为什么我们需要一个标志来指示零结果？

Question

在 shift、add、increment 等指令中，我们总是检查结果，如果结果为零，我们会在标志中指出。 在什么情况下我们使用这个零标志？ 这个零标志有什么用？

Answer 1

我们将这些标志用于两个主要目的：

• 代码的条件执行（如果这些标志之一设置为特定值，通常会有分支/跳转指令转移执行），这包括循环，而不仅仅是高级语言中的 if/then/else 语句
• 复杂的算术和按位逻辑，包括任意精度算术（其中携带在很长整数的寄存器大小部分的加法/减法/移位之间传播）

并非所有 CPU 都具有以零、负数、无符号上溢/下溢（或进位/借位）、有符号上溢、奇偶校验等方式描述 ALU 操作结果的标志。

MIPS CPU 没有用于整数和位运算的此类标志。有条件分支，可以在以下条件下分支：

• 注册平等/不平等
• 将相等性注册为零/非零
• 寄存器小于/大于零
• 寄存器大于/小于或等于零

如果需要这些分支不支持的不同类型的比较，则有专门的说明。他们将结果设置为 0 或 1，然后条件分支可以将其用作输入。

进位和溢出在 MIPS 处理器上有点棘手。需要通过多条指令获取。

Answer 2

通常，CPU 的标志用于执行条件操作。

（一个例外是进位标志，它既用于条件运算，也用于“进位”，如加法进位或减法借位。）

在 ARM CPU 上，您可以执行基于零标志的任何指令：例如，如果设置了零标志，指令 ldmeqda 将与指令 ldmda 执行相同的操作；当零标志被清除时，它不会做任何事情。

通常您首先执行减法（使用cmp 指令）以比较两个数字。如果两个数字相等，则设置零标志。仅当两个数字不相等时才执行下一条指令，因此您根据零标志的状态执行指令。

(cmp 指令执行减法并丢弃结果！这意味着该指令仅根据减法的结果设置标志。这在 C 时很有用oMP有两个数字；这就是指令被命名为cmp的原因。）

在大多数其他具有标志的 CPU（并非所有 CPU 都有标志）上，您只能根据标志的状态进行跳转（分支）。

如果标志状态错误，则跳过不执行的指令。

示例（x86）：

someloop:
    mov eax, [esi]
    add esi, 20
    add eax, 1234
    # The zero flag will be set if the result is 0
    # The next instruction will jump if the zero flag is set
    jz skipif
    # We only get here if the zero flag is clear
    # This corresponds to "if(eax!=0)" in C
    mov [esi-10],bl
skipif:
    dec edx
    # The zero flag is set if edx is not 0
    # Jump back to "someloop" if this is the case
    # This corresponds to a "do { ... } while((--edx)!=0);"
    # loop in C
    jnz someloop