比较和跳转指令

所有的体系结构都必须要有比较和条件跳转，虽然很多相似之处，但是各个体系结构都有自己的一套实现。

SPARC使用4种传统的状态位：负数，零，进位，和溢出。所有的算术和逻辑指令都可能设置它们，旧的体系结构中，这些位可能被所有的指令设置。明确的操作更利于流水线的实现。虽然状态位可能被其他操作影响，但是显式的比较可以用r0作为目的寄存器来生成。SPARC的条件跳转会比较所有的条件位来确定所有可能的跳转。浮点使用专门的条件位。第9版SPARC分支跳转扩展了4种情况：一个是为64bit设计的独立的条件编码；一个是跟0的各种情况比较（参考下面的MIPS）；3种新的浮点条件码；最后是静态编码了的分支预测。

PowerPC也是用四种状态编码：小于，大于，等于，以及溢出，不过存在8份拷贝。这种冗余设计本质上来说，就是为PowerPC多添加了8个4位寄存器，让PowerPC的指令在使用状态的时候减少冲突。每个状态码都可以是一个比较指令的目的，也可以是一个条件跳转的源。整数指令有一个可选位，来标识这个整数操作后是否有一个与零比较来设置状态寄存器。浮点指令也可以选择设置第二个状态寄存器。PowerPC提供对这8个4位寄存器的逻辑操作（CRAND,CROR,CRXOR,CRNAND,CRNOR,CREQV）,为单条的分支指令提高更复杂的条件比较。

MIPS用寄存器来获取分支状态。可以用任意的两个寄存器来构造一条相等（BEQ）或者不相等（BNE）指令，通过他们的结果来决定分支是否跳转。小于置位指令（SLT,SLTI,SLTU，SLTIU）比较两个操作数然后设置目的寄存器，如果小于就设置为1，否则就将目的寄存器设置为0。这些指令就可以组合出所有的可能。因为跟0比较很常见，所以MIPS还包括一些特殊的跟0的比较跳转指令：大于等于0（BGEZ），大于0（BGTZ），小于等于0（BLEZ），还有小于0（BLTZ）。当然，等于或者不等于也可以由r0跟BEQ和BNE组合出来。跟SPARC一样，MIPS I为浮点比较和跳转指令提供一个单独的状态码；MIPS IV将状态码扩展到8个，来标识浮点的比较和条件指令状态。

Alpha指令（CMPEQ,CMPLE,CMPLE,CMPULT,CMPULE）比较两个寄存器的值，然后设置第三个寄存器的值，条件为真设置为1，否则这是为0。浮点指令（CMTEQ,CMTLT,CMTLE,CMTUN）在判断条件为真的时候将结果设置为2.0，否则设置为0。分支指令将一个寄存器的值跟0比较（BEQ,BGE,BGT,BLE,BLT,BNE），或者它的最低有效位（BLBC,BLBS），如果条件成立就跳转。

PA-RISC有很多分支选项，我们在“Alpha的指令独特点”小结会看到。最直接的是比较并且跳转（COMB），比较两个寄存器，然后根据它们的结果来判断是否跳转，并且测试比较的最低有效位。

ARM跟SPARC类似，指令中提供四种可以选择设置的状态条件码。CMP用一个操作数减去另外一个操作数的结果来设置状态位。负数比较（MN）用一个操作数加上另外一个操作数，用和来设置状态位。TST用两个操作数逻辑与来设置所有的状态码，TEQ用独有的或操作来设置前三个状态码。跟SPARC一样，ARM分支指令通过测试状态位来判断所有的有符号和无符号关系。我们会在“SPARC v.9的指令独特点”中看到，ARM的一个不常用的特点是，每条指令都可以根据状态码来选择是否执行。（这个PA-RISC的选项类似，见“Alpha的独特点”）。

显然的，Thumb跟ARM很像。不同的地方是状态码不再可选，没有了TEQ指令，也没有了条件执行的指令。

Hitachi SuperH只有一个单独的T状态位，可以通过比较指令设置。两个分支指令可以用来跳转，在T位是1的时候跳转（BT）或者T位是0的时候（BF）。这两种分支可以减少比较指令。

M32R也只有一个单独的条件状态码（C），有符号比较和无符号比较（CMP,CMPI,CMPU,CMPUI）都用C位来标识一个寄存器的值是否小于另一个，就像MIPS的小于置位指令一样。灵感废纸指令测试C位是否为1或0:BC和BNC。M32R也包含相等跳转，不相等跳转（BEQ和BNE），以及一个寄存器值跟0比较（BGEZ,BGTZ,BLEZ,BLTZ,BEQZ,BNEZ）.后面这些都是32位宽指令。

MIPS16保留了小于置位指令（SLT,SLTI,SLTU,SLTIU），但是不再将结果放到8个寄存器中，而是放到一个专门的T寄存器。MIPS16总是在完整的32位MIPS指令集机器上面实现，所以，T寄存器实际上就是完整MIPS体系结构中的寄存器24。MIPS16的分支指令测试一个寄存器是否等于0（BEQZ和BNEZ）。也有测试T寄存器是否为0的（BTEQZ和BTNEZ）。为了测试两个寄存器中的值是否相等，MIPS还添加了比较指令（CMP,CMPI），指令会把或的结果存到T寄存器。MIPS16删减了寄存器是否等于的比较跳转（BEQ和BNE）。

图18和图19汇总了条件分支的设计。

图18桌面RISC条件分支汇总。PA-RISC的浮点分支实现需要将FP状态寄存器拷贝到整数寄存器，然后用分支指令测试FP的比较结果。SPARC的整数比较是由使用R0作为目的寄存器的算术指令组合出来的。 图19嵌入式RISC条件分支汇总