跳轉指令

跳轉指令也是一個組的指令，稱為j組。其中jmp為無條件跳轉，其余為條件跳轉

上圖為j組指令，可結合條件碼訪問指令加深理解

在機器指令水平上理解如何對跳轉指令編碼

• 如上圖，通過反匯編軟件得到機器指令與匯編語言，其中左邊為機器指令編碼，右邊為對應匯編語言含義，最左邊為每條機器指令地址
• jmp指令的對應機器指令有兩個字節(jié)：eb表示這是jmp指令，03描述跳轉信息。值得注意的是，跳轉指令進行編碼時，采用相對位置編碼，如03描述的就是偏移量
• 結合實例進行理解：在未執(zhí)行jmp指令時，rip寄存器存儲的地址為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位置地址，目標位置=原先位置+偏移量，在此例子中為4004d5+03=4004d8。jg指令同理
• 存放相對位置意義：可獲得更高靈活度，若存放絕對地址，分配地址可能改變；而相對位置一定不変

使用匯編語言的跳轉指令實現(xiàn)C語言的條件分支

如上圖，左邊的程序可以通過上邊的指令翻譯成匯編指令

對上邊指令的理解:

• control.c為輸入的文件
• -s表示把c語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構的前提下進行優(yōu)化，故而能更加清楚的看到程序語言和匯編語言間的關系。在實際應用中，-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)成為當前的主流標準。但是這兩種形式可能改變原有高級語言的語句結構，難以建立高級語言和匯編指令間的映射關系，故在學習中不采用
• -fno-if-conversion告訴編譯器，在編譯時，不要把分支語句用條件傳輸指令去執(zhí)行，而用跳轉指令執(zhí)行。在早期X86處理器中，分支語句只又跳轉指令表示，但后來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句

使用條件數(shù)據(jù)傳輸指令實現(xiàn)條件分支

• 條件數(shù)據(jù)傳輸指令，先計算條件結果，然后根據(jù)條件結果的具體狀態(tài)，來決定是否把原操作數(shù)的值賦值到目標操作數(shù)
• 和傳統(tǒng)mov指令相似，只不過相當于在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，進行賦值
• 既然已經(jīng)有了跳轉指令，為何要引入條件數(shù)據(jù)傳輸指令：跳轉指令存在性能問題。處理器體系結構中有流水線技術，可實現(xiàn)對于指令執(zhí)行的加速。但流水線須執(zhí)行對指令的預先讀取，預讀的通常策略是順序取址。若遇到跳轉指令，無法事先判斷是否進行跳轉，導致跳轉指令對流水線指令的預取有破壞意義。盡管流水線做了大量工作來避免破壞性（如分支預測），但無論如何彌補，都可能導致程序性能下降。而條件數(shù)據(jù)傳輸指令會預先將條件計算出來，然后判斷是否進行賦值（即賦值指令是否執(zhí)行），從而避免了對流水線的破壞。盡管增加了計算量，但對流水線性能優(yōu)化要高于計算性能的代價

結合實例

指令就是跳轉指令去掉-fno-if-conversion

條件數(shù)據(jù)傳輸指令過程：

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

比較大小時用到cmov指令組，與set指令組類似。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)傳輸指令可對性能進行很好的優(yōu)化，但不是所有條件數(shù)據(jù)分支都可用條件語句表達，如下圖

分支語句塊中包含非常重的計算，導致計算開銷遠大于對流水線性能的優(yōu)化

具有一些臨界風險情況。如取p指針指向地址的值的操作，必須在p不為0前提下進行。而條件數(shù)據(jù)傳輸指令會先將兩個結果計算出來，再做取舍。此時若p指針不存在，會報錯

計算中可能出現(xiàn)副作用，即使用變量互相間有關聯(lián)。兩種結果均會對x進行更新，若使用條件數(shù)據(jù)傳輸指令先計算結果的話，會使x值變化，與原邏輯不符

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