女主宣言

今天小編為大家分享一篇關(guān)于Golang循環(huán)匯編分析的文章，文章中介紹了golang循環(huán)的匯編層面的處理，通過分析，我們可以更了解循環(huán)的實(shí)現(xiàn)。希望能對(duì)大家有所幫助。

PS：豐富的一線技術(shù)、多元化的表現(xiàn)形式，盡在“ 3 60云計(jì)算 ”，點(diǎn)關(guān)注哦！

循環(huán)是編程中很強(qiáng)大的一個(gè)概念，而且非常容易處理。 但是，必須將其翻譯成機(jī)器可理解的基本指令。 它的編譯方式也可能影響標(biāo)準(zhǔn)庫中的其他組件。 讓我們開始分析一下范圍循環(huán) 。

1循環(huán)匯編

范圍循環(huán)可以迭代數(shù)組，切片或通道。下面函數(shù)展示了，對(duì)分片進(jìn)行循環(huán)并將數(shù)字相加：

func main() {
 l := []int{9, 45, 23, 67, 78}
 t := 0
 for _, v := range l {
 t += v
 }
 println(t)
}

執(zhí)行 go tool compile -S main.go 可以轉(zhuǎn)儲(chǔ)生成匯編代碼，下面為范圍循環(huán)的相關(guān)代碼。

0x0041 00065 (main.go:4) XORL AX, AX
0x0043 00067 (main.go:4) XORL CX, CX

0x0045 00069 (main.go:7) JMP 82
0x0047 00071 (main.go:7) MOVQ ""..autotmp_5+16(SP)(AX*8), DX
0x004c 00076 (main.go:7) INCQ AX
0x004f 00079 (main.go:8) ADDQ DX, CX
0x0052 00082 (main.go:7) CMPQ AX, $5
0x0056 00086 (main.go:7) JLT 71
0x0058 00088 (main.go:11) MOVQ CX, "".t+8(SP)

我們把指令分為兩部分：初始化及循環(huán)本身。最開始兩行指令用來初始化兩個(gè)寄存器為0。

0x0041 00065 (main.go:4) XORL AX, AX
0x0043 00067 (main.go:4) XORL CX, CX

寄存器AX包含循環(huán)中的當(dāng)前位置，而CX包含變量 t 的值。下面是帶有指令和通用寄存器的直觀表示：

該循環(huán)指令 JMP 82 開始，表示跳轉(zhuǎn)到指令82?？梢酝ㄟ^第二列來標(biāo)識(shí)此目標(biāo)指令：

下一條指令 CMPQ AX, $5 表示“比較寄存器AX和數(shù)值5”。它實(shí)際上是從AX中減去寄存器DX的值，并將結(jié)果存儲(chǔ)到另一個(gè)寄存器中?，F(xiàn)在，可以在下一條指令JLT 71中使用該值，該指令表示“如果小于0，則跳轉(zhuǎn)到指令71。”下面是更新后的圖：

如果條件不滿足，則程序?qū)⒉粫?huì)跳轉(zhuǎn)執(zhí)行循環(huán)后面的下一條指令。

因此，我們現(xiàn)在有了循環(huán)的結(jié)構(gòu)。下面是轉(zhuǎn)換回 Go 的循環(huán)：

goto end
start:
 ?
end:
 if i < 5 {
 goto start
 }

println(t)

該循環(huán)的主體是缺失的，下面是指令：

0x0047 00071 (main.go:7) MOVQ ""..autotmp_5+16(SP)(AX*8), DX
0x004c 00076 (main.go:7) INCQ AX
0x004f 00079 (main.go:8) ADDQ DX, CX

第一個(gè)指令 MOVQ ""..autotmp_5+16(SP)(AX*8), DX 表示“將內(nèi)存從源移動(dòng)到目標(biāo)”。由以下內(nèi)容組成：

• 片段 ""..autotmp_5+16(SP) 其中 SP 是堆棧指針（我們當(dāng)前的內(nèi)存棧幀），而 autotmp_* 是自動(dòng)生成的變量名稱。
• 偏移量8（在64位架構(gòu)上，int為8位）乘以寄存器AX的值，即循環(huán)中的當(dāng)前位置。
• 由寄存器DX表示的，目標(biāo)現(xiàn)在包含循環(huán)的當(dāng)前值。

然后，INCQ 代表“遞增”，并將遞增循環(huán)的當(dāng)前位置：

循環(huán)體的最后一條指令是 ADDQ DX, CX 表示“將DX添加到CX”。之前我們已經(jīng)看到DX包含循環(huán)的當(dāng)前值，而CX是包含變量 t 內(nèi)容的寄存器：

它將一直循環(huán)直到循環(huán)計(jì)數(shù)器到達(dá)5。然后，循環(huán)之后的指令顯示寄存器CX將其值移至 t ：

0x0058 00088 (main.go:11) MOVQ CX, "".t+8(SP)

這是處于最終狀態(tài)的圖：

我們還可以在Go中完成循環(huán)的翻譯：

func main() {
 l := []int{9, 45, 23, 67, 78}
 t := 0
 i := 0

 var tmp int

 goto end
start:
 tmp = l[i]
 i++
 t += tmp
end:
 if i < 5 {
 goto start
 }

 println(t)
}

為這個(gè)新程序生成匯編代碼，將提供完全相同的輸出。

2改進(jìn)

內(nèi)部轉(zhuǎn)換循環(huán)的方式可能會(huì)對(duì)其他功能（例如Go調(diào)度程序）產(chǎn)生影響。在Go 1.10之前，編譯的循環(huán)類似于以下代碼：

func main() {
 l := []int{9, 45, 23, 67, 78}
 t := 0
 i := 0

 var tmp int
 p := uintptr(unsafe.Pointer(&l[0]))

 if i >= 5 {
 goto end
 }
body:
 tmp = *(*int)(unsafe.Pointer(p))
 p += unsafe.Sizeof(l[0])
 i++
 t += tmp
 if i < 5 {
 goto body
 }
end:
 println(t)
}

這種實(shí)現(xiàn)方式的問題是，當(dāng)達(dá)到5時(shí)，指針p超過了分配的末尾。這個(gè)問題使循環(huán)不容易被搶占，因?yàn)樗闹黧w不安全。循環(huán)編譯的優(yōu)化確保它不會(huì)創(chuàng)建任何過去的指針。為準(zhǔn)備Go調(diào)度程序中的非合作式搶占而進(jìn)行了此改進(jìn)。

總結(jié)

以上所述是小編給大家介紹的匯編分析 Golang 循環(huán)，希望對(duì)大家有所幫助，也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持！

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