/src/pkg/math/abs.go源碼閱讀兼談golang與彙編

開頭的碎碎念：

對接公眾平台的時候，開始有個字串排序，我接觸golang畢竟時間尚淺，很多東西都是能從網上找到就直接從網上找，結果就是找了好幾個範例程式碼都不好用，好容易一個好用的，從頭開始實現的，代碼太多了。我就想，google應該把這些玩意都封裝好了吧，不然一個新出的語言只有基礎文法，沒有強大的標準庫，誰用這玩意啊。也就是那時候第一次接觸src檔案夾，後來發現pkg裡的那些go檔案是絕好的學習資料。

那麼多檔案、檔案夾從哪開始看呢，我的原則，先找沒有依賴性的，也就是沒有import的，這麼尋摸著就找到了math檔案夾。笨方法，從a開始按順序來唄，這不就碰到了abs.go

難以理解的第12行：

// Copyright 2009 The Go Authors. All rights reserved.// Use of this source code is governed by a BSD-style// license that can be found in the LICENSE file.package math// Abs returns the absolute value of x.//// Special cases are://    Abs(±Inf) = +Inf//    Abs(NaN) = NaNfunc Abs(x float64) float64func abs(x float64) float64 {    switch {    case x < 0:        return -x    case x == 0:        return 0 // return correctly abs(-0)    }    return x}

孤零零的一行，一個方法聲明，別的啥都沒有，完全不解其意。

下面那個abs()不用我說了吧，很簡單的，取絕對值。

不管了，先到math檔案夾看看，abs_386.s、abs_amd64.s、abs_arm.s有這三個檔案估計跟那行不知道哪來的代碼有關係，.s結尾的，組合語言檔案，繼續發動google的威力，golang、彙編混編，如此便找到了http://www.mikespook.com/2013/02/%E7%BF%BB%E8%AF%91go-%E5%92%8C%E6%B1%87%E7%BC%96/

讓程式跑起來：

先讓這段程式跑起來吧，因為我的機器是64位的，所以我把abs.go、abs_amd64.s兩個檔案拷貝到別處，abs.go的包改成了mymath，另外寫了一個簡單的測試程式

package mainimport(    "fmt"    "mymath")func main(){    fmt.Println(mymath.Abs(-12.00))}

在/pkg/tool/windows_amd64下有很多有用的工具，6g、6l啥的，不過常用的都被go命令給封裝了，直接go build、go install等命令就解決了。

涉及到彙編的，主要是6a，上面的代碼按如下順序編譯：

6a abs_amd64.s（產生abs_amd64.6）

6g –o _go_.6 abs.go（產生_go_.6）

pack grc abs.a  _go_.6 abs_amd64.6（產生abs.a）

本來是想直接讓主程式調用目錄下的庫的，import “./mymath”，不過，windows下提示出錯import path contains invalid characte ‘:’:”c:/xxx/xxx”，所以只得將abs.a扔到pkg/windows_amd64檔案夾中。

剩下的就是：

6g test.go（產生test.6）

6l test.6（產生6.out.exe）

從簡單的golang編譯器自動產生的彙編入手：

先看一個新的命令，golang編譯器自動產生彙編中間代碼的命令，go tool 6g –S XXX.go，其實上面的那些命令也都可以用go tool XXX來代替，go命令把那些命令都封裝進去了。

來個最簡單的代碼吧：

package asmfunc Asm(i int)int{    return i}

go tool 6g –S asm.go：

--- prog list "Asm" ---0000 (asm.go:3) TEXT    Asm+0(SB),$0-160001 (asm.go:3) LOCALS  ,$00002 (asm.go:3) TYPE    i+0(FP){int},$80003 (asm.go:3) TYPE    ~anon1+8(FP){int},$80004 (asm.go:4) MOVQ    i+0(FP),BX0005 (asm.go:4) MOVQ    BX,~anon1+8(FP)0006 (asm.go:4) RET     ,

plan9彙編，文法跟AT&T頗為類似，傳值是前面是源，後面是目的，這點跟masm、nasm啥的都是反的。

000行：TEXT相當於定義了一個函數，Asm函數名，+0(SB)golang產生的都有這玩意；$0-16，經過我的反覆嘗試，起碼對於int、float64這兩者而言，是(參數個數+傳回值個數)*8（這都是我自己驗證的，沒啥科學依據，相關文檔我也翻閱過一些，不過鳥語不過關，將把能看懂的東西裡沒有我需要的，大膽假設，小心論證現在還做不到）。

001行：我估計是執行指令的位置，不過這都不重要，關鍵是後頭的。

002、003行：i是變數名，~anon1其實也是變數名（系統自動產生的）

稍微修改下

func Asm(i int) (j int){    j=i    return}

則003行，就變成了j+8(FP)

至於0(FP)、8(FP)，對於int來說，每個數字佔8個位元組（64位下），所以傳入的參數，第一個就是+0(FP)，第二個+8(FP)，第三個+16(FP)，第四個+24(FP)…

傳回值，如果有多個傳回值，第一個+(8+最後一個傳入參數的數值)(FP)，後面都是依次+8

{int}標明了資料類型，$8表明佔據8個位元組

004行：將參數值傳給寄存器BX，MOVQ，傳遞四字

005行：將BX中的值傳給傳回值

006行：RET

看看float64又是啥樣的：

package asmfunc Asm(f float64)float64{    return f}

--- prog list "Asm" ---0000 (asm.go:3) TEXT    Asm+0(SB),$0-160001 (asm.go:3) LOCALS  ,$00002 (asm.go:3) TYPE    i+0(FP){int},$80003 (asm.go:3) TYPE    ~anon1+8(FP){float64},$80004 (asm.go:4) MOVQ    i+0(FP),X00005 (asm.go:4) MOVQ    X0,~anon1+8(FP)0006 (asm.go:4) RET     ,

可以看出與前面用int去嘗試大致相同，只是BX寄存器變成了X0，可以推測X0就是浮點數寄存器，有X0，大膽推測會有X1、X2、X3…

試試吧

package asmfunc Asm(f1,f2 float64) float64{    return f1+f2}

--- prog list "Asm" ---0000 (asm.go:3) TEXT    Asm+0(SB),$0-240001 (asm.go:3) LOCALS  ,$00002 (asm.go:3) TYPE    f1+0(FP){float64},$80003 (asm.go:3) TYPE    f2+8(FP){float64},$80004 (asm.go:3) TYPE    ~anon2+16(FP){float64},$80005 (asm.go:4) MOVSD   f1+0(FP),X00006 (asm.go:4) MOVSD   f2+8(FP),X10007 (asm.go:4) ADDSD   X1,X00008 (asm.go:4) MOVSD   X0,~anon2+16(FP)0009 (asm.go:4) RET     ,

abs_amd64.s：

// Copyright 2010 The Go Authors.  All rights reserved.// Use of this source code is governed by a BSD-style// license that can be found in the LICENSE file.// func Abs(x float64) float64TEXT ·Abs(SB),7,$0        MOVQ   $(1<<63), BX        MOVQ   BX, X0 // movsd $(-0.0), x0        MOVSD  x+0(FP), X1    ANDNPD X1, X0    MOVSD  X0, ret+8(FP)    RET

折騰一番終於到這了。

第一行就當固定格式吧，函數名替換下就好。

MOVQ   $(1<<63), BXMOVQ   BX, X0

1右移動63位，傳給X0，此時X0二進位表示是1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

MOVSD  x+0(FP), X1

MOVSD移動標量雙精確度浮點值，將參數x的值傳給X1

ANDNPD X1, X0

ANDNPD壓縮雙精確度浮點值邏輯位與非，將目標運算元的取反，再與源運算元執行邏輯位“與”操作，結果儲存到目標運算元

即對X0取反，再與X1相與，最後結果儲存到X0中

以上操作所完成的也就是將符號位置0，由此完成取絕對值的任務。