关于X86-64汇编中几条指令的解答笔记

￡神魔★判官ぃ 2021-11-02 07:48 1273阅读 0赞

## 问题 ##

这是一段C语言代码：

long test(long x, long y){ 
        long val = 8 * x;
        if (y > 0) { 
            if (x < y) 
                val = y - x;
            else
                val = x & y;
        } else if (y <= -2) { 
            val = x + y;
        }
        return val;
    }

对应上面的C语言代码，gcc产生的部分汇编代码如下：

> x in %rdi，y in %rsi

test:
      leaq (,%rdi,8), %rax
      testq %rsi, %rsi			.Q1
      jle .L2                    .Q2
      movq %rsi, %rax
      subq %rdi, %rax
      movq %rdi, %rdx
      andq %rsi, %rdx            
      cmpq %rsi, %rdi            .Q3
      cmovge %rdx, %rax          .Q4
      ret
     .L2:
      addq %rsi, %rdi
      cmpq $-2, %rsi             .Q5
      cmovle %rdi, %rax          .Q6
      ret

1.  关于汇编代码中标注`.Q1`和`.Q2`的指令，`testq`指令做了什么？`jle`指令跳转的依据又是什么？
2.  关于`.Q3`和`Q4`，`cmpq`指令做了什么？`cmovge`指令进行条件传送的具体依据是什么？
3.  关于`.Q5`和`.Q6`，`cmpq`指令做了什么？`cmovle`指令进行条件传送的具体依据是什么？

## 解答 ##

1.  `testq`指令用来检测`%rax`中值和0的关系，将检测结果保存在条件码寄存器中；下面紧接着的`jle`指令根据对应条件码的值来进行跳转，具体行为是如果`%rax` >= 0，那么就跳转到标签`.L2`。
2.  `cmpq`指令用来比较`%rsi`和`%rdi`中值的大小关系（比较的行为是`%rdi` \- `%rsi`），将比较结果保存在条件码寄存器中；下面紧接着的`cmovge`根据对应条件码的值来执行这条指令，具体行为是如果`%rdi` >= `%rsi`，那么将`%rdi`中的值赋给`%rax`。
3.  这两条指令的行为和问题二类似，不过`cmovle`指令的判断依据是：如果`%rsi` <= -2。

## 附 ##

常见的条件码

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>条件码</th> 
   <th>作用</th> 
   <th>解释</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>CF</td> 
   <td>进位标志</td> 
   <td>最近的操作使最高位产生了进位。用于检查无符号溢出的操作</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ZF</td> 
   <td>零标志</td> 
   <td>最近的操作得出的结果为0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SF</td> 
   <td>符号标志</td> 
   <td>最近的操作得出的结果为负数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>OF</td> 
   <td>溢出标志</td> 
   <td>最近的操作导致了一个补码溢出（正溢出 / 负溢出）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

jump指令

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>指令</th> 
   <th>同义名</th> 
   <th>跳转条件</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>jmp Lable</td> 
   <td></td> 
   <td>1</td> 
   <td>z直接跳转</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>jmp *Operand</td> 
   <td></td> 
   <td>1</td> 
   <td>间接跳转</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>je Lable</td> 
   <td>jz</td> 
   <td>ZF</td> 
   <td>相等/零</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>jne Lable</td> 
   <td>jnz</td> 
   <td>~ZF</td> 
   <td>不相等/非零</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>js Lable</td> 
   <td></td> 
   <td>SF</td> 
   <td>负数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>jns Lable</td> 
   <td></td> 
   <td>~SF</td> 
   <td>非负数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>jg Lable</td> 
   <td>jnle</td> 
   <td>~(SF ^ OF)&amp;~ZF</td> 
   <td>大于（有符号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>jge Lable</td> 
   <td>jnl</td> 
   <td>~(ZF ^ OF)</td> 
   <td>大于或等于（有符号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>jl Lable</td> 
   <td>jnge</td> 
   <td>SF ^ OF</td> 
   <td>小于（有符号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>jle Lable</td> 
   <td>jng</td> 
   <td>(SF ^ OF) | ZF</td> 
   <td>小于或等于（有符号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ja Lable</td> 
   <td>jnbe</td> 
   <td>~CF &amp; ~ZF</td> 
   <td>超过（无符号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>jae Lable</td> 
   <td>jnb</td> 
   <td>~CF</td> 
   <td>超过或相等（无符号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>jb Lable</td> 
   <td>jnae</td> 
   <td>CF</td> 
   <td>低于（无符号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>jbe Lable</td> 
   <td>jna</td> 
   <td>CF | ZF</td> 
   <td>低于或等于（无符号）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

条件传送指令

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>指令</th> 
   <th>同义名</th> 
   <th>传送条件</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>cmove S, R</td> 
   <td>cmovz</td> 
   <td>ZF</td> 
   <td>相等/零</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cmovene S, R</td> 
   <td>cmovnz</td> 
   <td>~ZF</td> 
   <td>不相等/非零</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cmovs S, R</td> 
   <td></td> 
   <td>SF</td> 
   <td>负数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cmovns S, R</td> 
   <td></td> 
   <td>~SF</td> 
   <td>非负数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cmovg S, R</td> 
   <td>cmovnle</td> 
   <td>~(SF ^ OF) &amp; ~ZF</td> 
   <td>大于（有符号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cmovge S, R</td> 
   <td>cmovnl</td> 
   <td>~(SF ^ OF)</td> 
   <td>大于或等于（有符号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cmovl S, R</td> 
   <td>cmovnge</td> 
   <td>SF ^ OF</td> 
   <td>小于（有符号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cmovle S, R</td> 
   <td>cmovng</td> 
   <td>(SF ^ OF) | ZF</td> 
   <td>小于或等于（有符号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cmova S, R</td> 
   <td>cmovnbe</td> 
   <td>~CF &amp; ~ZF</td> 
   <td>超过（无符号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cmovae S, R</td> 
   <td>cmovnb</td> 
   <td>~CF</td> 
   <td>超过或等于（无符号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cmovb S, R</td> 
   <td>cmovnae</td> 
   <td>CF</td> 
   <td>低于（无符号）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cmovbe S, R</td> 
   <td>cmovna</td> 
   <td>CF | ZF</td> 
   <td>低于或等于（无符号）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>