AOBA's Information Processing Education
１９９８／０３／２２
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先週は、条件付き分岐命令について説明しました。これは、ある条件を判定して、その条件を満たした場合に、任意の命令に分岐する命令でした。
例えば以下のプログラムは、「もしＧＲ０が０以外ならばＧＲ１に１を加算するプログラム」です。「ＧＲ０が０以外ならばＧＲ１に１を加算するプログラム（一部）」
ＥＸ ＳＴＡＲＴ
．．．．（途中省略）
ＳＵＢ ＧＲ０，Ｃ０ ； 条件付き分岐命令の前に演算命令が必要
ＪＺＥ ＮＥＸＴ ； ＧＲ０が０ならばＮＥＸＴへ分岐
ＡＤＤ ＧＲ１，Ｃ１ ； ＧＲ０が０以外ならばＧＲ１に１を加算
ＮＥＸＴ（ここに分岐先の何らかの命令が入る）
．．．．（途中省略）
Ｃ０ ＤＣ ０
Ｃ１ ＤＣ １
ＥＮＤ分岐命令以前（直前でなくてもよいですが、普通は直前）に、必ず演算命令が必要です。だからＪＺＥ命令の前にＳＵＢ命令（ＡＤＤ命令や論理演算命令でもＯＫ）があるのです。
ではなぜ分岐命令以前に演算命令が必要なのでしょうか。
実は（正確には）、条件付き分岐命令における条件判定は、汎用レジスタと定数０の比較を行うのではないからです。
この説明は混乱するでしょうね。だって、先週も今週も「汎用レジスタと０の比較を行う」と説明したし、例にあるプログラムを見ても、汎用レジスタと０の比較を行うように思えます。
これを理解するためにはフラグレジスタについて知らなければなりません。フラグレジスタ（ＦＲ）は、ＣＰＵの中にあるレジスタの一つです。そしてフラグレジスタは、何らかの演算命令を実行すると、その演算結果（ＧＲに設定された値）に従ってＣＰＵが自動的（とういか強制的）に、ある値を設定します。そこで設定する値は以下の通りです。
表 ＦＲのとる値
ＧＲに設定された値 負 零 正 ＦＲの値 １０ ０１ ００ （注）ＦＲは一度セットされると、次の演算命令に出会うまで元の値を保持します。
この表は、演算を行った結果ＧＲｘが負の場合にフラグレジスタに（１０）2が設定され、零の場合に（０１）2が設定され、正の場合に（００）2が設定されることを意味します（ＦＲはたった２ビットのレジスタです）。
そして条件付き分岐命令は（正確には）、フラグレジスタと定数（２ビット値）との比較を行い、その条件を満たした場合に、指定された分岐先ラベルへ分岐する命令なのです。「条件付き分岐命令の（正確な）定義」
ＪＰＺ 分岐先ラベル ； ＦＲが（００）2か（０１）2ならば分岐先ラベルへ分岐する
ＪＭＩ 分岐先ラベル ； ＦＲが（１０）2ならば分岐先ラベルへ分岐する
ＪＮＺ 分岐先ラベル ； ＦＲが（１０）2か（００）2ならば分岐先ラベルへ分岐する
ＪＺＥ 分岐先ラベル ； ＦＲが（０１）2ならば分岐先ラベルへ分岐する
ここまでくれば、分岐命令以前に演算命令が必要な訳が分かったでしょう。
つまり条件付き分岐命令における比較は、本当は、フラグレジスタと（２ビットの）定数の間で行われるので、分岐条件を判定する前に、フラグレジスタをセットしておくのです。そしてフラグレジスタのセットは演算命令で行われるため、結局のところ、条件付き分岐命令以前に演算命令が必要なのです。でもこれでは面倒ですよね。ＣＡＳＬで（分岐や繰り返しの）プログラムを作る際に、いちいちフラグレジスタを意識するのは大変です。
でも大丈夫。現実にはフラグレジスタの値なんて、ほとんど意識する必要はありません。以下の表を見てください。
命令コード フルスペル 分岐する条件 ＪＰＺ （Jump on Plus or Zero） FRが(00)2か(01)2つまり、正か零（ＧＲｘ＞＝０） ＪＭＩ （Jump on MInus） FRが(10)2つまり、負（ＧＲｘ＜０） ＪＮＺ （Jump on Non Zero） FRが(10)2か(00)2つまり、負か正（ＧＲｘ＜＞０） ＪＺＥ （Jump on ZEro） FRが(01)2つまり、零（ＧＲｘ＝０） （ＣＡＳＬに限らず）アセンブラ言語における命令コードは、表意コード（ニーモニックコード）と言って、その動作（動作だけとは限りませんが）を表す略語になっています。だから、英語のフルスペルで覚えてしまえば、いちいちフラグレジスタを意識する必要はありませんので、必ず上記の表のフルスペルの部分を覚えておきましょう。
「演習」
ＧＲ０が負の場合はＧＲ１に１を加算し、ＧＲ０が０の場合はＧＲ１に２を加算し、ＧＲ０が正の場合はＧＲ１に３を加算するプログラムを作成する。
以下のプログラムの空欄ａを埋めて、プログラムを完成させよ。「プログラム」
01:ＥＸ１９ ＳＴＡＲＴ
．．．．．．（途中省略）
10: ＡＤＤ ＧＲ０，Ｃ０ ； フラグレジスタセット
11: ＪＭＩ ＭＮＳ ； ＧＲ０＜０か？
12: （空欄ａ） ； ？？？？？？？
13: ＡＤＤ ＧＲ１，Ｃ１ ； ＧＲ１＋１→ＧＲ１
14:ＺＥＲＯ ＡＤＤ ＧＲ１，Ｃ１ ； ＧＲ１＋１→ＧＲ１
15:ＭＮＳ ＡＤＤ ＧＲ１，Ｃ１ ； ＧＲ１＋１→ＧＲ１
．．．．．．（途中省略）
20:Ｃ０ ＤＣ ０
21:Ｃ１ ＤＣ １
22: ＥＮＤ
（注）行番号は解説のために付けたもので、プログラムではありません。
演習の解答 空欄部分： ＪＺＥ ＺＥＲＯ
ケース１：ＧＲ０が負（＜０）の場合に実行するステップ（10,11,15）
ケース２：ＧＲ０が０（＝０）の場合に実行するステップ（10,11,12,14,15）
ケース３：ＧＲ０が正（＞０）の場合に実行するステップ（10,11,12,13,14,15）行番号１２を実行するのはＧＲ０が０か正の時です。ＧＲ０が０の場合はＧＲ１に２を加算するのですが、ＺＥＲＯへ分岐すれば行番号１４と１５でそれぞれ１が加算されて題意と一致します。
もしこの時点でＧＲ０が正ならば行番号１３と１４と１５でそれぞれ１を加算しますので、最終的には３が加算されるでしょう。なお、行番号１２の命令の直前の命令は演算命令ではありませんが、これはこれで問題ありません。なぜなら、フラグレジスタは演算命令に出会わない限り、元の値を保持し続けるからです。
つまり、直前の命令（ＪＭＩ命令）ではフラグレジスタはセットされませんので、結局、行番号１２のＪＺＥ命令は行番号１０のＡＤＤの結果を判定していることになります。この問題は簡単すぎたでしょうかね？。 ではまた来週。