Condition Code

Condition Code

가장 최근의 연산 상태를 저장하는 1비트짜리 레지스터
산술연산에 의해 묵시적으로 결정된다.

CF: Carry flag. unsigned 연산 결과 MSB에 carry나 borrow가 발생하면 1.
ZF: Zero flag. 연산 결과가 0이면 1.
SF: Sign flag. 연산 결과가 음수면 1.
OF: Overflow flag. signed 연산 결과 오버플로우가 발생하면 1.

Example

cmpq b, a
// a - b 연산으로 비교

CF: a - b 연산 중 carry 발생 $\rarr$ CF = 1
ZF: a - b == 0 $\rarr$ ZF = 1
SF: a - b < 0 $\rarr$ SF = 1
OF: (a>0 and b<0 and a-b<0) || (a<0 and b>0 and a-b>0) $\rarr$ OF = 1

Test 연산
test 연산을 통해 condition code를 설정할 수 있다.

test b, a

a&b연산 수행 $\rarr$ condition code 설정, a&b 결과는 저장X

setX 명령
destination의 하위 바이트를 condition code의 조합 0과 1로 바꿈.
나머지 7 bytes는 변경되지 않음.

setX	Condition	Desription
sete	ZF = 1	같다 / 0
setne	ZF = 0	같지 않다 / !0
sets	SF = 1	음수
setns	SF = 0	음수 아님
setg	ZF = 0 and SF = OF	더 큼 (signed 비교)
setge	SF = OF	크거나 같음 (signed 비교)
setl	SF != OF	더 작음 (signed 비교)
setle	SF!=OF or ZF = 1	작거나 같음 (signed 비교)
seta	CF = 0 and ZF = 0	더 큼 (unsigned 비교)
setb	CF = 1	더 작음 (unsigned 비교)

Example: setX 실습

xorq %rax, %rax
subq $1, %rax
cmpq $2, %rax
setl %al
movzblq %al, %eax

Instruction	%rax	SF	CF	OF	ZF
xorq %rax, %rax	0x0000 0000 0000 0000	0	0	0	1
subq $1, %rax	0xFFFF FFFF FFFF FFFF	1	1	0	0
cmpq $2, %rax	0xFFFF FFFF FFFF FFFF	1	1	0	0
setl %al	0xFFFF FFFF FFFF FF01	1	0	0	0
movzblq %al, %eax	0x0000 0000 0000 0001	1	0	0	0

Jumping

jX 명령
condition code에 따라 코드의 다른 부분으로 점프함.
( = jump if X)

jX	Condition	Description
jmp	1	조건 없이 그냥 뜀
je	ZF = 1	같거나 0이면 뜀
jne	ZF = 0	같지 않거나 0이 아니면 뜀
js	SF = 1	음수면 뜀
jns	SF = 0	음수가 아니면 뜀
jg	SF=OF and ZF = 0	더 크면 뜀 (signed 비교)
jge	SF=OF	더 크거나 같으면 뜀 (signed 비교)
jl	SF != OF	더 작으면 뜀 (signed 비교)
jle	SF != OF or ZF = 1	더 작거나 같으면 뜀 (signed 비교)
ja	CF = 0 and ZF = 0	더 크면 뜀 (unsigned 비교)
jb	CF = 1	더 작으면 뜀 (unsigned 비교)

조건문에서 활용
if-else 문은 Goto code로도 표현할 수 있음.

//only if-else
long absdiff(long x, long y)
{
    long result;
    if (x > y) result = x - y;
    else result = y - x;
    
    return result;
}

$\darr$

//with goto
long absdiff_j(long x, long y)
{
	long result;
    if ntest = x <= y;
    if (ntest) goto Else;
    result = x - y;
	goto Done;
Else:
	result = y - x;
Done:
	return result;
}

Example: condition branches

// if-else in C
long absdiff(long x, long y)
{
	long result;
    if (x > y) result = x-y;
    else result = y-x;

    return result;
}

Register	Use(s)
%rdi	Argument x
%rsi	Argument y
%rax	Return value

//Assembly code
absdiff:
	movq %rdi, %rax
    subq %rsi, %rax //result = x-y;
    movq %rsi, %rdx
    subq %rdi, %rdx //eval = y-x;
    cmpq %rsi, %rdi
    cmovle %rdx, %rax //if (x<=y) result = eval;
    ret

* cmovX : 조건부 이동 명령

조건문은 항상 분기문으로 작성되지는 않는다.
최적화 된 형태로 작성함.

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<참고자료>
Bryant and O’Hallaron, Computer Systems: A Programmer’s Perspective, Third Edition
안성용, "시스템소프트웨어", 부산대학교