800488fe:Go 函数调用 ━ 栈和寄存器视角

函数的调用过程主要要点在于借助寄存器和内存帧栈传递参数和返回值.虽然同为编译型语言,Go 相较 C 对寄存器和栈的使用有一些差别,同时,Go 语言自带协程并引入 defer 等语句,在调用过程上显得更加复杂. 理解Go函数调用在CPU指令层的过程有助于编写高效的代码,在性能优化,Bug排查的时候,能更迅速的确定要点.本文以简短的示例代码和对应的汇编代码演示了Go的调用过程,展示了不同数据类型的参数的实际传递过程,同时分析了匿名函数,闭包作为参数或者返回值传递时,在内存上的实际数据结构.对于协程对栈的使用和实现细节,本文不展开.

阅读本文需要掌握计算机体系结构基础知识(至少了解程序内存布局,栈,寄存器),Go 基础语法.参考文档提供了这些主题更详细的知识.

以下:

术语

  • 栈:每个进程/线程/goroutine有自己的调用栈,参数和返回值传递,函数的局部变量存放通常通过栈进行.和数据结构中的栈一样,内存栈也是后进先出,地址是从高地址向低地址生长.
  • 栈帧:(stack frame)又常被称为帧(frame).一个栈是由很多帧构成的,它描述了函数之间的调用关系.每一帧就对应了一次尚未返回的函数调用,帧本身也是以栈的形式存放数据的.
  • caller 调用者
  • callee 被调用者,如在 函数 A 里 调用 函数 B,A 是 caller,B 是 callee 寄存器(X86)

  • ESP:栈指针寄存器(extended stack pointer),存放着一个指针,该指针指向栈最上面一个栈帧(即当前执行的函数的栈)的栈顶.注意:

  • ESP指向的是已经存储了内容的内存地址,而不是一个空闲的地址.例如从 0xC0000000 到 0xC00000FF是已经使用的栈空间,ESP指向0xC00000FF

  • EBP:基址指针寄存器(extended base pointer),也叫帧指针,存放着一个指针,该指针指向栈最上面一个栈帧的底部.
  • EIP:寄存器存放下一个CPU指令存放的内存地址,当CPU执行完当前的指令后,从EIP寄存器中读取下一条指令的内存地址,然后继续执行. 注意:16位寄存器没有前缀(SP,BP,IP),32位前缀是E(ESP,EBP,EIP),64位前缀是R(RSP,RBP,RIP)

汇编指令

  • PUSH:进栈指令,PUSH指令执行时会先将ESP减4,接着将内容写入ESP指向的栈内存.
  • POP :出栈指令,POP指令执行时先将ESP指向的栈内存的一个字长的内容读出,接着将ESP加4.注意:

  • 用PUSH指令和POP指令时只能按字访问栈,不能按字节访问栈.

  • CALL:调用函数指令,将返回地址(call指令的下一条指令)压栈,接着跳转到函数入口.
  • RET:返回指令,将栈顶返回地址弹出到EIP,接着根据EIP继续执行.
  • LEAVE:等价于 mov esp,ebp; pop ebp;
  • MOVL:在内存与寄存器,寄存器与寄存器之间转移值
  • LEAL:用来将一个内存地址直接赋给目的操作数 注意:8位指令后缀是B,16位是S,32位是L,64位是Q

调用惯例

调用惯例(calling convention)是指程序里调用函数时关于如何传参如何分配和清理栈等的方案.一个调用惯例的内容包括:

  • 参数是通过寄存器传递还是栈传递或者二者混合
  • 通过栈传递时参数是从左至右压栈还是从右至左压栈
  • 函数结果是通过寄存器传递还是通过栈传递
  • 调用者(caller)还是被调用者(callee)清理栈空间
  • 被调用者应该为调用者保存哪些寄存器 例如,C 的调用惯例(cdecl, C declaration)是:

  • 函数实参在线程栈上按照从右至左的顺序依次压栈.
  • 函数结果保存在寄存器EAX/AX/AL中
  • 浮点型结果存放在寄存器ST0中
  • 编译后的函数名前缀以一个下划线字符
  • 调用者负责从线程栈中弹出实参(即清栈)
  • 8比特或者16比特长的整形实参提升为32比特长.
  • 受到函数调用影响的寄存器(volatile registers):EAX, ECX, EDX, ST0 - ST7, ES, GS
  • 不受函数调用影响的寄存器: EBX, EBP, ESP, EDI, ESI, CS, DS
  • RET指令从函数被调用者返回到调用者(实质上是读取寄存器EBP所指的线程栈之处保存的函数返回地址并加载到IP寄存器) cdecl 将函数返回值保存在寄存器中,所以 C 语言不支持多个返回值.另外,cdecl 是调用者负责清栈,因而可以实现可变参数的函数.如果是被调用者负责清理的话,无法实现可变参数的函数,但是编译代码的效率会高一点,因为清理栈的代码不用在每次调用的时候(编译器计算)生成一遍.(x86的ret指令允许一个可选的16位参数说明栈字节数,用来在返回给调用者之前解堆栈.代码类似ret 12这样,如果遇到这样的汇编代码,说明是被调用者清栈.)

注意,虽然 C 语言 里都是借助寄存器传递返回值,但是返回值大小不同时有不同的处理情形.若小于4字节,返回值存入eax寄存器,由函数调用方读取eax.若返回值5到8字节,采用eax和edx联合返回.若大于8个字节,首先在栈上额外开辟一部分空间temp,将temp对象的地址做为隐藏参数入栈.函数返回时将数据拷贝给temp对象,并将temp对象的地址用寄存器eax传出.调用方从eax指向的temp对象拷贝内容.

可以看到,设计一个编程语言的特性时,需要为其选择合适调用惯例才能在底层实现这些特性.(调用惯例是编程语言的编译器选择的,同样的语言不同的编译器可能会选择实现不同的调用惯例)

一次典型的 C 函数调用过程

在caller里

  • 将实参从右至左压栈(X86-64下是:将实参写入寄存器,如果实参超过 6 个,超出的从右至左压栈)
  • 执行 call 指令(会将返回地址压栈,并跳转到 callee 入口) 进入callee里

  • push ebp; mov ebp,esp; 此时EBP和ESP已经分别表示callee的栈底和栈顶了.之后 EBP 的值会保持固定.此后局部变量和临时存储都可以通过基准指针EBP加偏移量找到了.
  • sub xxx, esp; 栈顶下移,为callee分配空间,用于存放局部变量等.分配的内存单元可以通过 EBP - K 或者 ESP + K 得到地址访问.
  • 将某些寄存器的值压栈(可能)
  • callee执行
  • 将某些寄存器值弹出栈(可能)
  • mov esp,ebp; pop ebp; (这两条指令也可以用 leave 指令替代)此时 EBP 和 ESP 回到了进入callee之前的状态,即分别表示caller的栈底和栈顶状态.
  • 执行 ret 指令 回到了caller里的代码

int add(int arg1, int arg2, int arg3, int arg4, int arg5, int arg6, int arg7, int arg8) { return arg1 + arg2 + arg3 + arg4 + arg5 + arg6 + arg7 + arg8;}int main() { int i = add(1, 2, 3 , 4, 5, 6, 7, 8);}

x86版汇编

.section __TEXT,__text,regular,pure_instructions .build_version macos, 10, 14 sdk_version 10, 14 .globl _add ## -- Begin function add .p2align 4, 0x90_add: ## @add .cfi_startproc## %bb.0: pushl %ebp .cfi_def_cfa_offset 8 .cfi_offset %ebp, -8 movl %esp, %ebp .cfi_def_cfa_register %ebp pushl %ebx pushl %edi pushl %esi subl $32, %esp .cfi_offset %esi, -20 .cfi_offset %edi, -16 .cfi_offset %ebx, -12 movl 36(%ebp), %eax movl 32(%ebp), %ecx movl 28(%ebp), %edx movl 24(%ebp), %esi movl 20(%ebp), %edi movl 16(%ebp), %ebx movl %eax, -16(%ebp) ## 4-byte Spill movl 12(%ebp), %eax movl %eax, -20(%ebp) ## 4-byte Spill movl 8(%ebp), %eax movl %eax, -24(%ebp) ## 4-byte Spill movl 8(%ebp), %eax addl 12(%ebp), %eax addl 16(%ebp), %eax addl 20(%ebp), %eax addl 24(%ebp), %eax addl 28(%ebp), %eax addl 32(%ebp), %eax addl 36(%ebp), %eax movl %ebx, -28(%ebp) ## 4-byte Spill movl %ecx, -32(%ebp) ## 4-byte Spill movl %edx, -36(%ebp) ## 4-byte Spill movl %esi, -40(%ebp) ## 4-byte Spill movl %edi, -44(%ebp) ## 4-byte Spill addl $32, %esp popl %esi popl %edi popl %ebx popl %ebp retl .cfi_endproc ## -- End function .globl _main ## -- Begin function main .p2align 4, 0x90_main: ## @main .cfi_startproc## %bb.0: pushl %ebp .cfi_def_cfa_offset 8 .cfi_offset %ebp, -8 movl %esp, %ebp .cfi_def_cfa_register %ebp subl $40, %esp movl $1, (%esp) movl $2, 4(%esp) movl $3, 8(%esp) movl $4, 12(%esp) movl $5, 16(%esp) movl $6, 20(%esp) movl $7, 24(%esp) movl $8, 28(%esp) calll _add xorl %ecx, %ecx movl %eax, -4(%ebp) movl %ecx, %eax addl $40, %esp popl %ebp retl .cfi_endproc ## -- End function.subsections_via_symbols

x86-64版汇编

.section __TEXT,__text,regular,pure_instructions .build_version macos, 10, 14 sdk_version 10, 14 .globl _add ## -- Begin function add .p2align 4, 0x90_add: ## @add .cfi_startproc## %bb.0: pushq %rbp .cfi_def_cfa_offset 16 .cfi_offset %rbp, -16 movq %rsp, %rbp .cfi_def_cfa_register %rbp movl 24(%rbp), %eax movl 16(%rbp), %r10d movl %edi, -4(%rbp) movl %esi, -8(%rbp) movl %edx, -12(%rbp) movl %ecx, -16(%rbp) movl %r8d, -20(%rbp) movl %r9d, -24(%rbp) movl -4(%rbp), %ecx addl -8(%rbp), %ecx addl -12(%rbp), %ecx addl -16(%rbp), %ecx addl -20(%rbp), %ecx addl -24(%rbp), %ecx addl 16(%rbp), %ecx addl 24(%rbp), %ecx movl %eax, -28(%rbp) ## 4-byte Spill movl %ecx, %eax movl %r10d, -32(%rbp) ## 4-byte Spill popq %rbp retq .cfi_endproc ## -- End function .globl _main ## -- Begin function main .p2align 4, 0x90_main: ## @main .cfi_startproc## %bb.0: pushq %rbp .cfi_def_cfa_offset 16 .cfi_offset %rbp, -16 movq %rsp, %rbp .cfi_def_cfa_register %rbp subq $32, %rsp movl $1, %edi movl $2, %esi movl $3, %edx movl $4, %ecx movl $5, %r8d movl $6, %r9d movl $7, (%rsp) movl $8, 8(%rsp) callq _add xorl %ecx, %ecx movl %eax, -4(%rbp) movl %ecx, %eax addq $32, %rsp popq %rbp retq .cfi_endproc ## -- End function.subsections_via_symbols

可以看到 Clang 编译出的X86目标代码并不使用寄存器传递参数,而X86-64目标代码里,使用寄存器传递前六个参数.

一次典型的Go函数调用过程

Go 选择的调用惯例是:

  • 参数完全通过栈传递,从参数列表的右至左压栈
  • 返回值通过栈传递,返回值的栈空间在参数之前,即返回值在更接近caller栈底的位置
  • caller负责清理栈 ```go package main

func main() { add(1,2) }

//go:noinline func add(a , b int) int { c := 3 d := a + b + c return d }

```goTEXT main.main(SB) /Users/user/go/src/test/main.go main.go:4 0x104ea20 65488b0c2530000000 MOVQ GS:0x30, CX main.go:4 0x104ea29 483b6110 CMPQ 0x10(CX), SP main.go:4 0x104ea2d 762e JBE 0x104ea5d main.go:4 0x104ea2f 4883ec20 SUBQ $0x20, SP ; 增加 32 bytes 的栈空间(四个 qword,8个bytes 为一个 qword) main.go:4 0x104ea33 48896c2418 MOVQ BP, 0x18(SP) ; 将 BP 的值写入到刚分配的栈空间的第一个qword main.go:4 0x104ea38 488d6c2418 LEAQ 0x18(SP), BP ; 将刚分配的栈空间的第一个字的地址赋值给BP(即BP此时指向了刚才存放旧BP值的地址) main.go:5 0x104ea3d 48c7042401000000 MOVQ $0x1, 0(SP); 将给add函数的第一个实参值1 写入到刚分配栈空间的最后一个qword main.go:5 0x104ea45 48c744240802000000 MOVQ $0x2, 0x8(SP); 将给add函数的第二个实参值2 写入到刚分配栈空间的第三个qword.第二个 qword 没有用到,实际上是给callee用来存放返回值的. main.go:5 0x104ea4e e81d000000 CALL main.add(SB); 调用 add 函数 main.go:6 0x104ea53 488b6c2418 MOVQ 0x18(SP), BP; 将从栈里第四个qword将旧的BP值取回赋值到BP main.go:6 0x104ea58 4883c420 ADDQ $0x20, SP; 增加SP的值,栈收缩,收回 32 bytes的栈空间 main.go:6 0x104ea5c c3 RET TEXT main.add(SB) /Users/user/go/src/test/main.go main.go:11 0x104ea70 4883ec18 SUBQ $0x18, SP; 分配 24 bytes 的栈空间(3 个 qword). main.go:11 0x104ea74 48896c2410 MOVQ BP, 0x10(SP); 将 BP值 写入第一个qword main.go:11 0x104ea79 488d6c2410 LEAQ 0x10(SP), BP; 将刚分配的24 bytes 栈空间的第一个字的地址赋值给BP(即BP此时指向了刚才存放旧BP值的地址) main.go:11 0x104ea7e 48c744243000000000 MOVQ $0x0, 0x30(SP);将存放返回值的地址清零,0x30(SP) 对应的内存位置是上一段 main.main 里分配的栈空间的第二个qword. main.go:12 0x104ea87 48c744240803000000 MOVQ $0x3, 0x8(SP); 对应 c := 3 这行代码.局部变量 c 对应的是栈上内存.3 被写入到刚分配的 24 bytes 空间的第二个qword. main.go:13 0x104ea90 488b442420 MOVQ 0x20(SP), AX; 将add的实参 1 写入到AX 寄存器. main.go:13 0x104ea95 4803442428 ADDQ 0x28(SP), AX; 将add的实参 2 增加到 AX 寄存器. main.go:13 0x104ea9a 4883c003 ADDQ $0x3, AX; 将局部变量值 3 增加到 AX 寄存器 main.go:13 0x104ea9e 48890424 MOVQ AX, 0(SP); 将 AX 的值(计算结果) 写入到刚分配的 24 bytes 空间的第三个qword.(对应代码 d := a + b + c) main.go:14 0x104eaa2 4889442430 MOVQ AX, 0x30(SP); 将 AX 的值写入到main里为返回值留的栈空间(main里分配的32 bytes 中的第二个 qword) main.go:14 0x104eaa7 488b6c2410 MOVQ 0x10(SP), BP; 恢复BP的值为函数入口处保存的旧BP的值. main.go:14 0x104eaac 4883c418 ADDQ $0x18, SP; 将 SP 增加三个字,收回add入口处分配的栈空间. main.go:14 0x104eab0 c3 RET

函数调用过程中,栈的变化情况如图:

初始状态:

call add执行前栈状态:

进入add里之后栈状态:

add里ret执行前栈状态:

main里ret执行前栈状态:

可以看到 Go 的调用过程和 C 类似,区别在于 Go 的参数完全通过栈传递,Go 的返回值也是通过栈传递.对于每种数据类型在作为参数传递时的表现,可以测试一下:

不同数据类型作为参数时的传递方式

Go 基础数据类型的参数传递

package mainimport ( "fmt" "runtime/debug")func main() { str := "hello" int8 := int8(8) int64 := int64(64) boolValue := true ExampleStr(str) ExampleBool(boolValue) ExampleInt8(int8) ExampleInt64(int64) ExampleMultiParams(false, 9, 8, 7)}func ExampleStr(str string){ fmt.Println(string(debug.Stack()))}func ExampleBool(boolValue bool){ boolValue = false fmt.Println(string(debug.Stack()))}func ExampleInt64(v int64){ fmt.Println(string(debug.Stack()))}func ExampleInt8(v int8){ fmt.Println(string(debug.Stack()))}func ExampleMultiParams(b bool, x, y, z int8){ bl := b xl := x yl := y zl := z fmt.Println(bl, xl, yl, zl) fmt.Println(string(debug.Stack()))} goroutine 1 [running]:runtime/debug.Stack(0xc000084f38, 0x1057aad, 0x10aeb20) /usr/local/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x9dmain.ExampleStr(0x10c6c34, 0x5) /Users/user/go/src/test/main.go:25 +0x26main.main() /Users/user/go/src/test/main.go:16 +0x36goroutine 1 [running]:runtime/debug.Stack(0x10e0580, 0xc000092000, 0xc000084f58) /usr/local/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x9dmain.ExampleBool(0x10c6c01) /Users/user/go/src/test/main.go:32 +0x26main.main() /Users/user/go/src/test/main.go:17 +0x3fgoroutine 1 [running]:runtime/debug.Stack(0x10e0580, 0xc000092000, 0xc000084f58) /usr/local/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x9dmain.ExampleInt8(0x10c6c08) /Users/user/go/src/test/main.go:42 +0x26main.main() /Users/user/go/src/test/main.go:18 +0x48goroutine 1 [running]:runtime/debug.Stack(0x10e0580, 0xc000092000, 0xc000084f58) /usr/local/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x9dmain.ExampleInt64(0x40) /Users/user/go/src/test/main.go:38 +0x26main.main() /Users/user/go/src/test/main.go:19 +0x55false 9 8 7goroutine 1 [running]:runtime/debug.Stack(0x10e0580, 0xc000092000, 0xc000084f28) /usr/local/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x9dmain.ExampleMultiParams(0x7080900) /Users/user/go/src/test/main.go:52 +0xf6main.main() /Users/user/go/src/test/main.go:20 +0x61

可以看到:

  • string传递时,分为pointer和length两个参数传递.
  • int64传递时,复制了值进行传递.
  • 看debug.Stack()打印出的调用栈,int8和bool传递时,传递的是一个内存地址,这似乎容易引起误解,难道传递的是caller里变量的内存地址?那不是会导致callee修改也导致caller里值也发生改变?当然不是这样!int和bool当然都是值传递.当caller传递给callee的时候,int和bool都会被在caller的栈里复制一份给callee使用.(在callee直接通过引用参数名修改参数值,这个参数的内存位置实际上是在caller的栈上).
  • ExampleMultiParams函数虽然有四个参数,但是调用栈打印出来只传递了一个值 0x7080900,这是为什么?原来这四个参数都是一个byte,合起来是一个双字.查看汇编代码可以发现编译器做了优化,直接组合成一个值,并在caller里用指令MOVL $0x7080900, 0(SP)写入栈上.当然,在caller里取值的时候,还是借助MOVB去一个字节一个字节取值的.当然,如果是这四个参数是main里的四个局部变量,调用ExampleMultiParams的时候通过传递变量名的形式调用(ExampleMultiParams(b, x, y, z)而不是 ExampleMultiParams(true, 9, 8, 7)的形式),体现在汇编代码里又是另一种形式.

Go 组合数据类型的参数传递

package mainimport ("fmt""runtime/debug")type MyStruct struct { a int b string}func main() { slice := make([]string, 2, 4) array := [...]int{9,8,7,6,7,8,9} myMap := make(map[string]int) myStruct := MyStruct{8, "test"} myStructPtr := &myStruct myChan := make(chan int, 4) ExampleSlice(slice) ExampleArray(array) ExampleMap(myMap) ExampleStruct(myStruct) ExamplePtr(myStructPtr) ExampleChan(myChan)}func ExampleSlice(slice []string){ fmt.Println(string(debug.Stack()))}func ExampleArray(array [7]int){ fmt.Println(string(debug.Stack()))}func ExampleMap(myMap map[string]int){ fmt.Println(string(debug.Stack()))}func ExampleStruct(myStruct MyStruct){ fmt.Println(string(debug.Stack()))}func ExamplePtr(ptr *MyStruct){ fmt.Println(string(debug.Stack()))}func ExampleChan(myChan chan int){ fmt.Println(string(debug.Stack()))}

调用栈

goroutine 1 [running]:runtime/debug.Stack(0x130a568, 0xc00007eda8, 0x1004218) /usr/local/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x9dmain.ExampleSlice(0xc00007ee78, 0x2, 0x4) /Users/user/go/src/test/main.go:62 +0x26main.main() /Users/user/go/src/test/main.go:46 +0x159goroutine 1 [running]:runtime/debug.Stack(0x10e0a80, 0xc00008c000, 0xc00007ed98) /usr/local/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x9dmain.ExampleArray(0x9, 0x8, 0x7, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9) /Users/user/go/src/test/main.go:66 +0x26main.main() /Users/user/go/src/test/main.go:48 +0x185goroutine 1 [running]:runtime/debug.Stack(0x10e0a80, 0xc00008c000, 0xc00007ed98) /usr/local/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x9dmain.ExampleMap(0xc00007ee48) /Users/user/go/src/test/main.go:74 +0x26main.main() /Users/user/go/src/test/main.go:52 +0x1afgoroutine 1 [running]:runtime/debug.Stack(0x10e0a80, 0xc00008c000, 0xc00007ed98) /usr/local/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x9dmain.ExampleStruct(0x8, 0x10c6f88, 0x4) /Users/user/go/src/test/main.go:78 +0x26main.main() /Users/user/go/src/test/main.go:54 +0x1d7goroutine 1 [running]:runtime/debug.Stack(0x10e0a80, 0xc00008c000, 0xc00007ed98) /usr/local/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x9dmain.ExamplePtr(0xc00007ee30) /Users/user/go/src/test/main.go:82 +0x26main.main() /Users/user/go/src/test/main.go:56 +0x1e5goroutine 1 [running]:runtime/debug.Stack(0x10e0a80, 0xc00008c000, 0xc00007ed98) /usr/local/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x9dmain.ExampleChan(0xc000092000) /Users/user/go/src/test/main.go:86 +0x26main.main() /Users/user/go/src/test/main.go:58 +0x1f3

可以看到:

  • 对于数组,结构体,指针,是复制一份拷贝传递给callee.
  • 数组作为参数时,编译后参数的数量是数组元素的数量.
  • 结构体作为参数时,编译后参数的数量需要再次分析结构体里元素的类型.如上述代码里结构体由一个int和一个string组成,传递参数时是int值,string的地址,string的长度三个参数.
  • slice传递时,会将slice底层的pointer,len,cap作为三个参数分开传递.(即编译后,参数数量由源代码里的一个参数变为了三个参数).所以slice其实也是值传递.
  • map,chan传递时,是将map,chan的地址指针作为参数传递.

方法:pointer receiver 与 value receiver

在 Java 中,当我们调用一个对象的方法的时候,当然是可以修改对象的成员变量的.但是在 Go 中,结果取决于定义方法时方法的接收者是值还是指针(value receiver 和 pointer receiver).

Go 的方法接收者有两种,一种是值接收者(value receiver),一种是指针接收者(pointer receiver).值接收者,是接收者的类型是一个值,是一个副本,方法内部无法对其真正的接收者做更改.指针接收者,接收者的类型是一个指针,是接收者的引用,对这个引用的修改会影响真正的接收者.

看如下代码:

package mainimport "fmt"type XAxis inttype Point struct{ X int Y int}func (x XAxis)VIncr(offset XAxis){ x += offset fmt.Printf("In VIncr, new x = %d\n", x)}func (x *XAxis)PIncr(offset XAxis){ *x += offset fmt.Printf("In PIncr, new x = %d\n", *x)}func (p Point)VScale(factor int){ p.X *= factor p.Y *= factor fmt.Printf("In VScale, new p = %v\n", p)}func (p *Point)PScale(factor int){ p.X *= factor p.Y *= factor fmt.Printf("In PScale, new p = %v\n", p)}func main(){ var x XAxis = 10 fmt.Printf("In main, before VIncr, x = %v\n", x) x.VIncr(5) fmt.Printf("In main, after VIncr, new x = %v\n", x) fmt.Println() fmt.Printf("In main, before PIncr, x = %v\n", x) x.PIncr(5) fmt.Printf("In main, after PIncr, new x = %v\n", x) fmt.Println() p := Point{2, 2} fmt.Printf("In main, before VScale, p = %v\n", p) p.VScale(5) fmt.Printf("In main, after VScale, new p = %v\n", p) fmt.Println() fmt.Printf("In main, before PScale, p = %v\n", p) p.PScale(5) fmt.Printf("In main, after PScale, new p = %v\n", p)}

输出:

In main, before VIncr, x = 10In VIncr, new x = 15In main, after VIncr, new x = 10In main, before PIncr, x = 10In PIncr, new x = 15In main, after PIncr, new x = 15In main, before VScale, p = {2 2}In VScale, new p = {10 10}In main, after VScale, new p = {2 2}In main, before PScale, p = {2 2}In PScale, new p = &{10 10}In main, after PScale, new p = {10 10}

在定义方法的时候,receiver 是在方法名的前面,而不是在参数列表里,那在方法执行的时候,方法内的指令怎么找到receiver的呢?

我们精简一下代码(注释掉 print 相关语句),然后把反编译:

TEXT %22%22.XAxis.VIncr(SB) gofile../Users/user/go/src/test/main.go main.go:14 0xbb0 488b442408 MOVQ 0x8(SP), AX main.go:14 0xbb5 4803442410 ADDQ 0x10(SP), AX main.go:14 0xbba 4889442408 MOVQ AX, 0x8(SP) main.go:16 0xbbf c3 RET TEXT %22%22.(*XAxis).PIncr(SB) gofile../Users/user/go/src/test/main.go main.go:19 0xbd4 488b442408 MOVQ 0x8(SP), AX main.go:19 0xbd9 8400 TESTB AL, 0(AX) main.go:19 0xbdb 488b4c2408 MOVQ 0x8(SP), CX main.go:19 0xbe0 8401 TESTB AL, 0(CX) main.go:19 0xbe2 488b00 MOVQ 0(AX), AX main.go:19 0xbe5 4803442410 ADDQ 0x10(SP), AX main.go:19 0xbea 488901 MOVQ AX, 0(CX) main.go:21 0xbed c3 RET TEXT %22%22.Point.VScale(SB) gofile../Users/user/go/src/test/main.go main.go:24 0xc0a 488b442408 MOVQ 0x8(SP), AX main.go:24 0xc0f 488b4c2418 MOVQ 0x18(SP), CX main.go:24 0xc14 480fafc1 IMULQ CX, AX main.go:24 0xc18 4889442408 MOVQ AX, 0x8(SP) main.go:25 0xc1d 488b442410 MOVQ 0x10(SP), AX main.go:25 0xc22 488b4c2418 MOVQ 0x18(SP), CX main.go:25 0xc27 480fafc1 IMULQ CX, AX main.go:25 0xc2b 4889442410 MOVQ AX, 0x10(SP) main.go:28 0xc30 c3 RET TEXT %22%22.(*Point).PScale(SB) gofile../Users/user/go/src/test/main.go main.go:32 0xc47 488b442408 MOVQ 0x8(SP), AX main.go:32 0xc4c 8400 TESTB AL, 0(AX) main.go:32 0xc4e 488b4c2408 MOVQ 0x8(SP), CX main.go:32 0xc53 8401 TESTB AL, 0(CX) main.go:32 0xc55 488b00 MOVQ 0(AX), AX main.go:32 0xc58 488b542410 MOVQ 0x10(SP), DX main.go:32 0xc5d 480fafc2 IMULQ DX, AX main.go:32 0xc61 488901 MOVQ AX, 0(CX) main.go:33 0xc64 488b442408 MOVQ 0x8(SP), AX main.go:33 0xc69 8400 TESTB AL, 0(AX) main.go:33 0xc6b 488b4c2408 MOVQ 0x8(SP), CX main.go:33 0xc70 8401 TESTB AL, 0(CX) main.go:33 0xc72 488b4008 MOVQ 0x8(AX), AX main.go:33 0xc76 488b542410 MOVQ 0x10(SP), DX main.go:33 0xc7b 480fafc2 IMULQ DX, AX main.go:33 0xc7f 48894108 MOVQ AX, 0x8(CX) main.go:36 0xc83 c3 RET TEXT %22%22.main(SB) gofile../Users/user/go/src/test/main.go main.go:38 0xcaa 65488b0c2500000000 MOVQ GS:0, CX [5:9]R_TLS_LE main.go:38 0xcb3 483b6110 CMPQ 0x10(CX), SP main.go:38 0xcb7 0f86b3000000 JBE 0xd70 main.go:38 0xcbd 4883ec50 SUBQ $0x50, SP main.go:38 0xcc1 48896c2448 MOVQ BP, 0x48(SP) main.go:38 0xcc6 488d6c2448 LEAQ 0x48(SP), BP main.go:39 0xccb 48c74424300a000000 MOVQ $0xa, 0x30(SP) main.go:42 0xcd4 48c704240a000000 MOVQ $0xa, 0(SP) main.go:42 0xcdc 48c744240805000000 MOVQ $0x5, 0x8(SP) main.go:42 0xce5 e800000000 CALL 0xcea [1:5]R_CALL:%22%22.XAxis.VIncr main.go:48 0xcea 488d442430 LEAQ 0x30(SP), AX main.go:48 0xcef 48890424 MOVQ AX, 0(SP) main.go:48 0xcf3 48c744240805000000 MOVQ $0x5, 0x8(SP) main.go:48 0xcfc e800000000 CALL 0xd01 [1:5]R_CALL:%22%22.(*XAxis).PIncr main.go:53 0xd01 0f57c0 XORPS X0, X0 main.go:53 0xd04 0f11442438 MOVUPS X0, 0x38(SP) main.go:53 0xd09 48c744243802000000 MOVQ $0x2, 0x38(SP) main.go:53 0xd12 48c744244002000000 MOVQ $0x2, 0x40(SP) main.go:56 0xd1b 48c7042402000000 MOVQ $0x2, 0(SP) main.go:56 0xd23 48c744240802000000 MOVQ $0x2, 0x8(SP) main.go:56 0xd2c 48c744241005000000 MOVQ $0x5, 0x10(SP) main.go:56 0xd35 e800000000 CALL 0xd3a [1:5]R_CALL:%22%22.Point.VScale main.go:62 0xd3a 488d442438 LEAQ 0x38(SP), AX main.go:62 0xd3f 48890424 MOVQ AX, 0(SP) main.go:62 0xd43 48c744240805000000 MOVQ $0x5, 0x8(SP) main.go:62 0xd4c e800000000 CALL 0xd51 [1:5]R_CALL:%22%22.(*Point).PScale main.go:64 0xd51 48c7042400000000 MOVQ $0x0, 0(SP) main.go:64 0xd59 0f57c0 XORPS X0, X0 main.go:64 0xd5c 0f11442408 MOVUPS X0, 0x8(SP) main.go:64 0xd61 e800000000 CALL 0xd66 [1:5]R_CALL:fmt.Println main.go:65 0xd66 488b6c2448 MOVQ 0x48(SP), BP main.go:65 0xd6b 4883c450 ADDQ $0x50, SP main.go:65 0xd6f c3 RET main.go:38 0xd70 e800000000 CALL 0xd75 [1:5]R_CALL:runtime.morestack_noctxt main.go:38 0xd75 e930ffffff JMP %22%22.main(SB)

以main.go 42行 x.VIncr(5)为例,在main里面,传递参数对应的指令是

main.go:42 0xcd4 48c704240a000000 MOVQ $0xa, 0(SP); 将值 10 作为第一个参数 main.go:42 0xcdc 48c744240805000000 MOVQ $0x5, 0x8(SP); 将值 5 作为第二个参数 main.go:42 0xce5 e800000000 CALL 0xcea [1:5]R_CALL:%22%22.XAxis.VIncr

再看 x.VIncr 的汇编代码:

main.go:14 0xbb0 488b442408 MOVQ 0x8(SP), AX; 取第一个参数到寄存器AX main.go:14 0xbb5 4803442410 ADDQ 0x10(SP), AX; 取第二个参数加到寄存器AX main.go:14 0xbba 4889442408 MOVQ AX, 0x8(SP); 将和写入到了第一个参数在栈上的位置 main.go:16 0xbbf c3 RET

可以看到,方法 VIncr 的 receiver 是值,则caller在调用VIncr的时候,将这个值复制到栈上给VIncr的参数区里,在 VIncr 对receiver的修改,实际上是修改的这个参数区里的值,而不是 caller 栈里保存局部变量的区里的 receiver 的值(在语言使用者视角,就是 修改的是拷贝而不是原值).

接着我们看main.go第48行 x.PIncr(5),在main里面,调用的指令是:

main.go:39 0xccb 48c74424300a000000 MOVQ $0xa, 0x30(SP) ... main.go:48 0xcea 488d442430 LEAQ 0x30(SP), AX; 将SP+0x30这个内存地址保存到AX; SP+0x30这个内存地址里存的是 10(执行 var x XAxis = 10 时定义的局部变量) main.go:48 0xcef 48890424 MOVQ AX, 0(SP); 将AX的值作为第一个参数. main.go:48 0xcf3 48c744240805000000 MOVQ $0x5, 0x8(SP); 将 5 作为第二个参数 main.go:48 0xcfc e800000000 CALL 0xd01 [1:5]R_CALL:%22%22.(*XAxis).PIncr

PIncr的汇编代码:

main.go:19 0xbd4 488b442408 MOVQ 0x8(SP), AX; 将第一个参数(即main的帧栈上局部变量 x 的内存地址)读取到AX main.go:19 0xbd9 8400 TESTB AL, 0(AX) main.go:19 0xbdb 488b4c2408 MOVQ 0x8(SP), CX; 将第一个参数(即main的帧栈上局部变量 x 的内存地址)读取到 CX main.go:19 0xbe0 8401 TESTB AL, 0(CX) main.go:19 0xbe2 488b00 MOVQ 0(AX), AX; 从 AX 里读到内存地址,从内存地址里拿到值,再读到AX(就是main的局部变量 x 的值) main.go:19 0xbe5 4803442410 ADDQ 0x10(SP), AX; 将 第二个参数 5 加到 AX 里 main.go:19 0xbea 488901 MOVQ AX, 0(CX); 将计算结果写入到 CX 里的内存地址(即 main的帧栈上局部变量 x 的内存地址) main.go:21 0xbed c3 RET

可以看到,方法 PIncr 的 receiver 是指针(pointer),则caller在调用PIncr的时候,将这个pointer复制到栈上给PIncr的参数区里,在 PIncr 对receiver的修改,实际上是修改pointer指向的内存区域,也就是main的局部变量 x.(在语言使用者视角,就是 修改的是原值).

打印调用栈,相比汇编更方便的看实际传递的参数:

goroutine 1 [running]:runtime/debug.Stack(0x1036126, 0x10a4360, 0xc000098000) /usr/local/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x9dmain.XAxis.VIncr(0xa, 0x5) /Users/user/go/src/test/main.go:18 +0x26main.main() /Users/user/go/src/test/main.go:47 +0x40goroutine 1 [running]:runtime/debug.Stack(0x10e0480, 0xc000094000, 0xc000080f10) /usr/local/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x9dmain.(*XAxis).PIncr(0xc000080f70, 0x5) /Users/user/go/src/test/main.go:24 +0x33main.main() /Users/user/go/src/test/main.go:53 +0x57goroutine 1 [running]:runtime/debug.Stack(0x10e0480, 0xc000094000, 0xc000080f10) /usr/local/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x9dmain.Point.VScale(0x2, 0x2, 0x5) /Users/user/go/src/test/main.go:31 +0x26main.main() /Users/user/go/src/test/main.go:61 +0x90goroutine 1 [running]:runtime/debug.Stack(0x10e0480, 0xc000094000, 0xc000080f10) /usr/local/go/src/runtime/debug/stack.go:24 +0x9dmain.(*Point).PScale(0xc000080f78, 0x5) /Users/user/go/src/test/main.go:39 +0x46main.main() /Users/user/go/src/test/main.go:67 +0xa7

当方法的receiver是value的时候,调用方法时是把value拷贝一份作为第一个参数传递给callee的,这样caller里对receiver的修改实际上是修改的拷贝,不影响原值.当方法的receiver是pointer的时候,调用方法时是把pointer拷贝一份作为第一个参数传递给caller的,这样callee可以通过这个pointer修改原值.

一点补充

  • 如果在方法里修改receiver的值要对caller生效,使用 pointer receiver
  • 出于性能优化,如果receiver是结构体或者数组这样占用较多内存的数据类型,优先使用pointer receiver 注意:

  • 值接收器是并发安全的,而指针接收器不是并发安全的. 调用规则:

  • 类型 _T 的可调用方法集包含接受者为 _T 或 T 的所有方法集
  • 类型 T 的可调用方法集包含接受者为 T 的所有方法
  • 类型 T 的可调用方法集不包含接受者为 *T 的方法 方法的接收者与函数/方法的参数的比较

  • 函数/方法的实参类型和形参类型必须一致,(在语法上)不能一个是pointer而另一个是value.
  • 方法的接收者比较智能,如果是 pointer receiver,在值上也可以调用这个方法(编译器会自动插入从值取到指针的指令).如果是 value receiver,那么当在pointer上调用这个方法时,编译器会自动将pointer转换为pointer所对应的值.

匿名函数和闭包

匿名函数

匿名函数由一个不带函数名的函数声明和函数体组成,匿名函数可以赋值给变量,作为结构体字段,或者在channel中传递.在底层实现中,实际上传递的是匿名函数的入口地址.

package mainfunc test() func(int) int { return func(x int) int { x += x return x }}func main() { f := test() f(100)} TEXT %22%22.test(SB) gofile../Users/user/go/src/test/main.go main.go:4 0x4e7 48c744240800000000 MOVQ $0x0, 0x8(SP) main.go:5 0x4f0 488d0500000000 LEAQ 0(IP), AX [3:7]R_PCREL:%22%22.test.func1·f main.go:5 0x4f7 4889442408 MOVQ AX, 0x8(SP) main.go:5 0x4fc c3 RET TEXT %22%22.main(SB) gofile../Users/user/go/src/test/main.go main.go:11 0x517 65488b0c2500000000 MOVQ GS:0, CX [5:9]R_TLS_LE main.go:11 0x520 483b6110 CMPQ 0x10(CX), SP main.go:11 0x524 7633 JBE 0x559 main.go:11 0x526 4883ec20 SUBQ $0x20, SP main.go:11 0x52a 48896c2418 MOVQ BP, 0x18(SP) main.go:11 0x52f 488d6c2418 LEAQ 0x18(SP), BP main.go:12 0x534 e800000000 CALL 0x539 [1:5]R_CALL:%22%22.test main.go:12 0x539 488b1424 MOVQ 0(SP), DX main.go:12 0x53d 4889542410 MOVQ DX, 0x10(SP) main.go:13 0x542 48c7042464000000 MOVQ $0x64, 0(SP) main.go:13 0x54a 488b02 MOVQ 0(DX), AX main.go:13 0x54d ffd0 CALL AX [0:0]R_CALLIND main.go:14 0x54f 488b6c2418 MOVQ 0x18(SP), BP main.go:14 0x554 4883c420 ADDQ $0x20, SP main.go:14 0x558 c3 RET main.go:11 0x559 e800000000 CALL 0x55e [1:5]R_CALL:runtime.morestack_noctxt main.go:11 0x55e ebb7 JMP %22%22.main(SB) TEXT %22%22.test.func1(SB) gofile../Users/user/go/src/test/main.go main.go:5 0x58a 48c744241000000000 MOVQ $0x0, 0x10(SP) main.go:6 0x593 488b442408 MOVQ 0x8(SP), AX main.go:6 0x598 4803442408 ADDQ 0x8(SP), AX main.go:6 0x59d 4889442408 MOVQ AX, 0x8(SP) main.go:7 0x5a2 4889442410 MOVQ AX, 0x10(SP)

闭包

当函数引用外部作用域的变量时,我们称之为闭包.在底层实现上,闭包由函数地址和引用到的变量的地址组成,并存储在一个结构体里,在闭包被传递时,实际是该结构体的地址被传递.因为栈帧上的值在该帧的函数退出后就失效了,因此闭包引用的外部作用域的变量会被分配到堆上.在以下的实现中,test()函数返回一个闭包赋值给f,实际是main里收到闭包结构体(堆上)的地址,并保存在DX寄存器上,地址对应的内存值是闭包函数地址(函数地址取到寄存器之后,就可以通过 call 调用),地址偏移8个字节(+8bytes)是变量x的的地址,在main里调用闭包函数f时,f内部依然是通过读取DX的值来得到变量x的地址.即main调用f虽然没有传递参数也没有返回值,但是他们却共享了一个寄存器DX的值.

package mainfunc test() func() { x := 100 return func() { x += 100 }}func main() { f := test() f() f() f()} TEXT %22%22.test(SB) gofile../Users/user/go/src/test/main.go main.go:3 0x6ad 65488b0c2500000000 MOVQ GS:0, CX [5:9]R_TLS_LE main.go:3 0x6b6 483b6110 CMPQ 0x10(CX), SP main.go:3 0x6ba 0f869b000000 JBE 0x75b main.go:3 0x6c0 4883ec28 SUBQ $0x28, SP main.go:3 0x6c4 48896c2420 MOVQ BP, 0x20(SP) main.go:3 0x6c9 488d6c2420 LEAQ 0x20(SP), BP main.go:3 0x6ce 48c744243000000000 MOVQ $0x0, 0x30(SP) main.go:4 0x6d7 488d0500000000 LEAQ 0(IP), AX [3:7]R_PCREL:type.int main.go:4 0x6de 48890424 MOVQ AX, 0(SP) main.go:4 0x6e2 e800000000 CALL 0x6e7 [1:5]R_CALL:runtime.newobject main.go:4 0x6e7 488b442408 MOVQ 0x8(SP), AX main.go:4 0x6ec 4889442418 MOVQ AX, 0x18(SP) main.go:4 0x6f1 48c70064000000 MOVQ $0x64, 0(AX) main.go:5 0x6f8 488d0500000000 LEAQ 0(IP), AX [3:7]R_PCREL:type.noalg.struct { F uintptr; %22%22.x *int } main.go:5 0x6ff 48890424 MOVQ AX, 0(SP) main.go:5 0x703 e800000000 CALL 0x708 [1:5]R_CALL:runtime.newobject main.go:5 0x708 488b442408 MOVQ 0x8(SP), AX main.go:5 0x70d 4889442410 MOVQ AX, 0x10(SP) main.go:5 0x712 488d0d00000000 LEAQ 0(IP), CX [3:7]R_PCREL:%22%22.test.func1 main.go:5 0x719 488908 MOVQ CX, 0(AX) main.go:5 0x71c 488b442410 MOVQ 0x10(SP), AX main.go:5 0x721 8400 TESTB AL, 0(AX) main.go:5 0x723 488b4c2418 MOVQ 0x18(SP), CX main.go:5 0x728 488d7808 LEAQ 0x8(AX), DI main.go:5 0x72c 833d0000000000 CMPL $0x0, 0(IP) [2:6]R_PCREL:runtime.writeBarrier+-1 main.go:5 0x733 7402 JE 0x737 main.go:5 0x735 eb1a JMP 0x751 main.go:5 0x737 48894808 MOVQ CX, 0x8(AX) main.go:5 0x73b eb00 JMP 0x73d main.go:5 0x73d 488b442410 MOVQ 0x10(SP), AX main.go:5 0x742 4889442430 MOVQ AX, 0x30(SP) main.go:5 0x747 488b6c2420 MOVQ 0x20(SP), BP main.go:5 0x74c 4883c428 ADDQ $0x28, SP main.go:5 0x750 c3 RET main.go:5 0x751 4889c8 MOVQ CX, AX main.go:5 0x754 e800000000 CALL 0x759 [1:5]R_CALL:runtime.gcWriteBarrier main.go:5 0x759 ebe2 JMP 0x73d main.go:3 0x75b e800000000 CALL 0x760 [1:5]R_CALL:runtime.morestack_noctxt main.go:3 0x760 e948ffffff JMP %22%22.test(SB) TEXT %22%22.main(SB) gofile../Users/user/go/src/test/main.go main.go:10 0x7bc 65488b0c2500000000 MOVQ GS:0, CX [5:9]R_TLS_LE main.go:10 0x7c5 483b6110 CMPQ 0x10(CX), SP main.go:10 0x7c9 763f JBE 0x80a main.go:10 0x7cb 4883ec18 SUBQ $0x18, SP main.go:10 0x7cf 48896c2410 MOVQ BP, 0x10(SP) main.go:10 0x7d4 488d6c2410 LEAQ 0x10(SP), BP main.go:11 0x7d9 e800000000 CALL 0x7de [1:5]R_CALL:%22%22.test main.go:11 0x7de 488b1424 MOVQ 0(SP), DX main.go:11 0x7e2 4889542408 MOVQ DX, 0x8(SP) main.go:12 0x7e7 488b02 MOVQ 0(DX), AX main.go:12 0x7ea ffd0 CALL AX [0:0]R_CALLIND main.go:13 0x7ec 488b542408 MOVQ 0x8(SP), DX main.go:13 0x7f1 488b02 MOVQ 0(DX), AX main.go:13 0x7f4 ffd0 CALL AX [0:0]R_CALLIND main.go:14 0x7f6 488b542408 MOVQ 0x8(SP), DX main.go:14 0x7fb 488b02 MOVQ 0(DX), AX main.go:14 0x7fe ffd0 CALL AX [0:0]R_CALLIND main.go:15 0x800 488b6c2410 MOVQ 0x10(SP), BP main.go:15 0x805 4883c418 ADDQ $0x18, SP main.go:15 0x809 c3 RET main.go:10 0x80a e800000000 CALL 0x80f [1:5]R_CALL:runtime.morestack_noctxt main.go:10 0x80f ebab JMP %22%22.main(SB) TEXT %22%22.test.func1(SB) gofile../Users/user/go/src/test/main.go main.go:5 0x84b 4883ec10 SUBQ $0x10, SP main.go:5 0x84f 48896c2408 MOVQ BP, 0x8(SP) main.go:5 0x854 488d6c2408 LEAQ 0x8(SP), BP main.go:5 0x859 488b4208 MOVQ 0x8(DX), AX main.go:5 0x85d 48890424 MOVQ AX, 0(SP) main.go:6 0x861 48830064 ADDQ $0x64, 0(AX) main.go:7 0x865 488b6c2408 MOVQ 0x8(SP), BP main.go:7 0x86a 4883c410 ADDQ $0x10, SP main.go:7 0x86e c3 RET

递归函数

从本质上讲递归函数与普通函数并无特殊之处,只是不断调用自身,栈不断增加而已.在 C 里面栈大小是固定的,因此需要关心栈溢出(Stack overflow)的问题.不过 Go 里面栈根据需要自动扩容,不需要担心这个问题.

关于 defer 语句

defer与return

可以先看一下下面三个函数,尝试推理函数的返回值:

func f() (result int) { defer func() { result++ }() return 0}func f() (r int) { t := 5 defer func() { t = t + 5 }() return t}func f() (r int) { defer func(r int) { r = r + 5 }(r) return 1}

正确答案分别是:1,5,1.如果您的答案正确,可以略过下面的解释了 :)

”defer 后的函数调用 在 return 语句之前执行”这句话并不容易理解正确.实际上 return xxx 语句不是原子的,而是先将xxx写入到 caller 为返回值分配的栈空间,接着执行 RET 指令这两步操作.defer函数就是插入在 RET 指令前执行.

goroutine的控制结构里有一张记录defer表达式的表,编译器在defer出现的地方插入了指令 call runtime.deferproc,它将defer的表达式记录在表中.然后在函数返回之前依次从defer表中将表达式出栈执行,这时插入的指令是call runtime.deferreturn.

defer 与闭包

defer 语句调用的函数的参数是在defer注册时求值或复制的.因此局部变量作为参数传递给defer的函数语句后,后面对局部变量的修改将不再影响defer函数内对该变量值的使用.但是defer函数里使用非参数传入的外部函数的变量,将使用到该变量在外部函数生命周期内最终的值.

package mainimport "fmt"func test() { x, y := 10, 20 defer func(i int) { fmt.Println("defer:", i, y) }(x) x += 10 y += 100 fmt.Println(x, y)}func main(){ test()} 输出:20 120defer: 10 120

备注:

  • 内存中栈从高地址空间向低地址空间增长,栈顶比栈底的内存地址小,分配栈空间对应的是 sp 值的减小.
  • 写值是从低地址往高地址写,比如 SP 指向 0xff00,往栈里写入一个字(8 字节),占用的是 0xff00 到 0xff07 这 8 个字节.
  • intel存储字节的顺序为小端优先:即低有效字节存储在内存低地址中.
  • 在IA-32和X86-64中,字长定义为16位,dword(双倍字)是 32 位,qword(四倍字)是64位.

生成汇编文件的方法

  • 使用 go tool compile -N -l -S go_file.go 生成
  • 使用 go tool compile -N -l go_file.go编译成二进制文件,接着执行 go tool objdump bin_name.o反汇编出代码,可以通过 -s 指定函数名从而只反汇编特定函数:go tool objdump -s YOUR_FUNC_NAME bin_name.o
  • 使用 go build -gcflags -S生成 注意:go tool compile 和 go build -gcflags -S 生成的是过程中的汇编,go tool objdump生成的是最终的机器码的汇编.
  • 总结

    Go 语言完全使用栈来传递参数和返回值并由调用者负责清栈,通过栈传递返回值使得Go函数能支持多返回值,调用者清栈则可以实现可变参数的函数.Go 使用值传递的模式传递参数,因此传递数组和结构体时,应该尽量使用指针作为参数来避免大量数据拷贝从而提升性能.

    Go 方法调用的时候是将接收者作为参数传递给了callee,接收者分值接收者和指针接收者.

    当传递匿名函数的时候,传递的实际上是函数的入口指针.当使用闭包的时候,Go 通过逃逸分析机制将变量分配到堆内存,变量地址和函数入口地址组成一个存在堆上的结构体,传递闭包的时候,传递的就是这个结构体的地址.

    Go 的数据类型分为值类型和引用类型,但 Go 的参数传递是值传递.当传递的是值类型的时候,是完全的拷贝,callee里对参数的修改不影响原值;当传递的是引用类型的时候,callee里的修改会影响原值.

    带返回值的return语句对应的是多条机器指令,首先是将返回值写入到caller在栈上为返回值分配的空间,然后执行ret指令.有defer语句的时候,defer语句里的函数就是插入到 ret 指令之前执行.

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