Какой флаг будет проверяться при выполнении инструкции условного перехода je

Флаги состояния и условные переходы

Последнее обновление: 01.07.2023

Также в ассемблере есть ряд инструкций, которые выполняют условные переходы в зависимости от установки битов в регистре FLAGS. В частности,
учитываются четыре бита — carry (флаг переноса), overflow (флаг переполнения), sign (флаг знака) и zero (флаг нуля):

• CF (флаг переноса): устанавливается, если происходит беззнаковое переполнение, то есть при сумме с переносом или вычитании с заимствованием (например, при сумме чисел 0FFh и 01h).
  Если переполнение не происходит, то флаг не устанавливается.

• OF (флаг переполнения): установливается, если происходит переполнение со знаком, а именно когда переполняется бит, следующий за старшим
  знаковым битом. Например, при сумме чисел 7Fh и 01h. В двоичной системе это будет операция 0111 1111 + 0000 0001, результатом которой формально
  будет число 1000 0000. Таким образом, произошло изменение старшего знакового бита.

• SF (флаг знака): устанавливается, если старший бит результата установлен. В противном случае флаг знака сброшен
  (то есть флаг знака отражает состояние старшего бита результата).

• ZF (флаг нуля): устанавливается, если результат вычисления дает 0. Если результат ненулевой, флаг сброшен

Эти флаги устанавливаются в результате различных операций. В частности, инструкции add, sub, and, or,
xor и not влияют на установку флагов. А mov или lea не влияют.

Для проверки этих флагов и выполнения условного перехода в ассемблере есть следующие инструкции:

• jc: выполняет переход к метке, если флаг переноса установлен

• jnc: выполняет переход к метке, если флаг переноса НЕ установлен

• jo: выполняет переход к метке, если флаг переполнения установлен

• jno: выполняет переход к метке, если флаг переполнения не установлен

• js: выполняет переход к метке, если флаг знака установлен

• jns: выполняет переход к метке, если флаг знака не установлен

• jz: выполняет переход к метке, если флаг нуля установлен

• jnz: выполняет переход к метке, если флаг нуля не установлен

Все эти инструкции принимают один операнд — метку, к которой выполняется переход. Например:

.data
    n1 dword 0FFFFFFFFh
    n2 dword  1h
.code
main proc
    mov eax, n1
    add eax, n2
    jc overflow
    mov eax, 0
    ret
overflow:
    mov eax, 1
    ret
main endp
end

Здесь в регистр EAX загружаем число n1, которое равно 0FFFFFFFFh. Затем с помощью инструкции add складываем его с число n2, которое равно 0.

mov eax, n1
add eax, n2

Если произошел перенос, то устанавливается флаг переноса. С помощью инструкции:

jc overflow

Проверям, имеет ли место перенос. И если есть переполнение, и соответственно флаг переноса установлен в 1, то выполняем переход к метке overflow. Если флаг переноса НЕ установлен,
то выполняем последующие инструкции — в регистр EAX помещаем число 0 и выходим из процедуры:

mov eax, 0
ret

Если флаг установлен, то переходим к метке overflow и в регистр EAX помещаем число 0 и выходим из процедуры:

overflow:
    mov eax, 1
    ret

В данном случае поскольку при сложении чисел 0FFFFFFFFFh и 1 результат будет равен 100000000h, соответственно будет выполняться перенос, то будет происходить переход к метке overflow,
а в регистре EAX окажется число 1.

Наконец-то мы добрались и до переходов! В этой части научимся программировать условные и безусловные переходы. Вообще, трудно представить себе программу без проверки условий и переходов. С их помощью в программе реализуются различные управляющие конструкции, ветвления и даже циклы.

Безусловные переходы

Безусловный переход — это переход, который выполняется всегда. Безусловный переход осуществляется с помощью команды JMP. У этой команды один операнд, который может быть непосредственным адресом (меткой), регистром или ячейкой памяти, содержащей адрес. Существуют также «дальние» переходы — между сегментами, однако здесь мы их рассматривать не будем. Примеры безусловных переходов:

    jmp metka    ;Переход на метку
    jmp bx       ;Переход по адресу в BX
    jmp word[bx] ;Переход по адресу, содержащемуся в памяти по адресу в BX

Условные переходы

Условный переход осуществляется, если выполняется определённое условие, заданное флагами процессора (кроме одной команды, которая проверяет CX на равенство нулю). Как вы помните, состояние флагов изменяется после выполнения арифметических, логических и некоторых других команд. Если условие не выполняется, то управление переходит к следующей команде.

Существует много команд для различных условных переходов. Также для некоторых команд есть синонимы (например, JZ и JE — это одно и то же). Для наглядности все команды условных переходов приведены в таблице:

У всех этих команд один операнд — имя метки для перехода. Обратите внимание, что некоторые команды применяются для беззнаковых чисел, а другие — для чисел со знаком. Сравнения «выше» и «ниже» относятся к беззнаковым числам, а «больше» и «меньше» — к числам со знаком. Для беззнаковых чисел признаком переполнения будет флаг CF, а соответствующими командами перехода JC и JNC. Для чисел со знаком о переполнении можно судить по состоянию флага OF, поэтому им соответствуют команды перехода JO и JNO. Команды переходов не изменяют значения флагов.

В качестве примера я приведу небольшую программу для сложения двух чисел со знаком с проверкой переполнения. В случае переполнения будет выводиться сообщение об ошибке. Вы можете поменять значения объявленных переменных, чтобы переполнение возникало или не возникало при их сложении, и посмотреть, что будет выводить программа.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

use16                   ;Генерировать 16-битный код
org 100h                ;Программа начинается с адреса 100h
 
    mov al,[x]          ;AL = x
    add al,[y]          ;AL = x + y
    jo error            ;Переход, если переполнение
    mov ah,09h          ;\
    mov dx,ok_msg       ; > Вывод строки 'OK'
    int 21h             ;/
exit:
    mov ah,09h          ;\
    mov dx,pak          ; > Вывод строки 'Press any key...'
    int 21h             ;/
 
    mov ah,08h          ;\
    int 21h             ;/ Ввод символа
 
    mov ax,4C00h        ;\
    int 21h             ;/ Завершение программы
error:
    mov ah,09h          ;\
    mov dx,err_msg      ; > Вывод сообщения об ошибке
    int 21h             ;/
    jmp exit            ;Переход на метку exit
;----------------------------------------------------------
x         db -89
y         db -55
err_msg   db 'Error: overflow detected.',13,10,'$'
ok_msg    db 'OK',13,10,'$'
pak       db 'Press any key...$'

Команды CMP и TEST

Часто для формирования условий переходов используются команды CMP и TEST. Команда CMP предназначена для сравнения чисел. Она выполняется аналогично команде SUB: из первого операнда вычитается второй, но результат не записывается на место первого операнда, изменяются только значения флагов. Например:

    cmp al,5     ;Сравнение AL и 5
    jl c1        ;Переход, если AL < 5 (числа со знаком)

    cmp al,5     ;Сравнение AL и 5
    jb c1        ;Переход, если AL < 5 (числа без знака)

Команда TEST работает аналогично команде AND, но также результат не сохраняется, изменяются только флаги. С помощью этой команды можно проверить состояние различных битов операнда. Например:

    test bl,00000100b ;Проверить состояние 2-го бита BL
    jz c2             ;Переход, если 2-й бит равен 0

Пример программы

Простая программка, которая выводит меню и предлагает пользователю сделать выбор. Для ввода символа используется функция DOS 01h (при вводе символ отображается на экране). В зависимости от введённого символа осуществляется переход на нужный кусок кода. Для разнообразия, я поместил данные в начале программы, а не в конце (кстати, обычно так и делают). Чтобы данные не выполнились как код, перед ними стоит команда безусловного перехода.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44

use16                   ;Генерировать 16-битный код
org 100h                ;Программа начинается с адреса 100h
    jmp start           ;Безусловный переход на метку start
;----------------------------------------------------------
menu    db '1 - Print hello',13,10
        db '2 - Print go away',13,10
        db '0 - Exit',13,10,'$'
select  db 13,10,'Select>$'
hello   db 13,10,'Hello!',13,10,13,10,'$'
go_away db 13,10,'Go away!',13,10,13,10,'$'
;----------------------------------------------------------
start:
    mov ah,09h          ;\
    mov dx,menu         ; > Вывод меню
    int 21h             ;/
 
select_loop:
    mov ah,09h          ;\
    mov dx,select       ; > Вывод строки 'Select>'
    int 21h             ;/
 
    mov ah,01h          ;Функция DOS 01h - ввод символа
    int 21h             ;Введённый символ помещается в AL
 
    cmp al,'1'          ;Сравнение введённого символа с '1'
    je c1               ;Переход, если равно
    cmp al,'2'          ;Сравнение введённого символа с '2'
    je c2               ;Переход, если равно
    cmp al,'0'          ;Сравнение введённого символа с '0'
    je exit             ;Переход, если равно
    jmp select_loop     ;Безусловный переход
c1:
    mov ah,09h          ;\
    mov dx,hello        ; > Вывод строки 'Hello'
    int 21h             ;/
    jmp start           ;Безусловный переход
c2:
    mov ah,09h          ;\
    mov dx,go_away      ; > Вывод строки 'Go away'
    int 21h             ;/
    jmp start           ;Безусловный переход
exit:
    mov ax,4C00h        ;\
    int 21h             ;/ Завершение программы

Скриншот работы программы:

Упражнение

Упражнение простое. Напишите программу для сравнения двух переменных со знаком a и b. В зависимости от результатов сравнения выведите «a < b», «a > b» или «a = b». Проверьте работу программы в отладчике. Результаты можете выкладывать в комментариях.

Следующая часть »

Команды условных переходов

Команды условных
переходов передают управление в
зависимости от значения некоторого
условия. Они записываются в формате:

Jcond Labl,

где cond 
формальное условие перехода,и передают
управление по метке Labl в случае истинности
заданного условия. В противном случае
выполняется очередная команда программы.

Все условные
переходы являются короткими (тип SHORT).
Это обусловлено тем, что в машинном коде
команд условных переходов лишь один
байт выделен для хранения дистанции
disp8 до метки, который и используется для
вычисления адреса перехода
(IP)=(IP)+disp8(Labl). Отсюда любая команда
условного перехода передает управление
в пределах от (128)
до (+127) байтов.

Большинство
команд условных переходов имеют две
мнемоники. Выбор той или иной мнемоники
позволяет подчеркнуть смысл проверяемого
условия перехода и сделать программу
более понятной.

Команды условных
переходов могут передавать управление
в зависимости от различных условий. Все
они могут быть разделены на следующие
подгруппы:

1) команды перехода
по состоянию арифметических флагов;

2) команды перехода
по соотношению между числами;

3) команды перехода
по состоянию регистра CX.

Команды перехода по состоянию арифметических флагов

Команды этой
подгруппы используют в качестве условия
перехода состояние арифметических
флагов. При этом проверяемое условие
перехода cond может принимать следующие
фактические значения:

Z/E 
нуль/равно (ZF=1), NZ/NE 
не нуль/не равно (ZF=0),

C 
наличие переноса (CF=1), NC 
отсутствие переноса (CF=0),

S 
отрицательный результат (SF=1), NS 
положительный результат (SF=0),

P/PE 
четный паритет (PF=1), NP/PO 
нечетный паритет (PF=0),

O 
наличие переполнения (OF=1), NO 
отсутствие переполнения (OF=0).

Здесь через
дробную черту приведены альтернативные
названия одного и того же условия.

Таким образом,
команды условного перехода по состоянию
арифметических флагов в зависимости
от проверяемого условия могут записываться
в следующем виде: JZ/JE, JNZ/JNE; JC, JNC; JS, JNS;
JP/JPE, JNP/JPO; JO, JNO.

Эти команды могут
использоваться после любой команды,
формирующей соответствующий флаг.

Пример 3.93:

DEC CL

JNZ Begin ; Переход,
если (CL) не нуль

. . . . . . . . .

ADD AX, Word ; Сложение
знаковых чисел

JO Overflow ; Переход,
если переполнение

Команды перехода по соотношению между числами

Команды этой
подгруппы используются только после
команды сравнения CMP. В результате
сравнения формируются флаги, позволяющие
проверить все соотношения между числами.
Однако, рассматриваемые команды реализуют
операторы отношений <, >, < =, > =.

Для анализа
результатов сравнения беззнаковых и
знаковых чисел служат различные команды
условного перехода. Это обусловлено
тем, что использование дополнительного
кода для представления знаковых чисел
вносит существенное различие в
интерпретацию результатов сравнения
чисел без знака и со знаком.Например,
код FFh=11111111b как число без знака имеет
значение 255>0, а как число со знаком 
(1)<0.

Для устранения
этой путаницы при сравнении беззнаковых
чисел используются термины «ниже»
(Below) »выше»
(Above), а при сравнении чисел со знаком 
«меньше» (Less) 
«больше» (Greater), выбор которых
поясняется рис.3.6.

Рис. 3.6. Числовые
оси для представления чисел

В соответствии
с этим формальное условие cond команд
условных переходов по соотношению между
беззнаковыми числами может принимать
следующие фактические значения:

B/NAE 
ниже/не выше и не равно, NB/AE 
не ниже/выше или равно, BE/NA 
ниже или равно/не выше, NBE/A 
не ниже и не равно /выше.

Отсюда команды
условных переходов по соотношению между
беззнаковыми числами имеют вид: JB/JNAE,
JNB/JAE, JBE/JNA, JNBE/JA.

Аналогично условие
cond команд условных переходов по
соотношению между знаковыми числами
может принимать значения:

L/NGE 
меньше/не больше и не равно, NL/GE 
не меньше/больше или равно,

LE/NG 
меньше или равно/не больше, NLE/G 
не меньше и не равно/

/больше.

Отсюда команды
условных переходов по соотношению между
знаковыми числами имеют вид: JL/JNGE,
JNL/JGE, JLE/JNG, JNLE/JG.

На практике для
выбора команды условного перехода,
следующей за командой сравнения (CMP
приемник, источник), используется табл.
3.3.

Таблица 3.3

Выбор команд
условных переходов в сочетании с командой
CMP

Условие перехода	Следующая за CMP команда
	для чисел без знака	для чисел со знаком
Приёмник > источник	JA/JNBE	JG/JNLE
Приёмник = источник	JE	JE
Приёмник < > источник	JNE	JNE
Приёмник < источник	JB/JNAE	JL/JNGE
Приёмник < = источник	JBE/JNA	JLE/JNG
Приёмник > = источник	JAE/JNB	JGE/JNL

Для анализа
операндов на равенство, то есть для
реализации операторов отношений = и <
>, необходимо использовать команды JE
и JNE из первой подгруппы. В этом случае
нет различий в сравнении знаковых и
беззнаковых чисел.

Пример 3.94:

Реализовать
ветвление программы в зависимости от
соотношения между знаковым числом
из регистра AL и числом 100.

CMP AL, 100 ;
Сравнение (AL) с числом 100

JGE GE100 ; Переход,
если (AL)>=100

. . . . . . . . ;
Команды для выполнения при (AL)<100

GE100: JG
G100 ; Переход, если (AL)>100

. . . . . . .
. ; Команды для выполнения при (AL)=100

G100: .
. . . . . . . ; Команды для выполнения при
(AL)>100

Соседние файлы в папке Микропроцессорные системы (книга Комаров)

• #

  08.03.201578.74 Кб55KUDRIASH.TTF

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Логика и организация программы

        Безусловный переход:  JMP
        Цикл:                 LOOP
        Условный переход:     Jnnn (больше,меньше,равно)
        Вызов процедуры:      CALL

Команда JMP

             A50:
                  ...
                  JMP  A50

                  JMP  A90
                  ...
             A90:

                  JMP  SHORT A90
                  ...
             A90:

команда LOOP

Команда JMP в примере на рис. 7.1 реализует бесконечный
цикл. Но более вероятно подпрограмма должна выполнять
определенное число циклов. Команда LOOP, которая служит для
этой цели, использует начальное значение в регистре CX. В
каждом цикле команда LOOP автоматически уменьшает содержимое
регистра CX на 1. Пока значение в CX не равно нулю,
управление передается по адресу, указанному в операнде, и
если в CX будет 0, управление переходит на слудующую после
LOOP команду.
Аналогично команде JMP, операнд команды LOOP определяет
расстояние от конца команды LOOP до адреса метки A20, кото
рое прибавляется к содержимому командного указателя. Для
команды LOOP это расстояние должно быть в пределах от -128
до +127 байт. Если операнд превышает эти границы, то ассемб
лер выдаст сообщение «Relative jump out of range» (превышены
границы перехода).
Дополнительно существует две разновидности команды LOOP —
это LOOPE (или LOOPZ) и LOOPNE (или LOOPNZ). Обе команды
также уменьшают значение регистра CX на 1. Команда LOOPE
передает управление по адресу операнда, если регистр CX
имеет ненулевое значение и флаг нуля установлен (ZF=1).
Команда LOOPNE передает управление по адресу операнда, если
регистр CX имеет ненулевое значение и флаг нуля сброшен
(ZF=0).

Регистр флагов (Flags)

   Номер бита:    15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
   Флаг:           *  *  *  *  O  D I T S Z * A * P * C

CF (Carry Flag)

флаг переноса. Содержит значение
«переносов» (0 или 1) из старшего разряда при арифметичес
ких операциях и некоторых операциях сдвига и циклического
сдвига (см. гл.12).

PF (Parity Flag)

флаг четности. Проверяет младшие
восемь бит pезультатов операций над данными. Нечетное число
бит приводит к установке этого флага в 0, а четное — в 1. Не
следует путать флаг четности с битом контроля на четность.

AF (Auxiliary Carry Flag)

дополнительный флаг переноса.
Устанавливается в 1, если арифметическая операция приводит
к переносу четвертого бита справа (бит номер 3) в регистро
вой однобайтовой команде. Данный флаг имеет отношение к
арифметическим операциям над символами кода ASCII и к
десятичным упакованным полям.

ZF (Zero Flag)

флаг нуля. Устанавливается в качестве
результата aрифметических команд и команд сравнения. Как
это ни странно, ненулевой результат приводит к установке
нулевого значения этого флага, а нулевой — к установке
единичного значения. Кажущееся несоответствие является,
однако, логически правильным, так как 0 обозначает «нет»
(т.е. результат не равен нулю), а единица обозначаeт «да»
(т.е. результат равен нулю). Команды условного перехода JE и
JZ проверяют этот флаг.

SF (Sign Flag)

знаковый флаг. Устанавливается в соответ
ствии со знаком результата (старшего бита) после арифмети
ческих опеpаций: положительный результат устанавливает 0, а
отрицательный — 1. Команды условного перехода JG и JL
проверяют этот флаг.

TF (Trap Flag)

флаг пошагового выполнения. Этот флаг
вам уже приходилось устанавливать, когда использовалась ко
манда Т в отладчике DEBUG. Если этот флаг установлен в еди
ничное cостояние, то процессор переходит в режим пошагового
выполнения команд, т.е. в каждый момент выполняется одна
команда под пользовательским управлением.

IF (Interrupt Flag)

флаг прерывания. При нулевом состоя
нии этого флага прерывания запрещены, при единичном —
разрешены.

DF (DIrection Flag)

флаг направления. Используется в
строковых операциях для определения направления передачи
данных. При нулевом состоянии команда увеличивает содержимое
регистров SI и DI, вызывая передачу данных слева направо,
при нулевом — уменьшает содержимое этих регистров, вызывая
передачу данных справа налево.

OF (Overflow Flag)

             CMP  BX,00          ;Сравнение BX с нулем
             JZ   B50            ;Переход на B50 если нуль
             .    (действия при ненуле)
             .
   B50:      ...                 ;Точка перехода при BX=0

 Использование LOOP    Использование условного перехода

        LOOP A20                 DEC  CX
                                 JNZ  A20

Знаковые и беззнаковые данные

                       CMP  AX,BX

Условные переходы

Переходы для беззнаковых данных

Мнемоника      Описание                 Проверяемые флаги

JE/JZ     Переход, если равно/нуль                ZF
JNE/JNZ   Переход, если не равно/не нуль          ZF
JA/JNBE   Переход, если выше/не ниже или равно    ZF,CF
JAE/JNB   Переход, если выше или равно/не ниже    CF
JB/JNAE   Переход, если ниже/не выше или равно    CF
JBE/JNA   Переход, если ниже или равно/не выше    CF,AF

Переходы для знаковых данных

Мнемоника      Описание                 Проверяемые флаги

JE/JZ     Переход, если равно/нуль                  ZF
JNE/JNZ   Переход, если не равно/не нуль            ZF
JG/JNLE   Переход, если больше/не меньше или равно  ZF,SF,OF
JGE/JNL   Переход, если больше или равно/не меньше     SF,OF
JL/JNGE   Переход, если меньше/не больше или равно     SF,OF
JLE/JNG   Переход, если меньше или равно/не больше  ZF,SF,OF

Специальные арифметические проверки

 Мнемоника      Описание                 Проверяемые флаги

JS     Переход, если есть знак (отрицательно)       SF
JNS    Переход, если нет знака(положительно)        SF
JC     Переход, если есть перенос (аналогично JB)   CF
JNC    Переход, если нет переноса                   CF
JO     Переход, если есть переполнение              OF
JNO    Переход, если нет переполнения               OF
JP/JPE Переход, если паритет четный                 PF
JNP/JP Переход, если паритет нечетный               PF