汇编语言 跳转指令与C语言的条件分支

这篇文章主要介绍了汇编语言 跳转指令与C语言的条件分支，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧

跳转指令

跳转指令也是一个组的指令，称为j组。其中jmp为无条件跳转，其余为条件跳转

上图为j组指令，可结合条件码访问指令加深理解

在机器指令水平上理解如何对跳转指令编码

• 如上图，通过反汇编软件得到机器指令与汇编语言，其中左边为机器指令编码，右边为对应汇编语言含义，最左边为每条机器指令地址
• jmp指令的对应机器指令有两个字节：eb表示这是jmp指令，03描述跳转信息。值得注意的是，跳转指令进行编码时，采用相对位置编码，如03描述的就是偏移量
• 结合实例进行理解：在未执行jmp指令时，rip寄存器存储的地址为4004d5（rip寄存器存放即将加载的指令地址）；执行jmp指令后，rip寄存器的值改为新的目标位置地址，目标位置=原先位置+偏移量，在此例子中为4004d5+03=4004d8。jg指令同理
• 存放相对位置意义：可获得更高灵活度，若存放绝对地址，分配地址可能改变；而相对位置一定不変

使用汇编语言的跳转指令实现C语言的条件分支

如上图，左边的程序可以通过上边的指令翻译成汇编指令

对上边指令的理解:

• control.c为输入的文件
• -s表示把c语言程序翻译为汇编指令
• -og是一种程序优化形式。这种形式优化程度较低，但是是在不改变程序原有结构的前提下进行优化，故而能更加清楚的看到程序语言和汇编语言间的关系。在实际应用中，-o1、-o2优化程度更高，能更大程度提高程序性能，尤其-o2已经成为当前的主流标准。但是这两种形式可能改变原有高级语言的语句结构，难以建立高级语言和汇编指令间的映射关系，故在学习中不采用
• -fno-if-conversion告诉编译器，在编译时，不要把分支语句用条件传输指令去执行，而用跳转指令执行。在早期X86处理器中，分支语句只又跳转指令表示，但后来又加入了条件传输指令，现在许多处理器用条件传输指令表示分支语句

使用条件数据传输指令实现条件分支

• 条件数据传输指令，先计算条件结果，然后根据条件结果的具体状态，来决定是否把原操作数的值赋值到目标操作数
• 和传统mov指令相似，只不过相当于在mov指令前需要判断条件，若条件不符合要求，啥都不做；符合要求，进行赋值
• 既然已经有了跳转指令，为何要引入条件数据传输指令：跳转指令存在性能问题。处理器体系结构中有流水线技术，可实现对于指令执行的加速。但流水线须执行对指令的预先读取，预读的通常策略是顺序取址。若遇到跳转指令，无法事先判断是否进行跳转，导致跳转指令对流水线指令的预取有破坏意义。尽管流水线做了大量工作来避免破坏性（如分支预测），但无论如何弥补，都可能导致程序性能下降。而条件数据传输指令会预先将条件计算出来，然后判断是否进行赋值（即赋值指令是否执行），从而避免了对流水线的破坏。尽管增加了计算量，但对流水线性能优化要高于计算性能的代价

结合实例

指令就是跳转指令去掉-fno-if-conversion

条件数据传输指令过程：

把一种情况的结果（x-y）先计算出来，放到rax寄存器；另一种同样计算出来，放到rdx寄存器；然后比较x与y大小

比较大小时用到cmov指令组，与set指令组类似。如cmovle是在小于等于的情况下，将rdx赋值给rax；大于则保持原状。

条件数据传输指令可对性能进行很好的优化，但不是所有条件数据分支都可用条件语句表达，如下图

分支语句块中包含非常重的计算，导致计算开销远大于对流水线性能的优化

具有一些临界风险情况。如取p指针指向地址的值的操作，必须在p不为0前提下进行。而条件数据传输指令会先将两个结果计算出来，再做取舍。此时若p指针不存在，会报错

计算中可能出现副作用，即使用变量互相间有关联。两种结果均会对x进行更新，若使用条件数据传输指令先计算结果的话，会使x值变化，与原逻辑不符

到此这篇关于汇编语言 跳转指令与C语言的条件分支的文章就介绍到这了,更多相关汇编语言 跳转指令内容请搜索编程学习网以前的文章希望大家以后多多支持编程学习网！