程序是怎样跑起来的——1.4　条件分支和循环机制

程序的流程分为顺序执行、条件分支和循环三种。 顺序执行 是指按照地址内容的顺序执行指令。 条件分支_是指根据条件执行任意地址的指令。 循环_是指重复执行同一地址的指令。顺序执行的情况比较简单，每执行一个指令程序计数器的值就自动加1。但若程序中存在条件分支和循环，机器语言的指令就可以将程序计数器的值设定为任意地址（不是+1）。这样一来，程序便可以返回到上一个地址来重复执行同一个指令，或者跳转到任意地址。接下来，我们就以条件分支为例，来具体说明循环时程序计数器的数值设定机制也是一样的。 图1-5表示把内存中存储的数值（示例中是123）的绝对值输出到显示器的程序的内存状态。程序运行的开始位置是0100地址。随着程序计数器数值的增加，当到达0102地址时，如果累加寄存器的值是正数，则执行跳转指令（jump指令）跳转到0104地址。此时，由于累加寄存器的值是123，为正数，因此0103地址的指令被跳过，程序的流程直接跳转到了0104地址。也就是说，“跳转到0104地址”这个指令间接执行了“将程序计数器设定成0104地址”这个操作。 图1-5　执行条件分支的程序示例 （显示绝对值） 条件分支和循环中使用的 跳转指令 ，会参照当前执行的运算结果来判断是否跳转。表1-1所列出的寄存器中，我们提到了标志寄存器。无论当前累加寄存器的运算结果是负数、零还是正数， 标志寄存器_都会将其保存（也负责存放溢出①和奇偶校验②的结果)。 ① 溢出（overflow）是指运算的结果超出了寄存器的长度范围。 ② 奇偶校验 （parity check）是指检查运算结果的值是偶数还是奇数。 CPU在进行运算时，标志寄存器的数值会根据运算结果自动设定。条件分支在跳转指令前会进行比较运算。至于是否执行跳转指令，则由CPU在参考标志寄存器的数值后进行判断。运算结果的正、零、负三种状态由标志寄存器的三个位①表示。图1-6是32位CPU（寄存器的长度是32位）的标志寄存器的示例。标志寄存器的第一个字节位、第二个字节位和第三个字节位的值为1时，表示运算结果分别为正数、零和负数。 图1-6　比较运算的结果存储在标志寄存器的三个位中 CPU执行比较的机制很有意思，因此请大家务必牢记。例如，假设要比较累加寄存器中存储的XXX值和通用寄存器中存储的YYY值，执行比较的指令后，CPU的运算装置就会在内部（暗中）进行XXX－YYY的减法运算。而无论减法运算的结果是正数、零还是负数，都会保存到标志寄存器中。结果为正表示XXX比YYY大，零表示XXX和YYY相等，负表示XXX比YYY小。程序中的比较指令，就是在CPU内部做减法运算。怎么样，是不是挺有意思的？ ① 1位（bit =binary digit）就是一个位数的二进制数，表示0或1的数值。32位CPU指的就是用32位的二进制数来表示数据及地址的数值。关于二进制数的详细内容，请读者参阅第2章。