最近在看《深入理解计算机系统》，发现汇编挺有趣。
1.条件分支：if语句
下面是一个简单的ifelse函数：
int absdiff(int x, int y)
{
if (x < y)
return y - x;
else
return x - y;
}
对这个程序使用如下命令，得到汇编程序，（注意-S选项大写，并且始终用-O1优化选项）
gcc -S ifelse.c -o ifelse.s –O1
可以看到gcc对改程序的翻译与书上略有不同：
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. 比较x与y，若x>=y, %eax： x-y. 最终在%eax中存放result。
其中，cmovge使用了后面将要讲到的 条件传送指令，即先计算一个条件操作的两种结果，然后再根据条件是否满足而选取一个。它要求处理器类型在i686以上，在gcc中可以添加'-march=i686'来编译，但是ubuntu11.10的处理器类型就是i686的（使用uname –p查看），所以上面的编译直接得到采用条件传送指令的汇编代码。
使用条件传送并不总是能改进代码效率，对GCC来说，只有很容易计算时（如只有一条加法指令），它才使用条件传送指令。
【题外话】：
下面的语句产生条件传送的汇编代码：
int arith(int x){
return x / 4;
}
使用-O1选项产生汇编代码如下：
.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，如果是负数，在算术右移时，要加上2^k-1=3的偏置。注意，这里加偏置的原因：一般来说，我们可以直接对补码进行右移操作表示2^k幂，但是真正的除法与补码右移还是有一定区别的：
真正除法一定是舍入到0，所以-2.5得到-2；补码右移则会向下舍入，所以-2.5会得到-3（因为它总是把低位丢弃）；
所以，在做真正除法时会加上一个偏置值，（原来CS:APP第65页2.3.7节讲到了这个问题，哎，可惜跳过去了。。）
int i = -9;
cout << i/4 << endl; //get -2
cout << (i>>2) << endl; //get -3
-9的右移过程如下：得到原码1001——转为补码0111——右移两位1101——转为原码0011,即得到-3。
-9+偏置3过程： -6原码 0110——转为补码1010——右移两位1110——转为原码0010，得到-2.
2.循环
2.1 do-while循环的翻译
汇编中的循环使用 条件测试和跳转 组合起来实现。大部分编译器根据do-while形式产生循环代码，如下求阶乘的循环代码：
int fact_do(int n)
{
int result = 1;
do{
result *= n;
n = n-1;
}while(n>1);
return result;
}
产生汇编如下：
.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循环的翻译
// Step1: for循环语句
for(init-expr; test-expr; update-expr)
body-statement;
// Step2: while循环语句
init-expr;
while(test-expr){
body-statement;
update-expr;
}
// Step3: do-while循环语句
init-expr;
if(!test-expr)
goto done
do{
body-statement;
update-expr;
}while(test-expr);
done:
// Step4: goto语句（直观的展示了汇编代码实现）
init-expr;
if(!test-expr)
goto done
loop:
body-statement;
update-expr;
if(test-expr)
goto loop;
done:
带continue语句时的特例（练习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循环的continue语句还有一个问题要注意：
翻译为do-while循环时出现了问题，关键是continue的含义是不执行循环体内的内容，直接到达下一个循环点（也就是while处的判断，而不是“do{”处），所以下面语句只会输出1.
int i = 1;
do{
printf("%d\n", i);
i++;
if(i<15)
continue;
}while(0);
使用goto语句来保证while循环的更新（写代码时，直接在continue前加一个i++即可）：
while(i < 10){
if(i&1)
goto next;
sum += i;
next:
i++;
}
3.switch语句
对switch的汇编，GCC会根据开关数量和稀少程度选择是否使用 跳转表 来翻译开关语句。跳转表是一个数组，表项i是代码短的地址，其执行时间与开关情况的数量无关。如下switch语句：
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翻译成汇编为：
.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