汇编golang函数多返回值通过汇编看golang函数的多返回值问题

时间:2021-04-22 Go语言中文网人气:6

golang这门语言，有个比较好的特性，就是支持函数的多返回值。想C，C++，Java等这些语言，是不支持函数多返回的。但是C，C++可以使用传递指针，实现函数多返回。但是，你有没有想过，golang是怎样实现函数多返回值的呢？

我们知道，C，C++是通过寄存器实现函数返回值的，也就是先把返回值写入到一个寄存器中，然后再从寄存器中，读到函数的返回值。golang也是这样实现的吗？

伟大的思想家孔子曾说过，在源码面前一切都如同裸奔。后来，鲁迅先生，总结了孔子的思想，说出了，在汇编面前，一切语法都是纸老虎。

下面我们通过golang的汇编指令，来看一下golang是怎样实现函数的多返回值的

在看汇编之前，我们先用go的 debug 函数看下函数的栈信息

代码很简单，不用解释了

package main
import (
 "fmt"
 "runtime/debug"
)

func main() {
 one(3)
}

func one(a int) (int, int) {
 fmt.Println(string(debug.Stack()))
 return a, a + 5
}

我标红的这一行，就是 one 函数的栈信息，第一个参数 0x3 很好理解，就是我们传入的参数 3

，但是后面这两个是啥？还有，我明明只传了一个参数，为啥会传入三个参数？

到这里，我也就不卖关子了，直接说了，后面这两个参数，就是one函数返回值的地址，也就是说，one函数返回值地址不在one函数中，而是在调用one函数的mian函数中。golang的函数返回值，和C，C++的不同，golang的返回值是通过栈内地址实现的（返回值的地址是由函数调用者提供）。

package main

func main() {
 var b, c *int
 one(3, b, c)
}

func one(a int, b, c *int) {
}

也就是说，刚开始的那段代码，和这段在功能实现上，没有什么差别，只是golang编译器提供的一个语法糖。

下面通过汇编来看一下

这次我们不是对深入分析golang的汇编，只是从汇编层面，验证我们之前结论（golang函数多返回问题）

所以，不会死磕plan9汇编语法，说实话，plan9的很多知识我也不懂，大学没开过汇编的课程，这些东西都是因为兴趣自学的。

golang用的是plan9汇编，看plan9之前，先了解一下plan9的几个概念

go汇编中有4个伪寄存器

FP: Frame pointer，指向栈底位置，一般用来引用函数的输入参数，用来访问函数的参数
PC: Program counter: 程序计数器，用于分支和跳转
SB: Static base pointer: 一般用于声明函数或者全局变量
SP: Stack pointer：指向当前栈帧的局部变量的开始位置(栈顶位置)，一般用来引用函数的局部变量

我们用这段代码进行汇编

package main

func main() {
 one(3)
}

func one(a int) (int, int) {
 return a, a + 5
}

使用 go tool compile -N -l -S main.go 得到汇编代码

"".main STEXT nosplit size=2 args=0x0 locals=0x0
  0x0000 00000 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:3)  TEXT "".main(SB), NOSPLIT|ABIInternal, $0-0
  0x0000 00000 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:3)  FUNCDATA  $0, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
  0x0000 00000 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:3)  FUNCDATA  $1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
  0x0000 00000 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:3)  FUNCDATA  $3, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
  0x0000 00000 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:4)  PCDATA $2, $0
  0x0000 00000 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:4)  PCDATA $0, $0
  0x0000 00000 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:4)  XCHGL AX, AX
  0x0001 00001 (<unknown line number>) RET
  0x0000 90 c3           ..
"".one STEXT nosplit size=20 args=0x18 locals=0x0
  0x0000 00000 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:7)  TEXT "".one(SB), NOSPLIT|ABIInternal, $0-24
  0x0000 00000 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:7)  FUNCDATA  $0, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
  0x0000 00000 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:7)  FUNCDATA  $1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
  0x0000 00000 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:7)  FUNCDATA  $3, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
  0x0000 00000 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:8)  PCDATA $2, $0
  0x0000 00000 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:8)  PCDATA $0, $0
  0x0000 00000 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:8)  MOVQ "".a+8(SP), AX
  0x0005 00005 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:8)  MOVQ AX, "".~r1+16(SP)
  0x000a 00010 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:8)  ADDQ $5, AX
  0x000e 00014 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:8)  MOVQ AX, "".~r2+24(SP)
  0x0013 00019 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:8)  RET
  0x0000 48 8b 44 24 08 48 89 44 24 10 48 83 c0 05 48 89 H.D$.H.D$.H...H.
  0x0010 44 24 18 c3          D$..

我只截取了和main，one函数相关的部分

TEXT "".one(SB), NOSPLIT|ABIInternal, $0-24 这行最后， $0-24 的含义，0代表one函数的栈帧大小(局部变量+可能需要的额外调用函数的参数空间的总大小)，因为one函数中没有额外开销，所有大小是0，24是传入参数和返回值的大小，单位是字节。传入的参数和返回值都是 int ，在64位机器上，大小是8个字节，64位。

简单画一下栈的示意图

看一下这句 0x0000 00000 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:8) MOVQ "".a+8(SP), AX

SP寄存器指向的是栈顶的位置， AX 是一个通用寄存器

MOVQ指令把参数a 也就是(SP+8)的值搬到AX中

0x0005 00005 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:8) MOVQ AX, "".~r1+16(SP)
同样，把AX中的值搬到r1（返回值b）

0x000a 00010 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:8) ADDQ $5, AX
ADDQ 指令把AX值+5

0x000e 00014 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:8) MOVQ AX, "".~r2+24(SP)
最后把AX的值搬到r2(返回值c)

0x0013 00019 (C:\Users\bruce\Desktop\go\main.go:8) RET
最后RET指令，one函数结束

总结

通过对golang进行汇编，真实了之前的结论

golang函数的多返回值不是通过寄存器传递，使用过使用调用值提供的地址，赋值实现的

先写这些吧，我也是刚接触golang的汇编，文中如有不正确的地方，还请指出

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