Συνθήκες
RFLAGs
Υπάρχει ένας ειδικός καταχωρητής που ονομάζεται rflags.
Τα bit του λειτουργούν σαν σημαίες για διάφορες συνθήκες.
Μερικές από αυτές αναφέρονται παρακάτω:
| όνομα |
σύμβολο |
bit |
| μεταφορά |
CF |
0 |
| μηδέν |
ZF |
6 |
| πρόσημο |
SF |
7 |
| υπερχείλιση |
OF |
11 |
Εντολές σύγκρισης
Οι σημαίες στο rflags δεν τροποποιούνται άμεσα.
Αντίθετα, ορίζονται από πολλές διαφορετικές εντολές.
Για παράδειγμα, το ZF ορίζεται από πολλές αριθμητικές πράξεις ή πράξεις bitwise, όταν το αποτέλεσμα είναι μηδέν.
Μία από τις πιο συνηθισμένες εντολές που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο συνθηκών είναι η cmp.
Δέχεται δύο τελεστέους και ενημερώνει τις σημαίες, αλλά δεν τροποποιεί τους τελεστέους της.
Η εντολή CMP
Η εντολή cmp αφαιρεί τον δεύτερο τελεστέο από τον πρώτο και ορίζει τις σημαίες ανάλογα με το αποτέλεσμα.
Αν το A είναι ο πρώτος τελεστέος και το B ο δεύτερος:
| σημαία |
ορίζεται όταν |
| CF |
A < B (χωρίς πρόσημο) |
| ZF |
A == B |
| SF |
A < B (με πρόσημο, χωρίς υπερχείλιση) |
| OF |
υπερχείλιση σε αφαίρεση με πρόσημο |
Διακλάδωση
Από προεπιλογή, ο κώδικας σε x86-64 εκτελείται διαδοχικά από πάνω προς τα κάτω.
Υπάρχουν όμως πολλές περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο να τροποποιήσουμε αυτή τη συμπεριφορά.
Για παράδειγμα, για να εκτελέσουμε ένα διαφορετικό σύνολο εντολών ως απάντηση σε μια συνθήκη.
Σε γλώσσες υψηλότερου επιπέδου, αυτό γίνεται συνήθως με αφαιρέσεις όπως οι συνθήκες if...else.
Ωστόσο, αυτές δεν υπάρχουν σε x86-64.
Αντ' αυτού, το x86-64 παρέχει εντολές που μεταφέρουν ουσιαστικά την εκτέλεση σε άλλο σημείο του κώδικα.
Αυτό ονομάζεται branching.
Έχουμε ήδη δει δύο τέτοιες εντολές: call και ret.
Όταν καλείται μια συνάρτηση, η εκτέλεση μεταφέρεται από τον καλώντα στη συνάρτηση που καλείται.
Και, κατά την επιστροφή, η εκτέλεση μεταφέρεται πίσω στον καλώντα.
Αν δεν βρεθεί ret, η εκτέλεση συνεχίζει απευθείας από τη μια συνάρτηση στην επόμενη.
Αυτό μπορεί μερικές φορές να χρησιμοποιηθεί για τη βελτιστοποίηση της ροής του κώδικα.
Άλμα χωρίς συνθήκη
Η εντολή jmp μεταφέρει χωρίς συνθήκη την εκτέλεση του προγράμματος σε άλλο σημείο του κώδικα.
Ο μοναδικός τελεστέος της είναι μια ετικέτα που περιέχει τη διεύθυνση του σημείου όπου θα συνεχιστεί η εκτέλεση.
Ας δούμε, για παράδειγμα, την παρακάτω συνάρτηση:
fn:
mov rax, 5
jmp end
add rax, 10
end:
ret
Όταν καλείται η fn, η εκτέλεση ξεκινά από το mov rax, 5.
Έτσι, η τιμή στο rax γίνεται 5 σε εκείνο το σημείο.
Η επόμενη εντολή είναι η jmp end, η οποία μεταφέρει την εκτέλεση στην ετικέτα end.
Μετά το end, η επόμενη εντολή είναι η ret, η οποία μεταφέρει την εκτέλεση πίσω στη συνάρτηση που κάλεσε.
Παρατήρησε ότι, επειδή το add rax, 10 βρίσκεται μετά το jmp end και πριν το end, δεν εκτελείται ποτέ.
Η τιμή του rax όταν επιστρέφει η fn είναι 5.
Άλμα υπό συνθήκη
Η οικογένεια εντολών jcc μεταφέρει την εκτέλεση του προγράμματος σε άλλο σημείο μόνο αν ικανοποιείται μια συγκεκριμένη συνθήκη.
Διαφορετικά, η εκτέλεση συνεχίζεται διαδοχικά.
Κάθε συνθήκη αντιστοιχεί σε μία ή περισσότερες σημαίες στο rflags.
Κάποιες παραλλαγές της jcc ελέγχουν αν μια σημαία είναι ορισμένη, άλλες ελέγχουν αν είναι καθαρισμένη.
Το cc στο jcc δεν είναι κυριολεκτικό, αλλά παραπέμπει στο συγκεκριμένο επίθημα που σχετίζεται με τη σημαία που ελέγχεται.
Υπάρχουν πολλά επιθήματα και πολλά από αυτά ελέγχουν την ίδια συνθήκη με κάποιο άλλο.
Κάποια από αυτά παραπέμπουν απευθείας σε μια σημαία, ώστε η εντολή να κάνει άλμα σε μια ετικέτα αν η συγκεκριμένη σημαία είναι ορισμένη:
| επίθημα |
κάνει άλμα αν |
| z |
ZF == 1 |
| c |
CF == 1 |
| s |
SF == 1 |
| o |
OF == 1 |
Πολλά άλλα επιλέγονται ώστε να παραπέμπουν στο νόημά τους μέσα σε μια εντολή cmp.
Για παράδειγμα:
| εντολή |
επίθημα |
κάνει άλμα αν |
| cmp A, B |
e |
A == B |
| cmp A, B |
l |
A < B (με πρόσημο) |
| cmp A, B |
b |
A < B (χωρίς πρόσημο) |
| cmp A, B |
g |
A > B (με πρόσημο) |
| cmp A, B |
a |
A > B (χωρίς πρόσημο) |
Είναι δυνατό να προσθέσεις e μετά από l, b, g ή a, για να συμπεριλάβεις την ισότητα στη συνθήκη:
cmp rcx, r8
jge two ; this jumps to 'two' if rcx is greater than, or equal to, r8 in a signed comparison
jbe two ; this jumps to 'two' if rcx is lesser than, or equal to, r8 in an unsigned comparison
Για όλα τα επιθήματα, υπάρχουν παραλλαγές που ελέγχουν την αντίθετη συμπεριφορά.
Έχουν την ίδια σύνταξη, αλλά με ένα n πριν από το επίθημα.
Για παράδειγμα, η jnz κάνει άλμα όταν το ZF δεν είναι ορισμένο.
Παρόμοια, η jnae κάνει άλμα όταν το A δεν είναι >= B (τα A και B ερμηνεύονται ως ακέραιοι χωρίς πρόσημο).
Κάποια επιθήματα είναι ψευδώνυμα για τις ίδιες συνθήκες.
Για παράδειγμα, τα jz (επίθημα z, για το ZF) και je (επίθημα e, για το equal) κάνουν και τα δύο άλμα όταν το ZF είναι ορισμένο.
Αυτό συμβαίνει επειδή, με την cmp, το ZF ορίζεται όταν η αφαίρεση δίνει μηδέν, το οποίο αντιστοιχεί στο να είναι οι δύο τελεστέοι ίσοι.
Ωστόσο, άλλα επιθήματα ελέγχουν έναν συνδυασμό σημαιών και δεν μπορούν να αντικατασταθούν άμεσα από ένα επίθημα μιας μόνο σημαίας.
Προτίμησε το επίθημα που περιγράφει καλύτερα τη σημασιολογία της σύγκρισής σου.
Τοπικές ετικέτες
Οι ετικέτες είναι ορατές σε ολόκληρο το αρχείο πηγαίου κώδικα, δεν είναι τοπικές σε μια συνάρτηση.
Έτσι, είναι αδύνατο να χρησιμοποιήσεις ξανά το ίδιο όνομα ετικέτας.
Για να μιμηθεί τη συμπεριφορά μιας τοπικής ετικέτας, το NASM έχει έναν ειδικό συμβολισμό για μια ετικέτα που δηλώνεται με μια τελεία (.) μπροστά της.
Αυτός ο συμβολισμός ορίζει μια ετικέτα που περιλαμβάνει σιωπηρά το όνομα της προηγούμενης ετικέτας χωρίς τελεία:
section .text
fn1:
...
.example: ; this is fn1.example
...
ret
fn2:
...
.example: ; this is fn2.example
...
ret
Είναι ακόμα δυνατό να κάνεις άλμα σε αυτή την ετικέτα από οπουδήποτε στον κώδικα, χρησιμοποιώντας το πλήρες όνομα της ετικέτας, για παράδειγμα jmp fn1.example.
Ωστόσο, ένα άλμα που χρησιμοποιεί το μέρος της ετικέτας που αρχίζει από την τελεία θα γίνει προς την ετικέτα μέσα στην εξωτερική συνάρτηση.
Για παράδειγμα, το .example συμπεριφέρεται σαν να ήταν τοπικό στη συνάρτηση:
section .text
fn1:
...
.example:
...
jmp .example ; this jumps to fn1.example
fn2:
...
.example:
...
jmp .example ; this jumps to fn2.example
Άσκηση εκμάθησης
