360 汇编/360 指令/BC
BC - 条件分支 - RX 类型指令 - 操作码 47 / 十进制 71
BC 指令在所有型号的 360、370 和 z/System 上都可用。
- BC 2,LABEL
- BH LABEL - 特殊操作码,与 BC 2,LABEL 相同
- BC 1,L1
- BO L1 - 与 BC 1,L1 相同
- BC 15,106(0,10)
- B 106(0,10) - B 操作码是无条件分支,与 BC 15 相同
- BC 3,256(7,6)
具体的语法是
- BC 掩码,偏移量(索引寄存器,基址寄存器)
如果使用了 USING 伪指令,并且目标地址标签位于某个基址寄存器值的 4096 字节内,那么汇编程序将自动确定偏移量、索引寄存器和基址寄存器的值。
RX 指令 (4 字节) | ||||||
字节 1 | 字节 2 | 字节 3 和 4 | ||||
掩码 | 目标地址 | |||||
(8 位) 操作码 47 |
(4 位) 0..F |
(4 位) 索引 寄存器 0..F |
(4 位) 基址 寄存器 0..F |
(12 位) 偏移量 0..FFF |
- 第一个参数是掩码,条件代码将与其进行比较。
- 第二个参数是在掩码与当前设置的条件代码匹配时要转移到的位置。偏移量值将添加到基址和索引寄存器中的值,以形成目标地址。大多数指令使用一个基址寄存器和一个为零的索引寄存器,但如果使用两个非零寄存器,则目标地址将相同,无论哪个寄存器是基址寄存器,哪个是索引寄存器。
- 掩码、基址寄存器和索引寄存器的值为 0 到 15。偏移量值为 0 到 4095。
- 如果掩码或基址寄存器为零,则指令为无操作,不会分支。
- 如果掩码为 15,则分支为无条件分支(除非基址寄存器为 0,在这种情况下它不会分支)。
- 如果指定的索引寄存器为 0,则不会使用索引寄存器中的值。
执行改变条件代码的指令后,计算机将设置 PSW 中“条件代码”字段中的 CC 标志位。然后,这条指令可以在选定的条件代码与这条指令中的掩码匹配时分支。例如,假设我们使用算术加寄存器“AR”。那么在以下情况下,“条件代码”的值将如下所示
条件 | 符号 | PSW 中的条件代码 |
---|---|---|
结果为零 | Z | 0 |
结果为负数 | N | 1 |
结果为正数 | P | 2 |
结果溢出 | O | 3 |
然后考虑指令“BNZ”(非零分支)。它的掩码是 7。这是什么意思?这条指令在结果不为零时分支,这意味着它在条件代码的值不为零时分支!所以它是 1、2 或 3。考虑以下表格
Z | N | P | O |
---|---|---|---|
0 | 1 | 1 | 1 |
上面的例子给了我们掩码 (0111) = 7。对于以下每个操作码,你可以构建表格 ZNPO 并找到相应的掩码。
汇编程序将掩码作为几个可选操作码的一部分提供。这些操作码只需要目标地址。这些操作码是
操作码 | 掩码 | 用法 | 目的 | 等效于 | 用法 |
---|---|---|---|---|---|
NOP | 0 | NOP LABEL | 无操作 | BC 0,LABEL | 任何需要无操作/填充的地方 |
BO | 1 | BO LABEL | 溢出/全一分支 | BC 1,LABEL | 在算术运算或算术比较之后,如果发生了算术溢出或结果全为 1 |
BH | 2 | BH LABEL | 分支 (a 高) | BC 2,LABEL | 在任何比较之后,如果比较中的第一个值高于第二个值 (A > B),则分支 |
BP | 2 | BP LABEL | 正分支 | BC 2,LABEL | 在算术运算或算术比较之后,如果结果为正数,则分支 |
BL | 4 | BL LABEL | 分支 (a 低) | BC 4,LABEL | 在任何比较之后,如果第一个值低于第二个 (A < B),则分支 |
BM | 4 | BM LABEL | 负/混合分支 | BC 4,LABEL | 在算术运算或算术比较之后,如果结果为负数或为全一和全零,则分支 |
BNE | 7 | BNE LABEL | 不等分支 | BC 7,LABEL | 在任何比较之后,如果第一个值不等于第二个值 (A <> B 或 A ~= B 或 A != B),则分支 |
BNZ | 7 | BNZ LABEL | 非零分支 | BC 7,LABEL | 在算术运算或算术比较之后,如果结果不为零,则分支 |
BE | 8 | BE LABEL | 分支 (a 等于 b) | BC 8,LABEL | 在任何比较之后,如果第一个值等于第二个值 (A = B 或 A == B),则分支 |
BZ | 8 | BZ LABEL | 零分支 | BC 8,LABEL | 在算术运算或算术比较之后,如果结果为零,则分支 |
BNL | 11 | BNL LABEL | 分支 (a 不低) | BC 11,LABEL | 在任何比较之后,如果第一个值不低于第二个值 (A >= B),则分支 |
BNM | 11 | BNM LABEL | 非负分支 | BC 11,LABEL | 在算术运算或算术比较之后,如果结果为零,则分支 |
BNH | 13 | BNH LABEL | 非高分支 | BC 13,LABEL | 在任何比较之后,如果第一个值不高于第二个值 {A<=B),则分支 |
BNP | 13 | BNP LABEL | 非正分支 | BC 13,LABEL | 在算术运算或算术比较之后,如果结果不为正数,则分支 |
BNO | 14 | BNO LABEL | 非全一分支 | BC 14,LABEL | 在算术运算或算术比较之后,如果结果不全为 1,则分支 |
B | 15 | B LABEL | 分支 (无条件) | BC 15,LABEL | 在所有情况下分支 (除非索引寄存器为 0;否则视为无操作) 等效于高级语言中的 GOTO |
对于左侧显示的示例机器代码,地址LABEL 假设位于寄存器 10 的偏移量 106 (06A 十六进制) 处,地址 X1 假设位于基址寄存器 6 和索引寄存器 7 的总和的偏移量 256 (0100 十六进制) 处。
47F0A06A B LABEL unconditional branch - equivalent to BC 15,label 47076100 NOP X1 no-operation - BC 0,X1 47FC0006 BC 15,6(12,0) despite the mask being 15, because the base register is 0, * this is also a no-op
4780A06A BE LABEL branch if a equal b - BC 8,label 4720A06A BH LABEL branch if a high - BC 2,label 4740A06A BL LABEL branch if a low - BC 4,label 47776100 BNE X1 branch if a not equal b - BC 7,X1 47D0A06A BNH LABEL branch if a not high - BC 13,label 4740A06A BNL LABEL branch if a not low - BC 4,label
4710A06A BO LABEL branch on overflow - BC 1,label 47276100 BP X1 branch on plus - BC 2,X1 4740A06A BM LABEL branch on minus - BC 4,label 4780A06A BZ LABEL branch on zero - BC 8,label 47D0A06A BNP LABEL branch on not plus - BC 13,label 47B0A06A BNM LABEL branch on not minus - BC 11,label 4770A06A BNZ LABEL branch on not zero - BC 7,label
47176100 BO X1 branch on ones - BC 1,X1 4740A06A BM LABEL branch on mixed - BC 4,label 4780A06A BZ LABEL branch on zeroes - BC 8,label 47E0A06A BNO LABEL branch on not ones - BC 14,label
执行算术运算或比较时,程序状态字(PSW)中称为条件码的某些位会被设置或清除。在比较两个字段的情况下,左值被视为“A”值,右值被视为“B”值,比较 A 与 B 的结果测试 A 与 B 的比较情况,可以是低、高、相等或不相等。
在算术运算的情况下,会测试结果是正数、负数、零还是发生了溢出。
在掩码指令下的测试情况下,会测试结果是全 1、全 0 还是 1 和 0 的混合。
条件分支指令用于在执行此类测试后比较条件码位与掩码值。如果掩码中设置的位与条件码中设置的位匹配(或掩码中的所有位都设置),并且目标地址的基址寄存器不为 0,则目标地址将被放入 PSW 中,作为当前指令的新地址,并且会执行分支。否则,执行将继续执行条件分支指令后的下一条指令。
目标地址是通过将基址寄存器和索引寄存器的内容加到偏移地址来构造的。如果索引寄存器为零,则不使用其值。
指令用途
[edit | edit source]条件分支指令是程序中通用的分支指令。它有三种变体:不分支或无操作、根据测试进行条件分支或无条件分支。
无操作
[edit | edit source]“不分支” - BC 0 - 或“NOP”通常用于创建与现有指令无关的标签。它可以被宏用于对齐,以将指令或数据强制到特定的边界,但如果分支到该指令,不会导致程序异常。它还可以用于提供“松散”空间,以便在不重新汇编程序的情况下,允许对二进制文件进行后期修补。如果分支的基址寄存器也为零,无论掩码值如何,也会发生 NOP。
条件分支
[edit | edit source]掩码中的位与条件码中的位进行比较。如果掩码中的位与条件码中的位匹配(并且目标地址的基址寄存器不为零),则执行分支。
无条件分支
[edit | edit source]通过设置掩码中的所有位,例如 BC 15,或使用 B 指令,可以执行到另一个位置的分支(等同于高级语言中的 GOTO)。只要目标地址的基址寄存器不为零,分支就会始终执行。
典型用法
[edit | edit source]条件分支和可选格式通常在执行比较或算术运算后使用。在以下代码中,会问一个问题,将响应与“是”或“否”进行比较,如果两者都不是,则重新发出问题。“CALL”宏用于创建标准的子程序链接。
CHECKINQ NOP 0(0) CALL INQUIRE,(QUES,1,RESP) Call an external module called INQUIRE CLC RESP(1),QY1 Compare one byte BE YES "Resp" is the A value in an A:B comparison CLC RESP(1),QY2 BE YES CLC RESP(1),QN1 BE NO Answer was 'N' CLC RESP(1),QN2 Is it 'n'? BNE CHECKINQ Something else, try again B NO Answer was 'n' QUES DC C'Are you ready to start?' Construct a 'C' language-type DC X'00' string, zero terminated RESP DS C One byte response QY1 DC C'Y' Available responses QY2 DC C'y' QN1 DC C'N' QN2 DC C'n'
异常和故障
[edit | edit source]- 分支寄存器中包含的目标地址不能为奇数,否则会发生操作异常。
- 分支寄存器中包含的目标地址必须在有效内存范围内,否则会发生操作异常。
- 目标地址的存储键必须与当前进程相同(或者此进程的键为 0),否则会发生内存保护冲突异常。
替代分支指令
[edit | edit source]- BALR 指令用于分支到寄存器中的地址并保存当前地址作为返回地址,类似于高级语言中的过程或函数调用。
- BCR 指令以与 BC 指令相同的方式使用,但用于分支到指定第二个参数寄存器中的地址。
- BCT 指令用于从寄存器中减去 1,然后如果结果不为零,则分支到指定的地址。
- BCTR 指令用于从寄存器中减去 1,然后如果结果不为零,则分支到第二个参数中指定的寄存器中的地址。
- BRC 指令用于分支到相对于当前程序计数器的地址,该地址包含在立即值(16 位)中。
- BRCL 指令用于分支到相对于当前程序计数器的地址,该地址包含在立即值(32 位)中。
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