汇编实现的动态栈

汇编实现的动态栈

　　这一篇就是实现 d_printf，废话不多说，直接上代码。由于 VC 的内联汇编还是比较清晰，那就先贴 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;        // 可变参数的空间大小
    size2 = size1 + 4;  // 还有 fmt 指针4字节, 恢复 esp 时用
    fmt_copy = fmt;

    __asm{
        // 保护要修改的 ecx/esi/edi 寄存器
        push ecx
        push esi
        push edi

        // 给 ecx/esi/edi 赋值
        mov ecx, n  // movsd 的执行次数
        mov esi, a  // a -> esi
        sub esp, size1
        mov edi, esp    // esp - size1 -> edi

        rep movsd       // n 次4字节拷贝
        push fmt_copy   // 压栈格式串(字符串指针)
        call printf

        add esp, size2  // 恢复栈
        // 恢复各个寄存器
        pop edi
        pop esi
        pop ecx
    }
}

int main()
{
    char fmt[1024]; // 格式串
    char c;         // 额外读取一个字符
    int a[1024];    // 存读到的整数
    int i;

    while(EOF != scanf("%s%c", fmt, &c)) // 读到 EOF 就结束
    {
        if(c == '\n') // 格式串后没有数字
        {
            printf("%s\n\n", fmt); // 直接打印, 不用 d_printf
            continue;
        }

        // 循环读取各个整数
        i = 0;
        do
        {
            scanf("%d%c", &a[i++], &c);
        }while(c != '\n');

        // 调用 d_printf, i 刚好是输入的整数的个数
        d_printf(fmt, i, a);
        printf("\n\n"); // 补个换行比较好看O(∩_∩)O~
    }
}

二、d_printf gcc 版（main 函数跟 VC 版的一样）

#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;        // 可变参数的空间大小
    size2 = size1 + 4;  // 还有 fmt 指针4字节, 恢复 esp 时用
    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;         // 额外读取一个字符
    int a[1024];    // 存读到的整数
    int i;

    while(EOF != scanf("%s%c", fmt, &c)) // 读到 EOF 就结束
    {
        if(c == '\n') // 格式串后没有数字
        {
            printf("%s\n\n", fmt); // 直接打印, 不用 d_printf
            continue;
        }

        // 循环读取各个整数
        i = 0;
        do
        {
            scanf("%d%c", &a[i++], &c);
        }while(c != '\n');

        // 调用 d_printf, i 刚好是输入的整数的个数
        d_printf(fmt, i, a);
        printf("\n\n"); // 补个换行比较好看O(∩_∩)O~
    }
}

三、运行效果

　　linux 中的运行效果如下：

[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]$ 

　　最后输入 EOF 结束：Ctrl + D（linux）、Ctrl + Z （windows）。由于转义符是编译时处理的，printf 是不管的，所以\n什么的在这里不管用^_^。

四、为什么用 static

　　d_printf 中为什么将 size1、size2、fmt_copy 声明为 static 变量呢？

1. 不能用寄存器。size2 是在 call printf 之后使用的， 但是后来我发现 printf 执行完后改动了好几个寄存器的值，所以如果将 size2 保存到某个寄存器中是不行的（难怪C语言喜欢内存，寄存器太不可靠了o(╯□╰)o）。
2. 不能用局部变量。不让用寄存器就用内存呗！ 但是我们要自主修改 esp，而局部变量有可能是通过 esp+常量偏移 定位的 （如果是用 ebp+常量偏移（VC一般这么用）定位的就没问题），所以 subl %6, %%esp 之后 到 addl %7, %%esp 之前都不能使用局部变量，否则会定位错误。所以才使用 static 变量， 因为 static 变量是用绝对地址定位的，跟 esp 毫无关系。

五、使用内联汇编的建议

1. 不要用。
2. 如果非得用的话，尽量用 C 语言实现+-*/，如 d_printf 中给 size1、size2 赋值；内联汇编只实现不得不用的部分（内联汇编一般都短小精悍）。

《解剖C语言》就此完结。