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我写了这个简单的 C 代码

int main()
{
    int calc = 2+2;
    return 0;
}

我想看看它在汇编中的样子，所以我用gcc

$ gcc -S -o asm.s test.c

结果是~65行（Mac OS X 10.8.3），我只发现这些是相关的：

在此处输入图像描述

2+2在这段代码中我在哪里寻找我的？

编辑：

问题的一部分尚未解决。

如果%rbp, %rsp, %eax是变量，在这种情况下它们获得什么值？

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6 回答 6

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你得到的几乎所有代码都只是无用的堆栈操作。优化 ( gcc -S -O2 test.c) 你会得到类似的东西

main:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    xorl    %eax, %eax
    ret
    .cfi_endproc
.LFE0:

忽略以点开头或以冒号结尾的每一行：只有两个汇编指令：

    xorl %eax, %eax
    ret

他们编码return 0;. （将寄存器与自身进行异或会将其设置为所有位为零。函数返回值%eax根据 x86 ABI 进入寄存器。）与您有关的所有int calc = 2+2;内容都已被丢弃为未使用。

如果您将代码更改为

int main(void) { return 2+2; }

你会得到

    movl $4, %eax
    ret

其中 4 来自编译器自己做加法，而不是让生成的程序做它（这称为常量折叠）。

也许更有趣的是，如果您将代码更改为

int main(int argc, char **argv) { return argc + 2; }

然后你得到

    leal    2(%rdi), %eax
    ret

这是在运行时做一些真正的工作！在 64 位 ELF ABI 中，%rdi保存函数的第一个参数，argc在这种情况下。 leal 2(%rdi), %eax"" 是 x86 汇编语言，%eax = %edi + 2这样做主要是因为更熟悉的add指令只需要两个参数，所以你不能用它来加 2%rdi并将结果%eax全部放在一条指令中。%rdi（暂时忽略和之间的区别%edi。）

于 2013-09-16T17:40:20.393 回答
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编译器确定2+2 = 4并内联它。常量存储在第 10 行（第 10 行$4）。要验证这一点，请将数学更改为2+3，您将看到$5

编辑：至于寄存器本身，%rsp是堆栈指针，%rbp是帧指针，%eax是通用寄存器

于 2013-09-16T17:30:53.120 回答
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您的程序没有可观察到的行为，这意味着在一般情况下，编译器可能根本不会为它生成任何机器代码，除了一些旨在确保将零返回到调用环境的最小启动包装指令。至少将您的变量声明为volatile. 或者在评估它之后打印它的值。或从main.

另请注意，在 C 语言中，2 + 2有资格作为整数常量表达式。这意味着不仅允许编译器，而且实际上还需要在编译时知道该表达式的结果。考虑到这一点，期望编译器2 + 2在编译时知道最终值（即使您完全禁用优化）时在运行时进行评估是很奇怪的。

于 2013-09-16T17:56:54.593 回答
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下面是对汇编代码的解释：

pushq    %rbp

这会将帧指针的副本保存在堆栈上。函数本身不需要这个；它在那里，以便调试器或异常处理程序可以在堆栈上找到帧。

movq     %rsp, %rbp

这通过将帧指针设置为指向当前栈顶来开始一个新帧。同样，该功能不需要这个；维护适当的堆栈是家务。

mov      $4, -12(%rbp)

这里编译器初始化calc为 4。这里发生了几件事。首先，编译器自己评估2+2并在汇编代码中使用结果 4。在执行程序中不进行算术运算；它是在编译器中完成的。其次，calc已分配到帧指针下方 12 个字节的位置。（这很有趣，因为它也在堆栈指针下方。该架构的 OS X ABI 在堆栈指针下方包含一个允许程序使用的“红色区域”，这是不寻常的。）第三，程序显然是在没有优化。我们知道，因为优化器会识别出这段代码没有任何作用和无用，所以它会删除它。

movl     $0, -8(%rbp)

此代码将 0 存储在编译器为准备返回值而预留的位置main。

movl     -8(%rbp), %eax
movl     %eax, -4(%rbp)

这会将数据从准备返回值的位置复制到临时处理位置。这比之前的代码更没用，强化了没有使用优化的结论。这看起来像我期望的负面优化级别的代码。

movl     -4(%rbp), %eax

这会将返回值从临时处理位置移动到返回给调用者的寄存器。

popq      %rbp

这将恢复帧指针，从而从堆栈中删除先前推送的帧。

ret

这使程序摆脱了痛苦。

于 2013-09-16T18:50:41.170 回答
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编译器对其进行了优化，它预先计算了答案并设置了结果。如果您想看到编译器进行添加，那么您不能让它“看到”您提供给它的常量

如果您将此代码全部编译为对象（gcc -O2 -c test_add.c -o test_add.o），那么您将强制编译器生成添加代码。但操作数将是寄存器或堆栈上。

int test_add ( int a, int b )
{
   return(a+b);
}

然后，如果您从单独源中的代码（gcc -O2 -c test.c -o test.o）中调用它，那么您将看到两个操作数被强制进入函数。

extern int test_add ( int, int );
int test ( void )
{
     return(test_add(2,2));
}

你可以反汇编这两个对象（objdump -D test.o，objdump -D test_add.o）

当你在一个文件中做这么简单的事情时

int main ( void )
{
     int a,b,c;
     a=2;
     b=2;
     c=a+b;
     return(0);
}

编译器可以将您的代码优化为几个等价物之一。我在这里的例子什么都不做，数学和结果没有目的，它们没有被使用，所以它们可以简单地作为死代码删除。您的优化做到了这一点

int main ( void )
{
     int c;
     c=4;
     return(0);
}

但这也是对上述代码的完美优化

int main ( void )
{
    return(0);
}

编辑：

calc=2+2 在哪里？

我相信

movl $4,-12(%rbp)

是 2+2 吗（答案被计算出来并简单地放在堆栈上的 calc 中。

movl $0,-8(%rbp)

我假设是你 return(0); 中的 0；

将两个数字相加的实际数学进行了优化。

于 2013-09-16T18:16:13.057 回答
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我猜第 10 行，他优化了，因为一切都是常数

于 2013-09-16T17:31:09.853 回答