Golang匯編命令解讀

我們可以很容易將一個golang程序轉變成匯編語言。

比如我寫了一個main.go:

package main


func g(p int) int {
     return p+1;
}

func main() {
     c := g(4) + 1
     _ = c
}

使用命令：

GOOS=linux GOARCH=386 go tool compile -S main.go >> main.S

我們就獲取了main.S是main.go的匯編版本。

"".g t=1 size=16 value=0 args=0x10 locals=0x0
     0x0000 00000 (main.go:4)     TEXT     "".g(SB), $0-16
     0x0000 00000 (main.go:4)     NOP
     0x0000 00000 (main.go:4)     NOP
     0x0000 00000 (main.go:4)     FUNCDATA     $0, gclocals·23e8278e2b69a3a75fa59b23c49ed6ad(SB)
     0x0000 00000 (main.go:4)     FUNCDATA     $1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
     0x0000 00000 (main.go:5)     MOVQ     "".p+8(FP), BX
     0x0005 00005 (main.go:5)     INCQ     BX
     0x0008 00008 (main.go:5)     MOVQ     BX, "".~r1+16(FP)
     0x000d 00013 (main.go:5)     RET
     0x0000 48 8b 5c 24 08 48 ff c3 48 89 5c 24 10 c3        H.\$.H..H.\$..
"".main t=1 size=16 value=0 args=0x0 locals=0x0
     0x0000 00000 (main.go:8)     TEXT     "".main(SB), $0-0
     0x0000 00000 (main.go:8)     NOP
     0x0000 00000 (main.go:8)     NOP
     0x0000 00000 (main.go:8)     FUNCDATA     $0, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
     0x0000 00000 (main.go:8)     FUNCDATA     $1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
     0x0000 00000 (main.go:9)     MOVQ     $4, BX
     0x0007 00007 (main.go:9)     INCQ     BX
     0x000a 00010 (main.go:9)     INCQ     BX
     0x000d 00013 (main.go:11)     RET
     0x0000 48 c7 c3 04 00 00 00 48 ff c3 48 ff c3 c3        H......H..H...
"".init t=1 size=80 value=0 args=0x0 locals=0x0
     0x0000 00000 (main.go:11)     TEXT     "".init(SB), $0-0
     0x0000 00000 (main.go:11)     MOVQ     (TLS), CX
     0x0009 00009 (main.go:11)     CMPQ     SP, 16(CX)
     0x000d 00013 (main.go:11)     JLS     62
     0x000f 00015 (main.go:11)     NOP
     0x000f 00015 (main.go:11)     NOP
     0x000f 00015 (main.go:11)     FUNCDATA     $0, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
     0x000f 00015 (main.go:11)     FUNCDATA     $1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
     0x000f 00015 (main.go:11)     MOVBQZX     "".initdone·(SB), BX
     0x0016 00022 (main.go:11)     CMPB     BL, $0
     0x0019 00025 (main.go:11)     JEQ     47
     0x001b 00027 (main.go:11)     MOVBQZX     "".initdone·(SB), BX
     0x0022 00034 (main.go:11)     CMPB     BL, $2
     0x0025 00037 (main.go:11)     JNE     40
     0x0027 00039 (main.go:11)     RET
     0x0028 00040 (main.go:11)     PCDATA     $0, $0
     0x0028 00040 (main.go:11)     CALL     runtime.throwinit(SB)
     0x002d 00045 (main.go:11)     UNDEF
     0x002f 00047 (main.go:11)     MOVB     $1, "".initdone·(SB)
     0x0036 00054 (main.go:11)     MOVB     $2, "".initdone·(SB)
     0x003d 00061 (main.go:11)     RET
     0x003e 00062 (main.go:11)     CALL     runtime.morestack_noctxt(SB)
     0x0043 00067 (main.go:11)     JMP     0

首先這個程序根據TEXT是定義函數的，分為3個部分

0x0000 00000 (main.go:4)     TEXT     "".g(SB), $0-16 
0x0000 00000 (main.go:8)     TEXT     "".main(SB), $0-0
0x0000 00000 (main.go:11)     TEXT     "".init(SB), $0-0

這個"". 代表的是這個函數的命名空間。
g(SB) 這里就有個SB的偽寄存器。全名未Static Base，代表g這個函數地址，$0-16中的$0代表局部變量字節數總和，0表示不存在局部變量。-16代表在0的地址基礎上空出16的長度作為傳入和返回對象。這個也就是golang如何實現函數的多返回值的方法了。它在定義函數的時候，開辟了一定空間存儲傳入和傳出對象。

NOP命令是作為占位符使用，提供給編譯器使用的。可以忽略不看。

下面是

     0x0000 00000 (main.go:4)     FUNCDATA     $0, gclocals·23e8278e2b69a3a75fa59b23c49ed6ad(SB)
     0x0000 00000 (main.go:4)     FUNCDATA     $1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)

這里的FUNCDATA是golang編譯器自帶的指令，plan9和x86的指令集都是沒有的。它用來給gc收集進行提示。提示$0和$1是用於局部函數調用參數，需要進行回收。

下面是

     0x0000 00000 (main.go:5)     MOVQ     "".p+8(FP), BX
     0x0005 00005 (main.go:5)     INCQ     BX
     0x0008 00008 (main.go:5)     MOVQ     BX, "".~r1+16(FP)

這里有一個FP寄存器，FP是frame pointer，是指向棧底，SP是指向棧頂。BX是一個臨時寄存器，那么上面的句子是代表把FP＋8這個位置的數據（參數p），保存到BX中。FP+8代表什么呢，按照上面的圖，代表的是參數

INCQ是自增算法，BX里面的數自加1，然后把BX里面的數存儲到FP+16，代表的是返回值。
下面就是RET，直接返回。

下面再看看main，我們會發現，main函數里面並沒有call g函數，這是由於go匯編編譯器會把一些短的函數變成內嵌函數，減少函數調用。

if

我們在main里面增加一個判斷邏輯。代碼為：

package main


func g(p int) int {
     return p+1;
}

func main() {
     c := g(4) + 1
     var d bool
     if (c > 4) {
          d = true
     } else {
          d = false
     }
     _ = d
     return
}

對應的main的匯編為：

     0x0000 00000 (main.go:8)     TEXT     "".main(SB), $0-0
     0x0000 00000 (main.go:8)     NOP
     0x0000 00000 (main.go:8)     NOP
     0x0000 00000 (main.go:8)     FUNCDATA     $0, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
     0x0000 00000 (main.go:8)     FUNCDATA     $1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
     0x0000 00000 (main.go:9)     MOVQ     $4, BX
     0x0007 00007 (main.go:9)     INCQ     BX
     0x000a 00010 (main.go:9)     INCQ     BX
     0x000d 00013 (main.go:11)     CMPQ     BX, $4
     0x0011 00017 (main.go:11)     JLE     27
     0x0013 00019 (main.go:12)     MOVQ     $1, AX
     0x001a 00026 (main.go:17)     RET
     0x001b 00027 (main.go:14)     MOVQ     $0, AX
     0x001d 00029 (main.go:17)     JMP     26

可以看是試用CMPQ來進行比較的，JLE代表CMP比較之后的結果，如果BX小於等於4，那么就跳到27指令，就是MOVQ $0, AX，把AX賦值為0，就是false，否則賦值為1，true

這里的JLE是條件轉移指令：http://baike.baidu.com/link?url=pdfEpBZ-c-owW0YJrAL71MUi1nIlEpBqljD3agfLtB5KrAaFembK6yKKUNycaSUWTTTyynKhNIfw2LXvGFx4euTIgyXQcVLz5HPxS4AO-kVT9wQxlL6_O-1ygTwfshEgas91S14FU3CRU7a1jImTSK

for

程序改為：

package main


func g(p int) int {
     var sum int
     for i := 0; i < p; i++ {
          sum = sum + i
     }
     return sum
}

func main() {
     c := g(4) + 1
     _ = c
}

這里面有一個for循環，產生的匯編為：

     0x0000 00000 (main.go:4)     TEXT     "".g(SB), $0-16
     0x0000 00000 (main.go:4)     NOP
     0x0000 00000 (main.go:4)     NOP
     0x0000 00000 (main.go:4)     MOVQ     "".p+8(FP), DX
     0x0005 00005 (main.go:4)     FUNCDATA     $0, gclocals·23e8278e2b69a3a75fa59b23c49ed6ad(SB)
     0x0005 00005 (main.go:4)     FUNCDATA     $1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
     0x0005 00005 (main.go:5)     MOVQ     $0, CX
     0x0007 00007 (main.go:6)     MOVQ     $0, AX
     0x0009 00009 (main.go:6)     CMPQ     AX, DX
     0x000c 00012 (main.go:6)     JGE     $0, 25
     0x000e 00014 (main.go:7)     ADDQ     AX, CX
     0x0011 00017 (main.go:6)     INCQ     AX
     0x0014 00020 (main.go:6)     NOP
     0x0014 00020 (main.go:6)     CMPQ     AX, DX
     0x0017 00023 (main.go:6)     JLT     $0, 14
     0x0019 00025 (main.go:9)     MOVQ     CX, "".~r1+16(FP)
     0x001e 00030 (main.go:9)     RET

AX存的是變量i，DX存的是參數p，CX存的是變量sum，下面的幾個命令：

0x0009 00009 (main.go:6)     CMPQ     AX, DX
     0x000c 00012 (main.go:6)     JGE     $0, 25
     0x000e 00014 (main.go:7)     ADDQ     AX, CX
     0x0011 00017 (main.go:6)     INCQ     AX
     0x0014 00020 (main.go:6)     NOP
     0x0014 00020 (main.go:6)     CMPQ     AX, DX
     0x0017 00023 (main.go:6)     JLT     $0, 14

實際上是使用CMP，JGE，JLT來不斷控制循環過程。