彙編實現的動態棧

彙編實現的動態棧

　　這一篇就是實現 d_printf，廢話不多說，直接上代碼。由於 VC 的內聯彙編還是比較清晰，那就先貼 VC 版的。

一、d_printf VC版

#include <stdio.h>

void d_printf(const char *fmt, int n, int a[])
{
    static int size1, size2;
    static const char *fmt_copy;

    size1 = 4*n;        // 可變參數的空間大小
    size2 = size1 + 4;  // 還有 fmt 指針4字節, 恢復 esp 時用
    fmt_copy = fmt;

    __asm{
        // 保護要修改的 ecx/esi/edi 寄存器
        push ecx
        push esi
        push edi

        // 給 ecx/esi/edi 賦值
        mov ecx, n  // movsd 的執行次數
        mov esi, a  // a -> esi
        sub esp, size1
        mov edi, esp    // esp - size1 -> edi

        rep movsd       // n 次4字節拷貝
        push fmt_copy   // 壓棧格式串(字符串指針)
        call printf

        add esp, size2  // 恢復棧
        // 恢復各個寄存器
        pop edi
        pop esi
        pop ecx
    }
}

int main()
{
    char fmt[1024]; // 格式串
    char c;         // 額外讀取一個字符
    int a[1024];    // 存讀到的整數
    int i;

    while(EOF != scanf("%s%c", fmt, &c)) // 讀到 EOF 就結束
    {
        if(c == '\n') // 格式串後沒有數字
        {
            printf("%s\n\n", fmt); // 直接打印, 不用 d_printf
            continue;
        }

        // 循環讀取各個整數
        i = 0;
        do
        {
            scanf("%d%c", &a[i++], &c);
        }while(c != '\n');

        // 調用 d_printf, i 剛好是輸入的整數的個數
        d_printf(fmt, i, a);
        printf("\n\n"); // 補個換行比較好看O(∩_∩)O~
    }
}

二、d_printf gcc 版（main 函數跟 VC 版的一樣）

#include <stdio.h>

void d_printf(const char *fmt, int n, int a[])
{
    int d0, d1, d2;

    static int size1, size2;
    static const char *fmt_copy;

    size1 = 4*n;        // 可變參數的空間大小
    size2 = size1 + 4;  // 還有 fmt 指針4字節, 恢復 esp 時用
    fmt_copy = fmt;

    asm volatile(
        "subl %6, %%esp\n\t"
        "movl %%esp, %%edi\n\t"
        "rep ; movsl\n\t"
        "pushl %3\n\t"
        "call printf\n\t"
        "addl %7, %%esp"
        : "=&S"(d0), "=&D"(d1), "=&c"(d2)
        : "m"(fmt_copy), "0"(a), "2"(n), "m"(size1), "m"(size2));
}

int main()
{
    char fmt[1024]; // 格式串
    char c;         // 額外讀取一個字符
    int a[1024];    // 存讀到的整數
    int i;

    while(EOF != scanf("%s%c", fmt, &c)) // 讀到 EOF 就結束
    {
        if(c == '\n') // 格式串後沒有數字
        {
            printf("%s\n\n", fmt); // 直接打印, 不用 d_printf
            continue;
        }

        // 循環讀取各個整數
        i = 0;
        do
        {
            scanf("%d%c", &a[i++], &c);
        }while(c != '\n');

        // 調用 d_printf, i 剛好是輸入的整數的個數
        d_printf(fmt, i, a);
        printf("\n\n"); // 補個換行比較好看O(∩_∩)O~
    }
}

三、運行效果

　　linux 中的運行效果如下：

[lqy@localhost temp]$ ./d_printf 
nospaceword
nospaceword

%X 256
100

%d+%d=%d 1 2 3
1+2=3

>%3d>%03d> 3 3
>  3>003>

>%3d>%-3d> 3 3
>  3>3  >

[lqy@localhost temp]$ 

　　最後輸入 EOF 結束：Ctrl + D（linux）、Ctrl + Z （windows）。由於轉義符是編譯時處理的，printf 是不管的，所以\n什麼的在這裏不管用^_^。

四、爲什麼用 static

　　d_printf 中爲什麼將 size1、size2、fmt_copy 聲明爲 static 變量呢？

1. 不能用寄存器。size2 是在 call printf 之後使用的， 但是後來我發現 printf 執行完後改動了好幾個寄存器的值，所以如果將 size2 保存到某個寄存器中是不行的（難怪C語言喜歡內存，寄存器太不可靠了o(╯□╰)o）。
2. 不能用局部變量。不讓用寄存器就用內存唄！ 但是我們要自主修改 esp，而局部變量有可能是通過 esp+常量偏移 定位的 （如果是用 ebp+常量偏移（VC一般這麼用）定位的就沒問題），所以 subl %6, %%esp 之後 到 addl %7, %%esp 之前都不能使用局部變量，否則會定位錯誤。所以才使用 static 變量， 因爲 static 變量是用絕對地址定位的，跟 esp 毫無關係。

五、使用內聯彙編的建議

1. 不要用。
2. 如果非得用的話，儘量用 C 語言實現+-*/，如 d_printf 中給 size1、size2 賦值；內聯彙編只實現不得不用的部分（內聯彙編一般都短小精悍）。

《解剖C語言》就此完結。