(cache) ｃｍｐ・ｊｍｐ命令

■　ｃｍｐ・ｊｍｐ命令　■

前回まではMMX技術について説明しました。
MMX技術を導入する事により複数のデータをいっぺんに処理す
る事が出来るのでした。

今回はプロセッサに「比較」を行なわせる為の命令を紹介しま
す。

インテルプロセッサに比較を行なわせる為には「cmp(Compare)」
という命令を使用します。

例えば、レジスタ「EAX」と「EBX」を比較しなさい、というの
をアセンブラ言語で表すと、「cmp eax, ebx」となります。

では、レジスタ「EAX」を「０」と比較しなさい、というのを
アセンブラ言語で表すとどうなるでしょうか？

答えは簡単ですね。

cmp eax, 0

です。

こんな感じでさまざまな比較を行なう事が出来ます。

ところで比較したは良いのですが、結果はどうなるのでしょう
か？

比較しっぱなしではどうにもならないので、比較結果を反映さ
せなければなりません。

その結果を反映させる為の場所として「EFLAGS」というレジス
タが使われます。

このレジスタはプロセッサの状態を表すさまざまなフラグが集
まっているレジスタです。
そして、このレジスタの第７ビットに「ゼロフラグ」という物
が存在しています。

「ゼロフラグ」というのは、１ビットの大きさしかありません。
比較した結果が「真」であればゼロフラグに「１」が格納され、
比較した結果が「偽」であればゼロフラグに「０」が格納され
ます。

例えば、「cmp eax, 0」という命令があるとして、「eax」レ
ジスタに格納されている値と「０」が同じ値（真）の時はゼロ
フラグに「１」が格納されます。

「eax」レジスタに格納されている値が「０」と異なる値（偽）
の時はゼロフラグには「０」が格納される事になります。

以下にEFLAGSレジスタのイメージを示します。

　　　　　EFLAGSレジスタ
┌──────────┬┬───┐
│　　　　　　　　　　││　　　│
└──────────┴┴───┘
　　　　　　　　　　　 ↑
　　　　　　　　　　７ビット目
　　　　　　　　　　ゼロフラグ

それでは早速実践を行ってみましょう。
今回も以前作成したプログラム「inc.c」を流用してしまいま
す。

まずは「inc.c」をコピー＆貼り付けして、新しく出来たファ
イルを「cmpjmp.c」というファイル名に変更しておきましょう。

今回はこの「cmpjmp.c」に変更を加えていきます。
まずは変更前のプログラムを見てみましょう。

─↓ここから──────────────────────

#include <stdio.h>
int main(void);
int sub(char*, char*);

int main()
{
　　int i;
　　char a[8]={ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
　　char b[8]={10,11,12,13,14,15,16,17};
　　
　　for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　　　printf("a[%d]:%d b[%d]:%d\n", i, a[i], i, b[i]);
　　}

　　sub(&a[0], &b[0]);

　　for(i=0;i<8;i++)
　　{
　　　　printf("a[%d]:%d b[%d]:%d\n", i, a[i], i, b[i]);
　　}
　　return 0;
}

int sub(char* a, char* b)
{
　　printf("sub routine called\n");
　　_asm{
　　　　mov edi, a
　　　　mov esi, b
　　　　mov ecx, 8
LOOP1:
　　　　mov al, [edi]　　;←データaをレジスタalに移動
　　　　mov bl, [esi]　　;←データbをレジスタblに移動
　　　　add al, bl　　　　;←データa＋データbをalレジスタに格納
　　　　mov [edi], al　　;←alレジスタをデータaに移動
　　　　inc edi
　　　　inc esi
　　　　loop LOOP1
　　}
}

─↑ここまで──────────────────────

このプログラムはデータbをデータaに加算するプログラムでし
た。
サブ関数ではデータbをデータaに１つずつ加算していく為に、
ループ命令を使用して８回繰り返し加算処理を行なっているの
でした。
（もう何度も見たプログラムなので飽きてきた方もいらっしゃ
るかもしれません。(^^;）

今回はループ命令を使用するのではなく、「cmp」命令を使用
して８回繰り返し処理を行なわせるように変更したいと思いま
す。

今回もメイン関数に変更はありません。サブ関数だけ変更しま
す。

変更後のサブ関数を以下に示します。
（変更部分にはコメントを付けておきます。）

─↓ここから──────────────────────

int sub(char* a, char* b)
{
　　printf("sub routine called\n");
　　_asm{
　　　　mov edi, a
　　　　mov esi, b
　　　　mov ecx, 8
LOOP1:
　　　　mov al, [edi]　　;←データaをレジスタalに移動
　　　　mov bl, [esi]　　;←データbをレジスタblに移動
　　　　add al, bl　　　　;←データa＋データbをalレジスタに格納
　　　　mov [edi], al　　;←alレジスタをデータaに移動
　　　　inc edi
　　　　inc esi
　　　　dec ecx　　　　　　;●←変更した。ecx-1をecxに格納
　　　　cmp ecx, 0　　　　;●←変更した。ecxが0か？
　　　　jne LOOP1　　　　;●←変更した。ecx=0でなければLOOP1へジャンプ
　　}
}

─↑ここまで──────────────────────

最後の３行が変わっただけです。
変更前は

loop LOOP1　　　　;←ecxの回数分ループ

というように「loop」命令を使用していましたが、変更後は

dec ecx　　　　　　;ecx-1をecxに格納
cmp ecx, 0　　　　;ecxが0か？
jne LOOP1　　　　;ecx=0でなければLOOP1へジャンプ

となっています。

ループ命令を忘れてしまった方の為に再度簡単に説明しますが、
ループ命令というのは「ecx」レジスタの回数分処理を繰り返
す為の命令です。

カウンタである「ecx」レジスタが０になるまで「ecx」レジス
タを１づつ減算しながらラベルに制御を移行してくれるのでし
た。

以下にループ処理のイメージを示します。

　　　　ECX に８を格納　　　　　　┌───┐
　　　　　　├───────→ ECX│　８　│
LOOP1:　　　│　　　　　　　　　　└───┘
　┌───→│
　│　　　　│
　│　　　　│
　│　　何らかの処理
　↑　　　　│
　│　　　　↓
　│　　loop LOOP1　　　　　　　　┌───┐
　│　　　　│←─────── ECX│　８　│
　│　　　　↓何回繰り返すか参照　└───┘
　│　　　　│　　　　　　　　　　┌───┐
　│　　　　├───────→ ECX│　７　│
　└────┘ECX を１減算　　　　└───┘

以上が変更前のループ命令の説明です。

では変更後の命令の説明をします。
変更後の命令は３つあります。

dec ecx　　　　　　;ecx-1をecxに格納
cmp ecx, 0　　　　;ecxが0か？
jne LOOP1　　　　;ecx=0でなければLOOP1へジャンプ

最初の１つめは「dec ecx」という命令です。
これはインクリメント・デクリメントのプログラムを作成した
時に説明しましたが、「dec」命令というのは「１減算しなさ
い」という命令でした。

ただ単に１減算されるだけなので「sub ecx, 1」と書いても良
いのですが、インテルプロセッサの仕様により処理が速く行な
われる為、デクリメント命令を使用しています。

次に「cmp ecx, 0」という命令を使用しています。

これは先ほど説明したように、「ecxと0を比較しなさい」とい
う命令です。
比較した結果は「EFLAGS」レジスタに格納されます。

　　　　　　　　　　　　　EFLAGSレジスタ
　　　　　　結果格納　┌─────────┐
cmp ecx, 0─────→│　　　　　　　　　│
　　　　　　　　　　　└─────────┘

最後に「jne LOOP1」という命令があります。
これは初めて出てきた命令です。

jne LOOP1　　　　;ecx=0でなければLOOP1へジャンプ

比較しただけではいけないので、比較した結果により制御を移
行させる為の命令です。

「jne」(Jump Not Equal)という命令は比較した結果が「等し
くなければ」ジャンプしなさい、という意味になります。

つまり「ecx Not= 0」の時、LOOP1というラベルに制御が移行さ
れます。

このジャンプ命令を実行する時、インテルプロセッサ内部では
「EFLAGS」レジスタのゼロフラグを参照する処理が自動的に行
なわれます。

　　　　　　　　　　　　　EFLAGSレジスタ
　　　　　　　参照　　┌─────────┐
jne LOOP1 ←─────┤　　　　　　　　　│
　　　　　　　　　　　└─────────┘

ジャンプ命令はこの他にもさまざまな物があります。
代表的な物だけ以下に示します。

ＪＥ(Jump Equal)：等しい時ジャンプする
例）
┌──────┬───────────────────┐
│cmp eax, ebx│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│
│je　LABEL 　│eax＝ebxの時LABELにジャンプする　　　│
└──────┴───────────────────┘

ＪＮＥ(Jump Not Equal)：等しくない時ジャンプする
例）
┌──────┬───────────────────┐
│cmp eax, ebx│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│
│jne LABEL 　│eax NOT＝ ebxの時LABELにジャンプする　│
└──────┴───────────────────┘

ＪＡ(Jump Above)：より大きい時ジャンプする
例）
┌──────┬───────────────────┐
│cmp eax, ebx│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│
│ja　LABEL 　│eax ＞ ebxの時LABELにジャンプする　　│
└──────┴───────────────────┘

ＪＡＥ(Jump Above Equal)：以上の時ジャンプする
例）
┌──────┬───────────────────┐
│cmp eax, ebx│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│
│jae LABEL 　│eax ＞＝ ebxの時LABELにジャンプする　│
└──────┴───────────────────┘

ＪＬ(Jump Low)：より小さい時ジャンプする
例）
┌──────┬───────────────────┐
│cmp eax, ebx│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│
│jl　LABEL 　│eax ＜ ebxの時LABELにジャンプする　　│
└──────┴───────────────────┘

ＪＬＥ(Jump Low Equal)：以下の時ジャンプする
例）
┌──────┬───────────────────┐
│cmp eax, ebx│　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│
│jle LABEL 　│eax ＜＝ ebxの時LABELにジャンプする　│
└──────┴───────────────────┘

以上は「ある条件に合った時」にジャンプする為の命令ですが、
無条件にジャンプする命令も当然あります。

ＪＭＰ(Jump)：無条件ジャンプ
例）
┌──────┬───────────────────┐
│jmp LABEL 　│無条件にLABELにジャンプする　　　　　│
└──────┴───────────────────┘

●　　　　　　　●
●　ビルドする　●
●　　　　　　　●

コマンドプロンプトを起動した後は必ず環境設定のバッチファ
イルを実行するようにしましょう。

env.bat

上記バッチファイル実行後、コマンドプロンプト上で以下の様
に入力してください。

sc cmpjmp.c -j

これでビルドされ、"cmpjmp.exe"という実行ファイルが作成さ
れるはずです。

●　　　　　　●
●　実行する　●
●　　　　　　●

コマンドプロンプト上で以下の様に入力してください。

cmpjmp.exe

例によって実行結果はいつもと同じです。(^^;

以前作成したプログラムと実行結果が同じなのでつまらないか
もしれませんが、コンペア命令とジャンプ命令を使用している
事を考えると少しはへー、と思いますよね？
（こればっかり・・・）

次回は関数って何？という説明をしたいと思います。