最近在看《深入理解計算機系統》，發現匯編挺有趣。
1.條件分支：if語句
下面是一個簡單的ifelse函數：
int absdiff(int x, int y)
{
if (x < y)
return y - x;
else
return x - y;
}
對這個程序使用如下命令，得到匯編程序，（注意-S選項大寫，並且始終用-O1優化選項）
gcc -S ifelse.c -o ifelse.s –O1
可以看到gcc對改程序的翻譯與書上略有不同：
pushl %ebx .cfi_def_cfa_offset 8 .cfi_offset 3, -8 movl 8(%esp), %ecx movl 12(%esp), %edx movl %edx, %eax subl %ecx, %eax movl %ecx, %ebx subl %edx, %ebx cmpl %edx, %ecx cmovge %ebx, %eax popl %ebx
gcc中，%ecx: x, %edx:y , %eax: y-x, %ebx: x-y. 比較x與y，若x>=y, %eax： x-y. 最終在%eax中存放result。
其中，cmovge使用了后面將要講到的 條件傳送指令，即先計算一個條件操作的兩種結果，然后再根據條件是否滿足而選取一個。它要求處理器類型在i686以上，在gcc中可以添加'-march=i686'來編譯，但是ubuntu11.10的處理器類型就是i686的（使用uname –p查看），所以上面的編譯直接得到采用條件傳送指令的匯編代碼。
使用條件傳送並不總是能改進代碼效率，對GCC來說，只有很容易計算時（如只有一條加法指令），它才使用條件傳送指令。
【題外話】：
下面的語句產生條件傳送的匯編代碼：
int arith(int x){
return x / 4;
}
使用-O1選項產生匯編代碼如下：
.cfi_startproc movl 4(%esp), %eax //get x leal 3(%eax), %edx //temp = x+3 testl %eax, %eax cmovs %edx, %eax //if(x < 0) x = temp sarl $2, %eax // return x >> 2 ret .cfi_endproc
可以看到，如果是負數，在算術右移時，要加上2^k-1=3的偏置。注意，這里加偏置的原因：一般來說，我們可以直接對補碼進行右移操作表示2^k冪，但是真正的除法與補碼右移還是有一定區別的：
真正除法一定是舍入到0，所以-2.5得到-2；補碼右移則會向下舍入，所以-2.5會得到-3（因為它總是把低位丟棄）；
所以，在做真正除法時會加上一個偏置值，（原來CS:APP第65頁2.3.7節講到了這個問題，哎，可惜跳過去了。。）
int i = -9;
cout << i/4 << endl; //get -2
cout << (i>>2) << endl; //get -3
-9的右移過程如下：得到原碼1001——轉為補碼0111——右移兩位1101——轉為原碼0011,即得到-3。
-9+偏置3過程： -6原碼 0110——轉為補碼1010——右移兩位1110——轉為原碼0010，得到-2.
2.循環
2.1 do-while循環的翻譯
匯編中的循環使用 條件測試和跳轉 組合起來實現。大部分編譯器根據do-while形式產生循環代碼，如下求階乘的循環代碼：
int fact_do(int n)
{
int result = 1;
do{
result *= n;
n = n-1;
}while(n>1);
return result;
}
產生匯編如下：
.cfi_startproc movl 4(%esp), %edx //get n movl $1, %eax //set result=1 .L2: imull %edx, %eax // result *= n subl $1, %edx //n-- cmpl $1, %edx //compare n-1 jg .L2 //if(n>1): goto .L2 rep ret .cfi_endproc
2.2 for循環的翻譯
// Step1: for循環語句
for(init-expr; test-expr; update-expr)
body-statement;
// Step2: while循環語句
init-expr;
while(test-expr){
body-statement;
update-expr;
}
// Step3: do-while循環語句
init-expr;
if(!test-expr)
goto done
do{
body-statement;
update-expr;
}while(test-expr);
done:
// Step4: goto語句（直觀的展示了匯編代碼實現）
init-expr;
if(!test-expr)
goto done
loop:
body-statement;
update-expr;
if(test-expr)
goto loop;
done:
帶continue語句時的特例（練習3.24）：
i = 0;
while(i < 10){
if(i&1)
continue; //continue在i++之前，阻止了i的更新
sum += i;
i++;
}
i = 0;
if(i >= 10)
goto done
do{
if(i&1)
continue; //continue在i++之前，阻止了i的更新
sum += i;
i++;
}while(i < 10);
done:
do-while循環的continue語句還有一個問題要注意：
翻譯為do-while循環時出現了問題，關鍵是continue的含義是不執行循環體內的內容，直接到達下一個循環點（也就是while處的判斷，而不是“do{”處），所以下面語句只會輸出1.
int i = 1;
do{
printf("%d\n", i);
i++;
if(i<15)
continue;
}while(0);
使用goto語句來保證while循環的更新（寫代碼時，直接在continue前加一個i++即可）：
while(i < 10){
if(i&1)
goto next;
sum += i;
next:
i++;
}
3.switch語句
對switch的匯編，GCC會根據開關數量和稀少程度選擇是否使用 跳轉表 來翻譯開關語句。跳轉表是一個數組，表項i是代碼短的地址，其執行時間與開關情況的數量無關。如下switch語句：
int switch_eg(int x, int n){
int result = x;
switch(n){
case 100:
result *= 13;
break;
case 102:
result += 10;
case 103:
result += 11;
break;
case 104:
case 106:
result *= result;
break;
default:
result = 0;
}
return result;
}
使用-O1翻譯成匯編為：
.cfi_startproc movl 4(%esp), %eax movl 8(%esp), %edx subl $100, %edx cmpl $6, %edx ja .L8 jmp *.L7(,%edx,4) .section .rodata .align 4 .align 4 .L7: .long .L3 .long .L8 //case 101: default .long .L4 .long .L5 .long .L6 .long .L8 //case 105: default .long .L6 .text .L3: //case 100: result *= 13 leal (%eax,%eax,2), %edx // get 3*x leal (%eax,%edx,4), %eax //get x+4*(3x)= 13*x ret .L4: //case 102: result += 10 addl $10, %eax .L5: //case 103: result += 11 addl $11, %eax ret .L6: //case 104/106: result *= result imull %eax, %eax ret .L8: //default: result = 0 movl $0, %eax ret .cfi_endproc