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55081d1
commit 6334886
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| Original file line number | Diff line number | Diff line change |
|---|---|---|
| @@ -0,0 +1,114 @@ | ||
| +++ | ||
| title = '详解ARM汇编条件标志' | ||
| date = 2024-11-04T20:19:51.993649+08:00 | ||
| draft = false | ||
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| > 版权归作者所有，如有转发，请注明文章出处：<https://cyrus-studio.github.io/blog/> | ||
| # __条件标志__ | ||
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| 在 ARM 指令集中，条件标志是控制指令执行的一种机制，它们用于实现条件分支、比较和其他逻辑操作。 | ||
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| 我们平时使用 IDA 调试程序时，在 general registers 窗口中看到的条件标志 | ||
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| ARM 处理器通常使用四个主要的条件标志，它们的状态影响指令的执行。这些条件标志包括： | ||
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| 1\. N (Negative): 负标志，用于指示最后一次操作的结果是否为负值。若结果为负，则 N 被置为 1；否则为 0。 | ||
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| 2\. Z (Zero): 零标志，用于指示最后一次操作的结果是否为零。如果结果为零，则 Z 被置为 1；否则为 0。 | ||
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| 3\. C (Carry): 进位标志，用于指示加法操作是否产生了进位或减法操作是否没有借位。对于加法，若产生进位，则 C 被置为 1；对于减法，若没有借位，则 C 被置为 1。 | ||
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| 4\. V (Overflow): 溢出标志，用于指示最后一次算术操作是否发生了溢出。当两个有符号数相加或相减时，如果结果的符号与操作数的符号不一致，表示发生了溢出，V 被置为 1。 | ||
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| 在 ARM 指令中，条件执行可以通过附加条件码实现，例如： | ||
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| - EQ (Equal): 当 Z = 1 时执行（相等）。 | ||
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| - NE (Not Equal): 当 Z = 0 时执行（不相等）。 | ||
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| - GT (Greater Than): 当 Z = 0 且 N = V 时执行（大于）。 | ||
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| - LT (Less Than): 当 N ≠ V 时执行（小于）。 | ||
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| - GE (Greater Than or Equal): 当 N = V 时执行（大于或等于）。 | ||
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| - LE (Less Than or Equal): 当 Z = 1 或 N ≠ V 时执行（小于或等于）。 | ||
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| 这些条件标志和条件码使得 ARM 架构能够高效地进行复杂的控制流和决策逻辑，从而优化程序的执行效率。 | ||
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| # __条件标志如何影响指令的执行__ | ||
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| 下面以一段汇编代码解释条件标志的变化过程，以及如何通过条件码用于指令影响汇编指令的走向。 | ||
| ``` | ||
| .data | ||
| a: .word 5 // 定义变量 a，值为 5 | ||
| b: .word 10 // 定义变量 b，值为 10 | ||
| max_value: .word 0 // 存储最大值的变量 | ||
| .text | ||
| .global _start | ||
| _start: | ||
| // 读取 a 和 b 的值 | ||
| LDR R0, =a // 将 a 的地址加载到 R0 | ||
| LDR R1, [R0] // 将 a 的值加载到 R1 (R1 = 5) | ||
| LDR R0, =b // 将 b 的地址加载到 R0 | ||
| LDR R2, [R0] // 将 b 的值加载到 R2 (R2 = 10) | ||
| // 比较 a 和 b | ||
| CMP R1, R2 // 比较 R1 (a) 和 R2 (b) | ||
| // 根据 R1 和 R2 的值，设置条件标志 | ||
| // 如果 R1 < R2: | ||
| // N = 1, Z = 0, C = 1, V = 0 | ||
| // 如果 R1 == R2: | ||
| // N = 0, Z = 1, C = 1, V = 0 | ||
| // 如果 R1 > R2: | ||
| // N = 0, Z = 0, C = 0, V = 0 | ||
| // 根据比较结果设置最大值 | ||
| BEQ a_equals_b // 如果 Z = 1 (相等)，跳转到 a_equals_b | ||
| BGT a_greater // 如果 N = 0 且 Z = 0，(a > b)，跳转到 a_greater | ||
| // 如果到这里，说明 b > a | ||
| STR R2, =max_value // b 是最大值，存储 b 的值 | ||
| B end // 跳转到 end | ||
| a_equals_b: | ||
| // a 和 b 相等 | ||
| STR R1, =max_value // 存储任一值，a 或 b 都可以 | ||
| B end // 跳转到 end | ||
| a_greater: | ||
| // a 大于 b | ||
| STR R1, =max_value // 存储 a 的值 | ||
| end: | ||
| // 结束程序 | ||
| MOV R7, #1 // 系统调用号，退出 | ||
| SWI 0 // 触发系统调用 | ||
| ``` | ||
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| # __CMP 指令是如何影响条件标志__ | ||
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| 在 ARM 汇编中，CMP 指令用于比较两个寄存器的值。具体来说，CMP R1,R2 指令会将寄存器 R1 的值减去寄存器 R2 的值，但不会将结果存储在任何寄存器中。这一操作的主要目的是更新条件标志，以便后续的条件执行指令可以根据比较结果做出决策。 | ||
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| 我们可以在执行比较 CMP R1, R2 时观察到条件标志的变化。 | ||
| | 步骤 | R1 (a) | R2 (b) | N (Negative) | Z (Zero) | C (Carry) | V (Overflow) | 说明 | | ||
| | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | | ||
| | 读取 a 的值 | 5 | - | - | - | - | - | 加载 a 的值到 R1 | | ||
| | 读取 b 的值 | 5 | 10 | - | - | - | - | 加载 b 的值到 R2 | | ||
| | 比较 R1 和 R2 | 5 | 10 | 1 | 0 | 1 | 0 | 执行 CMP R1, R2 ，结果 5 - 10（借位） | | ||
| | BEQ 检查 | 5 | 10 | 1 | 0 | 1 | 0 | Z = 0（不相等），不跳转到 a_equals_b | | ||
| | BGT 检查 | 5 | 10 | 1 | 0 | 1 | 0 | N = 1，Z = 0（a 不大于 b），不跳转到 a_greater | | ||
| | 存储最大值 | - | 10 | 1 | 0 | 1 | 0 | 存储 b 的值到 max_v | | ||
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