Golang内置函数和过程调用汇编代码分析

Posted on 2015-04-24 08:55:17 golang

在Golang汇编快速指南这篇博客中，简单介绍了Golang中汇编的简单语法以及特殊之处。下面介绍Golang中的内置函数和相关操作代码的汇编实现，可以作为上篇博客的补充和实践。

汇编中过程调用的参数是通过栈来传递的，在栈上的布局如下：

参数3
参数2
参数1  <-FP
保存PC <-SP
...
...

内置函数: new, make, append

package main

import (
    "fmt"
)

type new_int int

var (
    gobal_1 = "this is global var"
)

func main() {
    auto_1 := "this is auto_1"

    s0 := new(new_int)

    s1 := make([]int, 10)
    s2 := make([]int, 10)

    append(s2, 9999)
    fmt.Println(s1, s2)
    fmt.Println(s0)
}

下面是汇编代码:

"".main t=1 size=1936 value=0 args=0x0 locals=0x128
    // 定义函数main，栈帧大小为296字节，0字节的参数(无参数)
    0x0000 00000 (builtin.go:13)    TEXT    "".main+0(SB),$296-0
    // 将线程本地存储(thread local storage)传送到CX
    0x0000 00000 (builtin.go:13)    MOVQ    (TLS),CX
    // 下面是检查栈帧的大小是否超过目前分配的小
    0x0009 00009 (builtin.go:13)    LEAQ    -168(SP),AX
    0x0011 00017 (builtin.go:13)    CMPQ    AX,16(CX)
    0x0015 00021 (builtin.go:13)    JHI ,30
    // 如果超过调用runtime.morestack_noctxt
    0x0017 00023 (builtin.go:13)    CALL    ,runtime.morestack_noctxt(SB)
    0x001c 00028 (builtin.go:13)    JMP ,0
    // 扩大栈帧
    0x001e 00030 (builtin.go:13)    SUBQ    $296,SP
    0x0025 00037 (builtin.go:13)    FUNCDATA    $0,gclocals·e14c7473fe07b0ccdc0fdfa1a770087b+0(SB)
    0x0025 00037 (builtin.go:13)    FUNCDATA    $1,gclocals·7a70fcb413ec620f2a7a8c3ba5f394c1+0(SB)

    // 局部变量auto_1
    0x0025 00037 (builtin.go:14)    LEAQ    go.string."this is auto_1"+0(SB),BX
    // string在golang中是由数据本身和其长度组成的
    // 将数据的地址移动到BP
    0x002c 00044 (builtin.go:14)    MOVQ    (BX),BP
    // 移动BP到栈指针152字节的位置
    0x002f 00047 (builtin.go:14)    MOVQ    BP,"".auto_1+152(SP)
    // 将字符串长度移动到BP
    0x0037 00055 (builtin.go:14)    MOVQ    8(BX),BP
    // 移动BP到栈指针160字节的位置
    0x003b 00059 (builtin.go:14)    MOVQ    BP,"".auto_1+160(SP)

    // new_int类型的初始化
    // 将类型本身移动到BX
    0x0043 00067 (builtin.go:17)    MOVQ    $type."".new_int+0(SB),BX
    // 将BX移动到栈顶
    0x004a 00074 (builtin.go:17)    MOVQ    BX,(SP)
    0x004e 00078 (builtin.go:17)    PCDATA  $0,$1
    // 调用runtime.newobject
    0x004e 00078 (builtin.go:17)    CALL    ,runtime.newobject(SB)
    // 将返回的结果移动到BX
    0x0053 00083 (builtin.go:17)    MOVQ    8(SP),BX
    // 移动BP到栈指针80字节的位置
    0x0058 00088 (builtin.go:17)    MOVQ    BX,"".s1+80(SP)
    0x005d 00093 (builtin.go:17)    NOP ,

    // 创建slice s1
    // 将类型移动到BX
    0x005d 00093 (builtin.go:18)    MOVQ    $type.[]int+0(SB),BX
    // 将BX(类型)移动到栈顶
    0x0064 00100 (builtin.go:18)    MOVQ    BX,(SP)
    // 将长度参数len移动到相对于栈顶8字节的位置
    0x0068 00104 (builtin.go:18)    MOVQ    $10,8(SP)
    // 将容量参数cap移动到相对于栈顶16字节的位置
    0x0071 00113 (builtin.go:18)    MOVQ    $10,16(SP)
    0x007a 00122 (builtin.go:18)    PCDATA  $0,$2
    // 调用runtime.makeslice
    0x007a 00122 (builtin.go:18)    CALL    ,runtime.makeslice(SB)
    // 创建出的s1的参数分别保存在相对栈顶24, 32, 40字节的位置
    0x007f 00127 (builtin.go:18)    MOVQ    24(SP),DX
    0x0084 00132 (builtin.go:18)    MOVQ    32(SP),CX
    0x0089 00137 (builtin.go:18)    MOVQ    40(SP),BX

    // CX中保存的是slice的len参数
    0x008e 00142 (builtin.go:20)    MOVQ    CX,"".s2_len+64(SP)
    0x0093 00147 (builtin.go:20)    NOP ,

    // 将slice的array, len, cap传送给s2
    0x0093 00147 (builtin.go:21)    MOVQ    DX,"".s2+168(SP)
    0x009b 00155 (builtin.go:21)    MOVQ    CX,"".s2+176(SP)
    0x00a3 00163 (builtin.go:21)    MOVQ    BX,"".s2+184(SP)
    0x00ab 00171 (builtin.go:21)    MOVQ    BX,AX
    // 从BX中减去CX的值，结果保存在BX
    0x00ae 00174 (builtin.go:21)    SUBQ    CX,BX
    0x00b1 00177 (builtin.go:21)    CMPQ    BX,$1
    0x00b5 00181 (builtin.go:21)    JGE ,262
    // 将类型传送到栈顶
    0x00b7 00183 (builtin.go:21)    MOVQ    $type.[]int+0(SB),BX
    0x00be 00190 (builtin.go:21)    MOVQ    BX,(SP)
    // 将旧的slice传送到栈的第二个参数
    0x00c2 00194 (builtin.go:21)    MOVQ    DX,"".autotmp_0001+240(SP)
    0x00ca 00202 (builtin.go:21)    MOVQ    DX,8(SP)
    // 将长度传送到栈上第三个参数(s2的长度)
    0x00cf 00207 (builtin.go:21)    MOVQ    CX,"".autotmp_0001+248(SP)
    0x00d7 00215 (builtin.go:21)    MOVQ    CX,16(SP)
    // 将33行的BX的值重新保存到24(SP)，即s2的array
    0x00dc 00220 (builtin.go:21)    MOVQ    AX,"".autotmp_0001+256(SP)
    0x00e4 00228 (builtin.go:21)    MOVQ    AX,24(SP)
    // 将s2的长度置为1
    0x00e9 00233 (builtin.go:21)    MOVQ    $1,32(SP)
    // 调用growslice
    0x00f2 00242 (builtin.go:21)    PCDATA  $0,$2
    0x00f2 00242 (builtin.go:21)    CALL    ,runtime.growslice(SB)
    // 3个返回值(sliceStruct)
    0x00f7 00247 (builtin.go:21)    MOVQ    40(SP),DX
    0x00fc 00252 (builtin.go:21)    MOVQ    48(SP),CX
    0x0101 00257 (builtin.go:21)    MOVQ    56(SP),AX
    // 增加返回的结构中len参数长度，增加1
    0x0106 00262 (builtin.go:21)    MOVQ    CX,SI
    0x0109 00265 (builtin.go:21)    INCQ    ,SI
    // 变址寻址，DX+CX*8
    0x010c 00268 (builtin.go:21)    LEAQ    (DX)(CX*8),BX
    // 将立即数9999传递到(BX)的内存位置
    0x0110 00272 (builtin.go:21)    MOVQ    $9999,(BX)
    0x0117 00279 (builtin.go:21)    NOP ,
    0x0117 00279 (builtin.go:21)    MOVQ    DX,"".autotmp_0001+240(SP)
    0x011f 00287 (builtin.go:21)    MOVQ    SI,"".autotmp_0001+248(SP)
    0x0127 00295 (builtin.go:21)    MOVQ    AX,"".autotmp_0001+256(SP)
    // 将新的slice的参数传递给s2
    0x012f 00303 (builtin.go:21)    MOVQ    DX,"".s2+168(SP)
    0x0137 00311 (builtin.go:21)    MOVQ    SI,"".s2+176(SP)
    0x013f 00319 (builtin.go:21)    MOVQ    AX,"".s2+184(SP)
    0x0147 00327 (builtin.go:21)    NOP ,

Golang汇编快速指南

Posted on 2015-04-23 15:40:07 golang

这篇文档是对于Go编译器套件(6g, 8g, etc.)中不常用的汇编语言的快速预览，涵盖面不是很广泛。

Go的汇编语言基于Plan 9的汇编，Plan 9网站的页面上有详细描述。如果你想编写汇编语言，你应该读这篇文档，虽然它是Plan 9相关的。这边文档总结了汇编的语法，并且描述了使用汇编语言和Go程序交互时的特殊之处。

有一点是很重要的是，Go的汇编中没有直接体现出底层的机器。有些汇编细节能直接对应到机器，但有些不是。这是因为编译器套件在常规过程中不需要汇编语言。取而代之的是，编译器产生二进制的不完整的汇编指令集，链接器会完成它。实际上，链接器做了汇编指令的选择，所以当你看到类似于MOV这样的指令，链接器的实际操作可能不是一个移动指令，也许是清除或者载入。或者可能会根据指令的名字对应到真实的机器指令。总体上，机器相关的指令操作趋向于体现出真实的机器指令，但是一些通用的概念类似于移动内存数据、调用子例程、返回等操作就更抽象了。具体的细节和架构相关，我们为这种不精确性道歉。