1. 条件判断: 条件码
2. 条件判断: 跳转指令
3. 条件判断: 条件传送

条件码

1. CF 进位标志, 最近的操作使最高位产生进位
2. ZF 零标志, 最近的操作的结果得到0
3. SF 符号标志, 最近的操作结果是负数
4. OF 溢出标志, 最近的操作导致补码溢出,正负溢出都算

1. CMP S1, S2, 计算S2-S1的结果, 根据结果更新条件码. 即如果S1=S2, 零标志会被设置为1, 如果不相同, 则可以利用其它标志判断两数大小关系.
2. TEST S1, S2, 计算S2&S1的结果, 根据结果更新条件码. 常用的套路是两个操作数一样, 这样就可以通过条件码得到这个数是正数,零还是负数.

int comp(long a, long b){
    return a < b;
}
// a in %rdi, b in %rsi

comp:
    cmpq %rsi %rdi  被减数最后, 减数在前, 这条执行的是 a - b. 其实也可以认为 compq s1 s2 等于比较s2和s1,后边的条件大于就是指的s2>s1,以此类推
    setl %al        上一条指令执行完之后条件码更新, 如果a-b<0, 根据条件码设置%rax寄存器的最低字节为1. 如果不满足条件, 就设置0.
    movbl %al %eax  将%al零扩展更新到32位寄存器, 同时把高位清0. 这里返回的是int, 32位字节足够. 但是也一样会高位清0.
    ret

练习3.13 找出汇编代码对应的原来的数据类型

1.     cmpl  %esi, %edi
       setl  %al
   

   首先这是一个比较32位的指令, 然后调用的是有符号的小于比较, 所以应该是两个有符号数进行比较. 由于一方有无符号就是无符号比较, 因此不能是无符号的32位. 由于两个数据类型相同, 应该是int 与 int

2.     cmpw  %si, %di
       setge %al
   

   这是一个比较字的大小, 就是16位长度, 然后是有符号大于等于.因此也不是无符号数字. 所以是 short 类型

3.     cmpb  %sil, %dil
       setbe %al
   

   这个指令比较字节大小, 然后是无符号比较. 由于无符号数参与比较会转换另外一个为无符号数, 所以是 unsigned char

4.     cmpq  %rsi, %rdi
       setne %al
   

   比较64位长度, 然后判断是否不相等. 由于无符号比较会互相转换, 因此数据类型可能为 char*, long, unsigned long

练习3.14 找出汇编代码对应的数据类型

int test(data_t a){
    return a TEST 0;
}

1.     testq  %rdi, %rdi
       setge  %al
   

   这个例子就是自己和自己与, 然后调用有符号, 那应该就是 long 类型

2.     testw  %di, %di
       sete   %al
   

   16位长, 是否等于0, 这个和符号无关, 因此可以是 short 或者 unsigned short

3.     testb  %dil, %dil
       seta   %al
   

   一个字节长度, 使用无符号比较, 则应该是 unsigned char

4.     testl  %edi, %edi
       setle  %al
   

   双字长度, 32位. setle是带符号的小于, 所以是 int

跳转指令

1. jmp .L1, 跳转到 L1 标号
2. jmp *%rax, 跳转到%rax的值代表的目标
3. jmp *(%rax), 跳转到%rax中的指针指向的内存地址中的的目标

练习 3.15 跳转的目标

1.             400f3a: 74 02   je XXXX
               4003fc: ff d0   callq *%rax
   

   可以看到74指令之后接着02, 表示下一行指令的地址+2 , 即 0x4003fc+2 = 0x4003fe

2.             40042f: 74 f4   je XXXX
               400431: 5d      pop %rbp
   

   可以看到74指令之后接着f4, 表示下一行指令的地址为补码的-12 , 即 0x400431 - 12 = 400425

3.             XXXXXX: 77 02   ja 400547
               XXXXXX: 5d      pop %rbp
   

   先算出下一行指令的地址, 为400547-2 = 0x400545 由于跳转指令是两字节, 所以跳转指令的地址是 0x400545-2 = 0x400543

4.             4005e8: e9 73 ff ff ff   jmpq XXXXXXXX
               4005ed: 90               nop
   

   73 ff ff ff 的小端法补码表示的是十进制-141, 然后用4005ed - 141 = 0x400560

练习 3.16 写出汇编风格的C代码

//在 a 大于 p 指针指向的数值的时候, 将数值更新为 a
void cond(long a, long *p){
    if(p && a > *p){
        *p = a;
    }
}

a in %rdi, p in %rsi
cond:
    testq  %rsi, %rsi  测试 p
    je     .L1         如果是0就跳转到L1标号

    compq  %rdi, (%rsi)  比较*p 和 a
    jge    .L1           如果*p >= a, 即不满足 a > *p,跳转到L1标号

    movq   %rdi, (%rsi)  *p = a
  .L1:
    rep; ret

void cond_assembly(long a, long *p){
    if(!p)
        goto ends;
    if(a <= *p)
        goto ends;
    *p = a;

  ends:
    return;
}

练习题 3.17 按照新套路重写函数

long absdiff_se(long x, long y) {

    long result;

    if (x < y)
        goto true;
    ge_cnt++;
    result = x - y;
    goto done;

    true:
    lt_cnt++;
    result = y - x;

    done:
    return result;
}

练习题 3.18 根据汇编编写C代码

test:
    leaq  (%rdi, %rsi), %rax   这行等于long temp1 = x + y
    addq  %rdx, %rax           这行等于temp1 = temp1 + z
    cmpq  $-3, %rdi            这行等于是比较 x 和 -3
    jge   .L2                  jge表示有符号大于等于, 然后跳转到 .L2标号, 结合上一条指令就表示  x >= 3 的时候跳转. 则往下的部分就是 x<3的情况对应的代码

    现在已知: .L2处理 大于等于3的情况. 以下处理x < 3的情况

    cmpq  %rdx, %rsi           比较y:z
    jge   .L3                  表示 y >= z , 跳转到 .L3标号 往下的部分就是 x<3 且 y<z的情况
    movq  %rdi, %rax           把%rdi的值也就是x 放到temp 中, 即 temp1 = x
    imulq %rsi, %rax           然后temp1 = temp1 * y
    ret                        返回%rax中的值, 此时等于 x * y

  .L3:
    movq  %rsi, %rax           此时x<3 ,y>z, 这条指令让 temp1 = y
    imulq %rdx, %rax           temp1 = temp1 * z
    ret                        此时返回值是 y*z

  .L2:
    cmpq  %2, %rdi             进到L2分支的条件是 x>=3, 此时再比较 x:2
    jle   .L4                  如果x<=2, 直接到L4
    movq  %rdi, %rax           temp1 = x
    imulq %rdx, %rax           temp1 = x * z
  .L4
    rep; ret

long test(long x, long y, long z){
    long val = x + y + z;
    if(x<-3){
        if(y<z){
            val = x * y;
        } else {
            val = y * z;
        }
    } else if(x>2){
        val = x * z;
    }
    return val;
}

条件传送

练习题 3.19 分支预测惩罚计算

练习题 3.20 补充宏定义

#define OP

long arith(long x){
    return x OP 8;
}

arith:
    leaq    7(%rdi), %rax    long temp = x+7
    testq   %rdi, %rdi       测试 x
    cmovns  %rdi, %rax       x 非负数的情况下, 传送 x 到 %rax 中, 即temp = x
    sarq    $3, %rax         把 temp 算术右移3位
    ret

练习 3.21 补充C代码

test:
    leaq    0(,%rdi,8), %rax    long temp = 8 * x
    testq   %rsi, %rsi          测试y
    jle     .L2                 y小于或等于0, 这个是什么意思. 之后跳转
    movq    %rsi, %rax          测试不通过的情况下的代码 , temp = y
    subq    %rdi, %rax          temp = temp - x
    movq    %rdi, %rdx          long temp2 = x
    andq    %rsi, %rdx          temp2 = temp2 & y
    cmpq    %rsi, %rdi          比较 x : y
    comvge  %rdx, %rax          x>=y 的情况下, %rax 的值是 %rdx的值, 也就是 x & y
    ret
  .L2:
    addq    %rsi, %rdi          x = x + y
    cmpq    %-2,  %rsi          比较 y 和 -2
    cmovle  %rdi, %rax          y <= -2 的时候, %rax 是 x + y
    ret                         L2标号分支返回x + y

long testmove(long x, long y){
    long val = 8 * x;

    if (y > 0) {
        if (x >= y) {
            val = x & y;
        } else {
            val = y - x;
        }

    } else if (y <= -2) {
        val = x + y;
    }

    return val;
}