用g++ -Og -S -masm=intel name.c 可以生成intel格式的汇编代码，-S是生成汇编代码，-Og是省去不重要的部分，如果不加这个，可能5条指令要变成十多条指令

-fno-if-conversion 分支语句不要采用条件传输的方式，条件跳转的方式

-g debug

objdump -d 反汇编

gdb 调试 b+ 标号 设置断点 info register 查看寄存器 r 执行到断点出

n（next） 执行下一条命令

gdb调试更多可看

mov 移动指令

格式： movq a,b

a是原操作数，b是目标操作数

这个指令中的q代表的是64位

长度 类型 别名 缩写
1 char byte b
2 short word w
4 int double word（long word） l
8 long quad word q
8 char* quad word q
4 float … s
8 double … l
源操作数 目标操作数
立即数（idata) 寄存器 ，地址
寄存器 寄存器，地址
地址 寄存器
操作数 符号
立即数 $
寄存器 %
地址 （）
地址中数据 不加任何符号

例：

movq $2,%rax
movq %rax,%rbx
movq (%rax),%rbx

注意；

  • 当源操作数为地址的时候，目标操作数不能也是地址，因为一定要通过cpu进行调控，从地址到地址代表没有经过cpu（解释是这样，但我觉得不太合理）
  • 立即数不能为8字节，使用 movabsq 可以让立即数为8字节
  • 地址都是8字节，也就是上面的char*
  • 如果把一个32位数给64位寄存器，那么高三十二位自动变成0.但是如果是16位或者8位的话高位不会改变

例如：

movabsq $0x0011223344556677,%rax

movq $-1,%rax

%rax= 00000000ffffffff

地址的写法

地址可以写为一个四元组 A（寄存器1，寄存器2，B）

这个四元组其实是 寄存器1+B*寄存器2+A

其中B可以是1,2,4,8。从数组的角度来看，寄存器1相当于起始地址，寄存器2相当于偏移地址，B是一个数据的字节数

同时 64位寄存器前缀是r，三十二位前缀是e，16位没有前缀，8位后面是l和h

例：

rax
eax
ax
al
ah

强制类型转换

格式 movzab

a代表原格式，b代表现格式，一般是从小的转换成大的。而z代表多的位补0

例： movzlq

特殊形式： cltq 把32位寄存器扩展到64位并且赋值给自己，

movsab 有符号扩展，最高位为1那么扩展出来的位全是1。

leaq 地址转移

格式 leaq 地址，寄存器

看起来与mov没什么区别，但是mov中的地址是要取地址中的数，而这里的地址只是把对应地址给寄存器

例如： leaq (%rax,%rbx,4),%rdx 这条指令类似于把数组中某一元素的地址给了rdx

它还可用来求值

例如 要求x* 12

int mul(int x)
{
   leaq (%rdi,%rdi,2),%rax
   salq %rax,2//左移指令
   return x;
}

这段代码只要看中间两条指令就可以了，leaq 中的数运算之后是3rdi，然后左移两位就是12了。

但是这条指令不会判断溢出，且不会改变标志寄存器

比较指令

这里涉及到标志寄存器，在前面一篇博客中已经提到

cmpq 比较指令

textq 与比较

textq b a 把a与b相与，不改变a和b的值，只会改变标志寄存器中的zf和sf。

这个指令通常用来判断某一位是否是1，例如 textq a,0x1 ，如果最低位为1，那么zf就是0，说明最低位是1

标志寄存器的访问
操作名 含义 描述
sete ZF Equal
setne ~ZF not equal
sets SF sign
setns ~SF
setg ~(SF^OF)&~ZF greater 有符号数
setge ~(SF^OF) 大于等于
setl (SF^OF) less
setle … 小于等于
seta ~CF&~ZF above 无符号数
setb CF below 小于

这些指令都是返回到8位寄存器上，将高七位置0，最低位依据含义所进行的运算来判断是0还是1

之后可以 movzbl %al,%eax，这时高三十二位也会被清零

跳转指令

前面博客中也已谈到过

这里再补充jg和gb等，其实就是上面同样的模式

此外，由于是64位系统，没有cs寄存器，且intel使用cisc指令集，所以会自动根据指令长度进行判断用多少位长来储存位移

此外 x86 64位系统中 还提供了一种 jmp *(%rax) 也就是把rax作为地址，取内存中的内容

条件跳转指令

格式： cmov +后缀 a b，后缀格式就是前面set的格式

作用: 如果满足条件，则把a赋值给b，如果不满足，则不做处理

现代编译器在遇到分支语句时会尽量用条件跳转的格式执行，因为cpu采用了流水线作业的模式（就是一次提前搬运多条指令） 但是条件跳转指令会使流水线停止运行，而流水线可以明显增加cpu速度。

条件跳转的格式就是先把 if 和else的内容都计算出来，然后在最后用条件跳转指令进行比较。

例如

int a;
if(x>y)
{
    a=x-y;
}
else
{
    a=y-x;
}
汇编模式
movq %rdi,%rax
subq %rsi,%rax
movq %rsi,%rdx
subq %rdi,%rdx
cmovle %rdx,%rax

可以看出，用条件跳转模式会多计算一些指令，不会破坏流水线，如果在流水线上减少的时间大于多进行指令所消耗的时间，那么用条件跳转指令比较合适。反之，直接用条件指令。

下列几种情况不适合用条件跳转指令

  1. 分支语句计算量大（执行时间过多，划不来）
  2. 在要判断是否可以运算的情况，例如 var=p ？*p ： 0，这条语句意思是如果p不为空指针那么将p的内容赋给var，否则赋0.但是如果用条件跳转会出错，因为空指针不能取值
  3. 计算可能产生副作用（即前后两个分支之间会产生影响）。例如 var=x>0 ? x*=3 : x+=6,这个分支前面对后面会产生影响，因此不能简单粗暴的直接条件跳转

循环语句

  • do-while循环

do-while循环用goto语句表达成

loop:
statement;
if(x) goto loop;

这段代码便是先执行，后比较。很容易就可以转化成汇编。goto可以用条件转移指令代替。

  • while循环

while循环有两种形式，第一种是在最开始进行一次跳转，如果符合则进入循环，不符合则退出

if(!x) goto done;
loop:
statement;
if(x) goto loop;
done:

第二种是先跳过第一次循环直接进行判断。
goto test;
loop:
statement;
test:
if(x) goto loop;

由于cpu流水线的限制，两条连续的跳转指令会减慢cpu运行的速度，因此最好采用第一种办法（虽然代码多）

  • for循环

for(init; test; update)

可以转化成

init;
while(test)
{
  statement;
  update;
}

再然后就可以变成汇编代码

switch 汇编实现

首先要了解条件语句和switch的区别，if语句要从上倒下一条一条判断，如果数量多的话时间开销大。而switch是根据标号直接跳转，无论要跳转到哪一个时间开销都一定。

内存中实际上在编译时已经设定了一个跳转表，这个跳转表的标号是一个固定的地址，不能被改变，这个标号内的数据就是每一条指令的跳转地址，而且是8字节。

因此跳转语句可以这样写: jmp .L4(,%rdi,8)

其中.L4代表的是跳转表的标号（不一定是这个名字，举个例子）而rdi就是switch中的x，

如果标号很大，例如10000甚至1000000开始的时候，如果把前面的查找表一个个全部设置出来，空间开销会很大，所以编译器会先自动的减去一个数使他处于较小的范围，但是这种情况只适用于数据密集的情况。

如果数据稀疏例如一个是1一个是10000，这个时候偏移也不行了，只有通过先排序再二分搜索来查找标号，这个复杂度是logn

杂项

  • inc 自增
  • dec 自减
  • neg 取负 -x
  • not 取非 ~x
  • imul 乘
  • xor 异或
  • or 或
  • and 与
  • sal shl 左移
  • sar 算数右移
  • shr 逻辑右移