c语言if语句是如何变成汇编代码的？

• 2021 年 11 月 23 日
• 筆記

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。

3.7node->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

4.1gen_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。

4.2cmp_zero

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

4.3println(” 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。

4.4gen_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。

4.4.1gen_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。

4.5println(” 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。

4.6println(“.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。

4.7gen_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。

4.8println(“.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。