From 3034c445aafcabc0ee212f1d0c299f60113118b5 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: chai2010 Date: Thu, 7 Jun 2018 08:04:36 +0800 Subject: [PATCH] ch3-05: done --- SUMMARY.md | 2 +- ch3-asm/ch3-05-control-flow.md | 83 ++++++++++++++++++++++++++++++++-- 2 files changed, 80 insertions(+), 5 deletions(-) diff --git a/SUMMARY.md b/SUMMARY.md index ca05e7b..9e17b0a 100644 --- a/SUMMARY.md +++ b/SUMMARY.md @@ -27,7 +27,7 @@ * [3.2. 计算机结构](ch3-asm/ch3-02-arch.md) * [3.3. 常量和全局变量](ch3-asm/ch3-03-const-and-var.md) * [3.4. 函数](ch3-asm/ch3-04-func.md) - * [3.5. 控制流(Doing)](ch3-asm/ch3-05-control-flow.md) + * [3.5. 控制流](ch3-asm/ch3-05-control-flow.md) * [3.6. 再论函数(TODO)](ch3-asm/ch3-06-func-again.md) * [3.7. FUNCDATA和PCDATA(TODO)](ch3-asm/ch3-07-funcdata-pcdata.md) * [3.8. C预处理器(TODO)](ch3-asm/ch3-08-c-preprocessors.md) diff --git a/ch3-asm/ch3-05-control-flow.md b/ch3-asm/ch3-05-control-flow.md index d42bc4d..5f46eae 100644 --- a/ch3-asm/ch3-05-control-flow.md +++ b/ch3-asm/ch3-05-control-flow.md @@ -1,4 +1,4 @@ -# 3.5. 控制流(Doing) +# 3.5. 控制流 程序执行的流程主要有顺序、分支和循环几种执行流程。本节主要讨论如何将Go语言的控制流比较直观地转译为汇编程序，或者说如何以汇编思维来编写Go语言代码。 @@ -133,11 +133,12 @@ func If(ok bool, a, b int) int { func If(ok int, a, b int) int { if ok == 0 { goto L } return a -L: return b +L: + return b } ``` -因为汇编语言中没有bool类型，我们改用int类型代替bool类型。当ok参数非0时返回变量a，否则返回变量b。我们将ok的逻辑反转下：当ok参数为0时，表示返回b，否则返回变量a。在if语句中，当ok参数为0时goto到L标号指定的语句，也就是返回变量b。如果if条件不满足，也就考试ok残非0，执行后门的语句返回变量a。 +因为汇编语言中没有bool类型，我们改用int类型代替bool类型（真实的汇编是用byte表示bool类型，可以通过MOVBQZX指令加载byte类型的值）。当ok参数非0时返回变量a，否则返回变量b。我们将ok的逻辑反转下：当ok参数为0时，表示返回b，否则返回变量a。在if语句中，当ok参数为0时goto到L标号指定的语句，也就是返回变量b。如果if条件不满足，也就考试ok残非0，执行后门的语句返回变量a。 上述函数的实现已经非常接近汇编语言，下面是改为汇编实现的代码： @@ -163,4 +164,78 @@ L: ## for循环 -TODO +Go语言的for循环有多种用法，我们这里只选择最经典的for结构来讨论。经典的for循环由初始化、结束条件、迭代步长三个部分组成，再配合循环体内部的if条件语言，这种for结构可以模拟其它各种循环类型。 + +基于经典的for循环结构，我们定一个一个LoopAdd函数，可以用于计算任意等差数列的和： + +```go +func LoopAdd(cnt, v0, step int) int { + result := v0 + for i := 0; i < cnt; i++ { + result += step + } + return result +} +``` + +比如`1+2+...+100`可以这样计算`LoopAdd(100, 1, 1)`，`10+8+...+0`可以这样计算`LoopAdd(5, 10, -2)`。现在采用前面`if/goto`类似的技术来改造for循环。 + +新的LoopAdd函数只有if/goto语句构成： + +```go + +func LoopAdd(cnt, v0, step int) int { + var i = 0 + var result = 0 + +LOOP_INIT: + result = v0 + +LOOP_IF: + if i < cnt { goto LOOP_BODY } + goto LOOP_END + +LOOP_BODY + i = i+1 + result = result + step + goto LOOP_IF + +LOOP_END: + + return result +} +``` + +函数的开头先定义两个局部变量便于后续代码使用。然后将for语句的初始化、结束条件、迭代步长三个部分拆分为三个代码段，分别用LOOP_INIT、LOOP_IF、LOOP_BODY三个标号表示。其中LOOP_INIT循环初始化部分只会执行一次，因此该标号并不会被引用，可以省略。最后LOOP_END语句表示for循环的结束。四个标号分隔出的三个代码段分别对应for循环的初始化语句、循环条件和循环体，其中迭代语句被合并到循环体中了。 + +下面用汇编语言重新实现LoopAdd函数 + +``` +// func LoopAdd(cnt, v0, step int) int +TEXT ·LoopAdd(SB), NOSPLIT, $0-32 + MOVQ cnt+0(FP), AX // cnt + MOVQ v0+8(FP), BX // v0/result + MOVQ step+16(FP), CX // step + +LOOP_INIT: + MOVQ $0, DX // i + +LOOP_IF: + CMPQ DX, AX // compare i, cnt + JL LOOP_BODY // if i < cnt: goto LOOP_BODY + goto LOOP_END + +LOOP_BODY: + ADDQ $1, DX // i++ + ADDQ CX, BX // result += step + goto LOOP_IF + +LOOP_END: + + MOVQ BX, ret+24(FP) // return result + RET +``` + +其中v0和result变量复用了一个BX寄存器。在LOOP_INIT标号对应的指令部分，用MOVQ将DX寄存器初始化为0，DX对应变量i，循环的迭代变量。在LOOP_IF标号对应的指令部分，使用CMPQ指令比较AX和AX，如果循环没有结束则跳转到LOOP_BODY部分，否则跳转到LOOP_END部分结束循环。在LOOP_BODY部分，更新迭代变量并且执行循环体中到累加语句，然后直接跳转到LOOP_IF部分进入下一轮循环条件判断。LOOP_END标号之后就是返回返回累加结果到语句。 + +循环是最复杂到控制流，循环中隐含了分支和跳转语句。掌握了循环到下方基本也就掌握了汇编语言到写法。掌握规律之后，其实汇编语言编程会变得异常简单。