1.4 條件分支和循環機制

程序的流程分為順序執行、條件分支和循環三種。順序執行是指按照地址內容的順序執行指令。條件分支是指根據條件執行任意地址的指令。循環是指重復執行同一地址的指令。順序執行的情況比較簡單，每執行一個指令程序計數器的值就自動加1。但若程序中存在條件分支和循環，機器語言的指令就可以將程序計數器的值設定為任意地址（不是+1）。這樣一來，程序便可以返回到上一個地址來重復執行同一個指令，或者跳轉到任意地址。接下來，我們就以條件分支為例，來具體說明循環時程序計數器的數值設定機制也是一樣的。

圖1-5表示把內存中存儲的數值（示例中是123）的絕對值輸出到顯示器的程序的內存狀態。程序運行的開始位置是0100地址。隨著程序計數器數值的增加，當到達0102地址時，如果累加寄存器的值是正數，則執行跳轉指令（jump指令）跳轉到0104地址。此時，由于累加寄存器的值是123，為正數，因此0103地址的指令被跳過，程序的流程直接跳轉到了0104地址。也就是說，“跳轉到0104地址”這個指令間接執行了“將程序計數器設定成0104地址”這個操作。

圖1-5 執行條件分支的程序示例（顯示絕對值）

條件分支和循環中使用的跳轉指令，會參照當前執行的運算結果來判斷是否跳轉。表1-1所列出的寄存器中，我們提到了標志寄存器。無論當前累加寄存器的運算結果是負數、零還是正數，標志寄存器都會將其保存（也負責存放溢出和奇偶校驗的結果)。

CPU在進行運算時，標志寄存器的數值會根據運算結果自動設定。條件分支在跳轉指令前會進行比較運算。至于是否執行跳轉指令，則由CPU在參考標志寄存器的數值后進行判斷。運算結果的正、零、負三種狀態由標志寄存器的三個位表示。圖1-6是32位CPU（寄存器的長度是32位）的標志寄存器的示例。標志寄存器的第一個字節位、第二個字節位和第三個字節位的值為1時，表示運算結果分別為正數、零和負數。

圖1-6 比較運算的結果存儲在標志寄存器的三個位中

CPU執行比較的機制很有意思，因此請大家務必牢記。例如，假設要比較累加寄存器中存儲的XXX值和通用寄存器中存儲的YYY值，執行比較的指令后，CPU的運算裝置就會在內部（暗中）進行XXX-YYY的減法運算。而無論減法運算的結果是正數、零還是負數，都會保存到標志寄存器中。結果為正表示XXX比YYY大，零表示XXX和YYY相等，負表示XXX比YYY小。程序中的比較指令，就是在CPU內部做減法運算。怎么樣，是不是挺有意思的？