C语言与汇编

  1. 简单赋值运算
  2. 条件语句
  3. 循环语句
  4. 函数

实验环境: x86 GCC 7.4.0

C语言代码:

简单赋值运算

mov指令实现赋值语句

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void foo() {
	char c = 'a';
	short s = 123;
  	int i = 12345;
	long l = 1111111l;
}
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movb    $97, -15(%rbp)
movw    $123, -14(%rbp)
movl    $12345, -12(%rbp)
movq    $1111111, -8(%rbp)

运算, 按照C语言语法进行类型隐式转换, 这里movsbl将c按符号拓展转化成32位.

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void foo() {
	int a = 1;
	int b = 2;
	int d = b + a;
	char c = 'a';
	c = c + 'A' - 'a';
}
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movl	$1, -12(%rbp)
movl	$2, -8(%rbp)
movl	-8(%rbp), %edx
movl	-12(%rbp), %eax
addl	%edx, %eax
movl	%eax, -4(%rbp)
movb	$97, -13(%rbp)
movzbl	-13(%rbp), %eax
subl	$32, %eax
movb	%al, -13(%rbp)

条件语句

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int foo() {
    int a = 1;
    int b = 0;
    if (a > 0) {
        b = 1;
    }
    return 0;
}
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	movl	$1, -8(%rbp)
	movl	$0, -4(%rbp)
	cmpl	$0, -8(%rbp)
	jle	.L2
	movl	$1, -4(%rbp)
.L2:
	movl	$0, %eax

cmpl 比较两个值

jle跳转等价与C语言的goto语句

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int foo() {
    int a = 1;
    int b = 0;
    if (a <= 0)
    	goto .L2
    b = 1;
.L2:
    return 0;
}

if-else

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int foo() {
	int a = 100;
   	int res = 0;

	if (a >= 100) {
	    res = 1;
	} else {
	    res = 2;
	}

   	return 0;
}
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	movl	$100, -8(%rbp)
	movl	$0, -4(%rbp)
	cmpl	$99, -8(%rbp)
	jle	.L2
	movl	$1, -4(%rbp)
	jmp	.L3
.L2:
	movl	$2, -4(%rbp)
.L3:
	movl	$0, %eax

然后试一下更复杂的condition

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int foo() {

    int a = 100;
    int res = 0;

    if ((a > 80 && a < 85) || (a >= 90 && a <= 100)) {
        res = 1;
    }

    return 0;
}
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	movl	$100, -8(%rbp)
	movl	$0, -4(%rbp)
	cmpl	$80, -8(%rbp)
	jle	.L2
	cmpl	$84, -8(%rbp)
	jle	.L3
.L2:
	cmpl	$89, -8(%rbp)
	jle	.L4
	cmpl	$100, -8(%rbp)
	jg	.L4
.L3:
	movl	$1, -4(%rbp)
.L4:
	movl	$0, %eax

可以发现条件循环对应的汇编也就是对条件取反之后一步步的判断.

循环语句

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int foo() {
	int i = 1;
    int sum = 0;
    while (i <= 100) {
        sum += i;
        ++i;
    }

    return sum;
}
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	movl	$1, -8(%rbp)
	movl	$0, -4(%rbp)
	jmp	.L2
.L3:
	movl	-8(%rbp), %eax
	addl	%eax, -4(%rbp)
	addl	$1, -8(%rbp)
.L2:
	cmpl	$100, -8(%rbp)
	jle	.L3
	movl	-4(%rbp), %eax
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int foo() {
    int sum = 0;
    for (int i = 1; i <= 100; ++i) {
        sum += i;
    }
    return sum;
}
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	movl	$0, -8(%rbp)
	movl	$1, -4(%rbp)
	jmp	.L2
.L3:
	movl	-4(%rbp), %eax
	addl	%eax, -8(%rbp)
	addl	$1, -4(%rbp)
.L2:
	cmpl	$100, -4(%rbp)
	jle	.L3
	movl	-8(%rbp), %eax

可以看出for循环和while循环的行为效率是一致的.

函数

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pushq	%rbp
movq	%rsp, %rbp

每个函数的汇编部分都包含了以上两条代码, 其中第一条 push %rbp 是保存了上一个函数的栈帧指针, movq %rsp, %rbp 使栈顶指针指向 %rbp.

… 未完

script>