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 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 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 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。