c语言中if语句是怎么变成汇编代码的详解

 1. 要编译的测试代码: 

int a;
int b = 3;

int main(void)
{
    if (3)
        a = 4;
    else
        b = 5;
}

2. 词法分析

  词法分析将c源代码解析成一个个的token。

  关键的,将if两个字符解析成一个if token,后续语法分析的输入就从两个字符减少为1个token,减小了语法分析的难度。

3. 语法分析

if (equal(tok, "if")) {
    Node *node = new_node(ND_IF, tok);
    tok = skip(tok->next, "(");
    node->cond = expr(&tok, tok);
    tok = skip(tok, ")");
    node->then = stmt(&tok, tok);
    if (equal(tok, "else"))
      node->els = stmt(&tok, tok->next);
    *rest = tok;
    return node;
  }

如果当前处理的token是if,则

3.1 创建新的类型为ND_IF的node。

3.2 跳过if后面的"("。

3.3 调用expr函数解析if语句()中的表达式,并将解析结果存储在node->cond。

3.4 跳过“)”。

3.5 调用stmt处理then语句块中的语句,这里是处理"a = 4;",将解析结果存储在node->then。

3.6 如果if语句还有else部分,则调用stmt处理else语句块中的语句,这里是处理"b = 5;",将解析结果存储在node->els。

3.7 node->cond,node->then,node->els都为node节点。

4. 代码生成

switch (node->kind) {
  case ND_IF: {
    int c = count();
    gen_expr(node->cond);
    cmp_zero(node->cond->ty);
    println("  je  .L.else.%d", c);
    gen_stmt(node->then);
    println("  jmp .L.end.%d", c);
    println(".L.else.%d:", c);
    if (node->els)
      gen_stmt(node->els);
    println(".L.end.%d:", c);
    return;
  }
...

如果当前处理的node节点类型为ND_IF,则

4.1 gen_expr

这个函数处理if语句的条件部分,这里是处理3。判断node节点为NUM,会生成汇编语句"mov     rax, 3",将3载入rax寄存器。

 

4.2 cmp_zero

cmp_zero会生成汇编语句"cmp     eax, 0",比较3和0。

 

4.3 println(" je .L.else.%d", c);

该语句会生成汇编代码" je .L.else.1",当上条比较语句中eax为0时会执行跳转,跳转到else分支运行。这里由于eax为3,所以不跳转。

 

4.4 gen_stmt(node->then);

这条语句会将then分支中的语句解析为汇编源码,这里是"a = 4;",这条语句是表达式语句,所以会调用gen_expr函数。

 

4.4.1 gen_expr

"lea     rax, a",将a的地址载入rax寄存器中。

"push rax",将rax入栈。

"mov     rax, 4",将4载入rax寄存器中。

"pop     rdi",将变量a的地址载入rdi寄存器。

"mov     [rdi], eax",将4写入变量a。

 

4.5 println(" jmp .L.end.%d", c);

执行完then分支代码后跳转到下一条语句处执行。

 

4.6 println(".L.else.%d:", c);

插入一条标签,表示else分支代码的开始,如果if语句条件为0会跳转到这。

 

4.7 gen_stmt(node->els);

生成else分支代码,处理"b = 5;"。

"lea     rax, b",将变量b的地址载入rax寄存器。

"push    rax",将rax寄存器入栈。

"mov     rax, 5",将5载入rax寄存器。

"pop     rdi",将b的地址载入rdi寄存器。

"mov     [rdi], eax",将5写入变量b中。

 

4.8 println(".L.end.%d:", c);

插入一条标签,表示if语句的结束,then分支语句执行完成后跳转到这里。

时间: 2021-11-23

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