c语言控制语句对应的汇编语句代码

 

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1、if-then
if-then语句的通用形式为：
    if (test-expr)
        then-statement
    else
        else-statement
    这里的test-expr是整型表达式，它的取值为0或者为非0。
if-then语句对应的汇编实现形式为：
    t = test-expr;
    if (t)
        goto true;
        else-statement
        goto done;
    ture:
        then-statement
    done:
       
下面通过一个例子说明：
/* $begin absdiff-c */
int absdiff(int x, int y)
{
    if (x < y)
    return y - x;
    else
    return x - y;
}
/* $end absdiff-c */
查看gcc生成的汇编代码可以看到如下代码：
        movl    8(%ebp), %edx        ;x->edx
        movl    12(%ebp), %eax    ;y->eax
        cmpl    %eax, %edx            ;x-y
        jge     .L2                    ;if(x>=y) then goto .L2
        popl    %ebp                    ;reset frame pointer
        subl    %edx, %eax            ;then-statement(take care!)
        ret                                ;return (always put the return value in eax)
        .p2align 4,,7                ;why? I don't know!
.L2:                                        ;else-part
        popl    %ebp                    ;reset frame pointer
        subl    %eax, %edx            ;else-statement
        movl    %edx, %eax           
        ret                                ;return
2、do-while
do-while语句的通用形式为：
    do
        body-statement
        while(test-expr);
注意：body-statement至少执行一次。
该语句对应的汇编实现形式为：
    loop:
        body-statement
        t = test-expr;
        if(t)
            goto loop;
下面通过一个例子加深理解：
/* $begin fibdw-c */
int fib_dw(int n)
{
    int i = 0;
    int val = 0;
    int nval = 1;

    do {
    int t = val + nval;
    val = nval;
    nval = t;
    i++;
    } while (i < n);

    return val;
}
/* $end fibdw-c */
查看其对应的汇编代码如下：
        subl    $16, %esp            ;for local variables:t->nval->val->i
        movl    $0, -16(%ebp)        ;i = 0
        movl    $0, -12(%ebp)        ;val = 0
        movl    $1, -8(%ebp)        ;nval = 1
.L2:
        movl    -8(%ebp), %eax    ;nval->eax
        addl    -12(%ebp), %eax    ;val+nval->eax
        movl    %eax, -4(%ebp)    ;eax->t
        movl    -8(%ebp), %eax    ;nval->eax
        movl    %eax, -12(%ebp)    ;eax->val
        movl    -4(%ebp), %eax    ;t->eax
        movl    %eax, -8(%ebp)    ;eax->nval
        addl    $1, -16(%ebp)        ;i++
        movl    -16(%ebp), %eax    ;i->eax
        cmpl    8(%ebp), %eax        ;i-n
        jl      .L2                    ;if (i<n) then goto .L2
        movl    -12(%ebp), %eax    ;return val
3、while语句
while语句的通用形式为：
    while(test-expr)
        body-statement
直接翻译成使用goto语句的形式为：
    loop:
        t = test-expr;
        if(!t)
            goto done;
        body-statement
        goto loop
    done:
由于这样的翻译要求内循环，大多说c编译器将这段代码转换成do-while循环。
    t = test-expr   
    if(!t)
        goto done;
    loop:
        body-statement
        t = test-expr;
        if(t)
        goto loop;
    done:
或者：
        goto L
    loop:
        body-statement
    L:
        t = test-expr
        if(t)
            goto loop

举个例子：
/* $begin fibw-c */
int fib_w(int n)
{
    int i = 1;
    int val = 1;
    int nval = 1;

    while (i < n) {
    int t = val+nval;
    val = nval;
    nval = t;
    i++;
    }

    return val;
}
/* $end fibw-c */
对应的汇编代码如下：
        subl    $16, %esp            ;for local variables:t->nval->val->i
        movl    $1, -16(%ebp)        ;i = 1
        movl    $1, -12(%ebp)        ;val = 1
        movl    $1, -8(%ebp)        ;nval = 1
        jmp     .L6                   
.L7:                                        ;body-statement
        movl    -8(%ebp), %eax    ;nval->eax   
        addl    -12(%ebp), %eax    ;nval+val->eax
        movl    %eax, -4(%ebp)    ;eax->t
        movl    -8(%ebp), %eax    ;nal->eax
        movl    %eax, -12(%ebp)    ;eax->val
        movl    -4(%ebp), %eax    ;t->eax
        movl    %eax, -8(%ebp)    ;eax->nval
        addl    $1, -16(%ebp)        ;i++
.L6:
        movl    -16(%ebp), %eax    ;i->eax
        cmpl    8(%ebp), %eax        ;i-n
        jl      .L7                    ;if(i<n) goto .L7
        movl    -12(%ebp), %eax    ;return value
4、for语句
for语句的通用形式为：
    for(init-expr;test-expr;update-expr)
        body-statement
for语句的语义可以用while语句表示：
    init-expr;
    while (test-expr) {
        body-statement
        update-expr;
    }
这样就可以根据前面的while语句的翻译来实现for语句的翻译：
init-expr;
goto L;
loop:
    body-statement
    update-expr;
L:
    t = test-expr;
    if(t)
        goto loop
for example:
/* $begin fibf-c */
int fib_f(int n)
{
    int i;
    int val = 1;
    int nval = 1;

    for (i = 1; i < n; i++) {
    int t = val+nval;
    val = nval;
    nval = t;
    }

    return val;
}
/* $end fibf-c */
对应汇编代码：
          subl    $16, %esp            ;for local variables
        movl    $1, -12(%ebp)        ;val=1
        movl    $1, -8(%ebp)        ;nval=1
        movl    $1, -16(%ebp)        ;init-expr
        jmp     .L16                    ;goto L
.L17:
        movl    -8(%ebp), %eax    ;body-statement starts
        addl    -12(%ebp), %eax
        movl    %eax, -4(%ebp)
        movl    -8(%ebp), %eax
        movl    %eax, -12(%ebp)
        movl    -4(%ebp), %eax
        movl    %eax, -8(%ebp)    ;body-statement ends
        addl    $1, -16(%ebp)        ;update-expr
.L16:
        movl    -16(%ebp), %eax    ;if(i<n) goto .L17
        cmpl    8(%ebp), %eax
        jl      .L17
        movl    -12(%ebp), %eax    ;reture val
5、switch语句
switch语句提供了根据一个整型索引值进行多重分支的能力。它不但提供了c代码的可读性，而且使用一种称为跳转表的数据结构使得实现更加高效。下面通过例子说明：
/* $begin switch-c */
int switch_eg(int x)
{
    int result = x;

    switch (x) {

    case 100:
    result *= 13;
    break;

    case 102:
    result += 10;
    /* Fall through */

    case 103:
    result += 11;
    break;

    case 104:
    case 106:
    result *= result;
    break;

    default:
    result = 0;      
    }

    return result;
}
/* $end switch-c */
这个程序不用说，谁都看的懂，下面主要看它所对应的汇编代码：
        movl    8(%ebp), %eax                ;x->eax
        leal    -100(%eax), %edx            ;x-100->edx
        cmpl    $6, %edx                    ;if(x-100>6) goto .L2(default case)
        ja      .L2
        jmp     *.L7(,%edx,4)                ;redirect jump to .L7+4*edx(goto .L7[edx])
        .section        .rodata
        .align 4
        .align 4
.L7:
        .long   .L3                            ;case 100
        .long   .L2                            ;default case
        .long   .L4                            ;case 102
        .long   .L5                            ;case 103
        .long   .L6                            ;case 104
        .long   .L2                            ;default case
        .long   .L6                            ;case 106
        .text
        .p2align 4,,7
.L2:                                                ;default case
        popl    %ebp                            ;result = 0;
        xorl    %eax, %eax
        ret
.L3:                                                ;case 100
        popl    %ebp                            ;result *= 1300 => result = 1300
        movl    $1300, %eax               
        .p2align 4,,6
        ret
.L6:                                                ;case 104,106
        imull   %eax, %eax                    ;result = result^2
        popl    %ebp
        .p2align 4,,4
        ret
.L5:                                                ;case 103
        popl    %ebp                            ;result += 11
        movl    $114, %eax   
        .p2align 4,,4
        ret
.L4:                                                ;case 102
        popl    %ebp                            ;result += 10   
        movl    $123, %eax                    ;result += 11
        .p2align 4,,4
        ret
其中.L7执行的内存空间内存放的就是跳转表，它是一个数组，表项i(.L2--.L6)是一个代码段的地址，这个代码实现的是当开关索引值等于i时程序应该采取的动作。程序代码用开关索引值来执行一个跳转表内的数组引用，确定跳转指令的目标。和使用很长的if-else语句相比，使用跳转表的优点是执行开关语句的时间与开关情况的数量无关。GCC根据开关情况的数量和开关情况值的稀疏程度来翻译开关语句。当开关情况数量比较多，并且值的范围跨度比较小时，就会使用跳转表。

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