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;elsereturn 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, -8movl  8(%esp), %ecxmovl   12(%esp), %edxmovl  %edx, %eaxsubl  %ecx, %eaxmovl  %ecx, %ebxsubl  %edx, %ebxcmpl  %edx, %ecxcmovge    %ebx, %eaxpopl  %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_startprocmovl  4(%esp), %eax   //get xleal 3(%eax), %edx   //temp = x+3testl %eax, %eax  cmovs   %edx, %eax  //if(x < 0) x = tempsarl    $2, %eax    // return x >> 2ret.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 -2cout << (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_startprocmovl  4(%esp), %edx   //get nmovl $1, %eax        //set result=1
.L2:imull   %edx, %eax      // result *= nsubl $1, %edx        //n--cmpl   $1, %edx        //compare n-1jg .L2             //if(n>1): goto .L2repret.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_startprocmovl  4(%esp), %eaxmovl   8(%esp), %edxsubl   $100, %edxcmpl  $6, %edxja  .L8jmp  *.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 *= 13leal  (%eax,%eax,2), %edx   // get 3*xleal    (%eax,%edx,4), %eax   //get x+4*(3x)= 13*xret
.L4:                                     //case 102: result += 10addl $10, %eax
.L5:                                     //case 103: result += 11addl $11, %eaxret
.L6:                                     //case 104/106: result *= resultimull %eax, %eaxret
.L8:                                     //default: result = 0movl $0, %eaxret.cfi_endproc