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初心者講座：比較演算命令

AOBA's Information Processing Education


１９９８／０３／２９

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　前々回（第１８回講座）、「条件付き分岐命令の比較は、何も汎用レジスタと定数０の間だけとは限りません。汎用レジスタと主記憶（つまり１語の領域）との間で行うこともできます」と言いました。今週はこの点について説明します。

　最初に結論を言えば、これを行うには、条件付き分岐命令の前に比較演算命令を行えばよいのです。
　比較演算命令とは、第１オペランドで指定した汎用レジスタの内容と、第２オペランドで指定した任意の番地（ラベル：変数）の内容を比較し、その比較結果に従ってフラグレジスタに値を設定する命令です。
　比較演算命令にはＣＰＡ（算術比較演算命令）とＣＰＬ（論理比較演算命令）があります。ＣＰＡ命令とＣＰＬ命令は多くの場合同じ動作を行いますので、とりあえずは以下の説明はＣＰＡ命令で行います（ＣＰＡ命令とＣＰＬ命令の違いについては後述）。

　例えばＧＲ０の内容が２５でラベルＣ２５の内容が２５の場合、以下のＣＰＡ命令を実行すると、フラグレジスタ（ＦＲ）は（０１）2になります（両者が等しければ（０１）2になる）。

「ＣＰＡの使用例」
．．．．（以上省略）　　　　　　；　ＧＲ０に２５が設定されていると仮定
　　　　ＣＰＡ　ＧＲ０，Ｃ２５　；　この命令でＦＲが（０１）2になる
．．．．（途中省略）
Ｃ２５　ＤＣ　　２５
．．．．（以下省略）

　ＣＰＡ命令の後のステップで”ＪＺＥ　ＮＥＸＴ”を実行したとしましょう。たとえば、以下のプログラムのように。

「ＣＰＡとＪＺＥを組み合わせた使用例」
．．．．（以上省略）　　　　　　；　ＧＲ０に２５が設定されていると仮定
　　　　ＣＰＡ　ＧＲ０，Ｃ２５　；　この命令でＦＲが（０１）2になる
　　　　ＪＺＥ　ＮＥＸＴ　　　　；　ＦＲが（０１）2なのでＮＥＸＴへ分岐
．．．．（途中省略）
Ｃ２５　ＤＣ　　２５
．．．．（以下省略）

　ＪＺＥ命令はＦＲが（０１）2の場合に分岐先ラベルへ分岐する命令ですので、このケースではＮＥＸＴへ分岐します。
　つまりこのプログラムで行いたいことは、「ＧＲ０とＣ２５の内容を比較し、もし同じ値ならばＮＥＸＴへ分岐する」です。

（注）上記のプログラムでは、ＣＰＡ命令がＣＰＬ命令に代わっても同じくＮＥＸＴへ分岐します。

　この例に見られるように、条件付き分岐命令（この例のＪＺＥ）の前で比較演算命令（この例のＣＰＡ）を行えば、（結果的に）汎用レジスタ（この例のＧＲ０）と１語の領域（この例のＣ２５）間との比較を行うことができるのです。

　さて、比較演算命令を行ったとき、第１オペランドで指定した汎用レジスタと第２オペランドで指定した１語の領域が等しい場合、ＦＲに（０１）2が設定されることは分かりました。では、他にどんなパターンがあるのでしょうか。
　実は、比較演算命令におけるＦＲの設定パターンは３パターンしかありません。これを以下に示します。

　　　　　　　　　　　　　　　表　ＦＲのとる値
比較結果
ＧＲｘ＜１語の領域ＧＲｘ＝１語の領域ＧＲｘ＞１語の領域
ＦＲの値１００１００

　比較演算命令と条件付き分岐命令を組み合わせることにより、汎用レジスタと主記憶上の（１語の）領域の比較を行い、その結果に従って任意の分岐先ラベルへ分岐できます。
　しかし、これも面倒ですよね。条件判定を行うのに、いちいち比較演算命令でセットされるＦＲの値を意識しなければならないのですから（しかも、条件付き分岐命令を何にすべきかも考えなければなりません）。

　でも、またまた大丈夫。先週、「条件付き分岐命令はフルスペルで覚えましょう」と言った事を覚えていますか。これは、汎用レジスタと主記憶上の（１語の）領域の比較を行う時でも有効です。これさえ覚えておけば、ＦＲのとる値なんて意識する必要はありませんから。
　比較演算命令の後にくるべき条件付き分岐命令は、以下の通りです。ＦＲのとる値は忘れても結構ですので（大体にして、試験問題の最後に載っています）、この表の”分岐する条件”は絶対に覚えておいてください。

命令コードフルスペル分岐する条件覚え方
ＪＰＺ（Jump on Plus or Zero）ＧＲｘ＞＝１語の領域ＧＲｘ−１語の領域 が正か０ならば分岐
ＪＭＩ（Jump on MInus）ＧＲｘ＜１語の領域ＧＲｘ−１語の領域 が負ならば分岐
ＪＮＺ（Jump on Non Zero）ＧＲｘ＜＞１語の領域ＧＲｘ−１語の領域 が０でなければ分岐
ＪＺＥ（Jump on ZEro）ＧＲｘ＝１語の領域ＧＲｘ−１語の領域 が０ならば分岐

（注）＞＝：以上を意味する　　　＜＞：一致しないことを意味する

　根性のある方は、この表のそれぞれのケースでＦＲに何が設定されるかを考えて、”分岐する条件”が正しく機能することを確かめましょう。

　ここまで保留していたことに、”ＣＰＡ命令とＣＰＬ命令の違い”がありました。
　ＣＰＡ命令とＣＰＬ命令の違いは微妙で、初心者にとっては区別が付きにくいかもしれません。
　ただ、定義そのものは非常に簡単です。それは、「ＣＰＡ命令は両オペランドともに符号付きの値とみなして比較を行い、ＣＰＬ命令は両オペランドともに符号なしの値とみなして比較を行う」です。

　ここでは詳しくは説明しませんが、この２つの命令が異なる動作を行う例（ＦＲに異なる値を設定する例）を、一つだけあげておきましょう。

「ＣＰＡ命令とＣＰＬ命令が異なる動作を行う例」
．．．．（以上省略）
　　　　ＬＤ　　ＧＲ０，Ｃ０
　　　　ＣＰＡ　ＧＲ０，Ｈ４Ｆ　；　ＦＲが（００）2になる(0 > -1)
　　　　ＪＰＺ　ＮＥＸＴ　　　　；　ＦＲが（００）2なので、ＮＥＸＴへ分岐する
．．．．（途中省略）
　　　　ＬＤ　　ＧＲ０，Ｃ０
　　　　ＣＰＬ　ＧＲ０，Ｈ４Ｆ　；　ＦＲが（１０）2になる(0 < 65535)
　　　　ＪＰＺ　ＮＥＸＴ　　　　；　ＦＲが（１０）2なので、ＮＥＸＴへ分岐しない
．．．．（途中省略）
Ｃ０　　ＤＣ　　０
Ｈ４Ｆ　ＤＣ　＃ＦＦＦＦ
．．．．（以下省略）

　最後に、比較演算命令の書式を記して終わりにします。

「比較演算命令」
　ＣＰＡ　汎用レジスタ番号，ラベル　；　（両オペランドともに符号付きの値とみなす）
　ＣＰＬ　汎用レジスタ番号，ラベル　；　（両オペランドともに符号なしの値とみなす）

　ここまで説明した命令が理解できれば、ある程度プログラムらしいものが作れるでしょう
　ということで、来週は演習問題を行います。それでＣＡＳＬは一先ず区切りを付け、その次からは別のテーマで講座を行う予定です。

　ではまた来週。