǎo)致跳轉(zhuǎn)指令對(duì)流水線指令的預(yù)取有破壞意義。盡管流水線做了大量工作來(lái)避免破壞性（如分支預(yù)測(cè)），但無(wú)論如何彌補(bǔ)，都可能導(dǎo)致程序性能下降。而條件數(shù)據(jù)傳輸指令會(huì)預(yù)先將條件計(jì)算出來(lái)，然后判斷是否進(jìn)行賦值（即賦值指令是否執(zhí)行），從而避免了對(duì)流水線的破壞。盡管增加了計(jì)算量，但對(duì)流水線性能優(yōu)化要高于計(jì)算性能的代價(jià)

結(jié)合實(shí)例

指令就是跳轉(zhuǎn)指令去掉-fno-if-conversion

條件數(shù)據(jù)傳輸指令過(guò)程：

把一種情況的結(jié)果（x-y）先計(jì)算出來(lái)，放到rax寄存器；另一種同樣計(jì)算出來(lái)，放到rdx寄存器；然后比較x與y大小

比較大小時(shí)用到cmov指令組，與set指令組類(lèi)似。如cmovle是在小于等于的情況下，將rdx賦值給rax；大于則保持原狀。

條件數(shù)據(jù)傳輸指令可對(duì)性能進(jìn)行很好的優(yōu)化，但不是所有條件數(shù)據(jù)分支都可用條件語(yǔ)句表達(dá)，如下圖

分支語(yǔ)句塊中包含非常重的計(jì)算，導(dǎo)致計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)遠(yuǎn)大于對(duì)流水線性能的優(yōu)化

具有一些臨界風(fēng)險(xiǎn)情況。如取p指針指向地址的值的操作，必須在p不為0前提下進(jìn)行。而條件數(shù)據(jù)傳輸指令會(huì)先將兩個(gè)結(jié)果計(jì)算出來(lái)，再做取舍。此時(shí)若p指針不存在，會(huì)報(bào)錯(cuò)

計(jì)算中可能出現(xiàn)副作用，即使用變量互相間有關(guān)聯(lián)。兩種結(jié)果均會(huì)對(duì)x進(jìn)行更新，若使用條件數(shù)據(jù)傳輸指令先計(jì)算結(jié)果的話，會(huì)使x值變化，與原邏輯不符

到此這篇關(guān)于匯編語(yǔ)言 跳轉(zhuǎn)指令與C語(yǔ)言的條件分支的文章就介紹到這了,更多相關(guān)匯編語(yǔ)言 跳轉(zhuǎn)指令內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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