スイッチ ケース アセンブリ レベル コード

Cygwin WindowsでCをプログラミングしています。少し C プログラミングを行い、言語に慣れた後、内部を見て、私が書いたコードに対してコンパイラが何をしているかを確認したいと思いました。

そこで、switch case ステートメントを含むコード ブロックを書き留め、以下を使用してそれらをアセンブリに変換しました:

gcc -S foo.c  
 

C ソースは次のとおりです:

switch(i)
 {
     case 1:
     {
         printf("Case 1\n");
         break;
     }
     case 2:
     {           printf("Case 2\n");
         break;
     }
     case 3:
     {
         printf("Case 3\n");
         break;
     }
     case 4:
     {
         printf("Case 4\n");
         break;
     }
     case 5:
     {
         printf("Case 5\n");
         break;
     }
     case 6:
     {
         printf("Case 6\n");
         break;
     }
     case 7:
     {
         printf("Case 7\n");
         break;
     }
     case 8:
     {
         printf("Case 8\n");
         break;
     }
     case 9:
     {
         printf("Case 9\n");
         break;
     }
     case 10:
     {
         printf("Case 10\n");
         break;
     }
     default:
     {
         printf("Nothing\n");
         break;
     }
 }  
 

同じ結果のアセンブリは次のようになります:

movl    $5, -4(%ebp)
 cmpl    $10, -4(%ebp)
 ja  L13
 movl    -4(%ebp), %eax
 sall    $2, %eax
 movl    L14(%eax), %eax
 jmp *%eax
 .section .rdata,"dr"
 .align 4
 L14:
 .long   L13
 .long   L3
 .long   L4
 .long   L5
 .long   L6
 .long   L7
 .long   L8
 .long   L9
 .long   L10
 .long   L11
 .long   L12
 .text
 L3:
 movl    $LC0, (%esp)
 call    _printf
 jmp L2
 L4:
 movl    $LC1, (%esp)
 call    _printf
 jmp L2
 L5:
 movl    $LC2, (%esp)
 call    _printf
 jmp L2
 L6:
 movl    $LC3, (%esp)
 call    _printf
 jmp L2
 L7:
 movl    $LC4, (%esp)
 call    _printf
 jmp L2
 L8:
 movl    $LC5, (%esp)
 call    _printf
 jmp L2
 L9:
 movl    $LC6, (%esp)
 call    _printf
 jmp L2
 L10:
 movl    $LC7, (%esp)
 call    _printf
 jmp L2
 L11:
 movl    $LC8, (%esp)
 call    _printf
 jmp L2
 L12:
 movl    $LC9, (%esp)
 call    _printf
 jmp L2
 L13:
 movl    $LC10, (%esp)
 call    _printf
 L2:  
 

現在、アセンブリでは、コードは最初に最後のケース (つまり、ケース 10) を最初にチェックしています。これは非常に奇妙です。そして、「i」を「eax」にコピーして、私を超えたことをしています。

コンパイラが switch..case のジャンプ テーブルを実装していると聞きました。それはこのコードがしていることですか？または、それは何をしていて、なぜですか？ケースの数が少ない場合、
コードは if...else ラダー用に生成されたものと非常に似ていますが、ケースの数が増えると、この変わった実装が見られます。

よろしくお願いします。

答え:

最初に、コードは i を 10 と比較し、値が 10 より大きい場合はデフォルトのケースにジャンプします (cmpl $10, -4(%ebp) 続いて ja L13 ).

コードの次のビットは、入力を左に 2 シフトします (sall $2, %eax ) これは、ジャンプ テーブルにオフセットを生成する 4 の倍数と同じです (テーブルの各エントリは 4 バイト長であるため)

次に、ジャンプ テーブル (movl L14(%eax), %eax) からアドレスをロードします。 ) にジャンプします (jmp *%eax ).

ジャンプ テーブルは単なるアドレスのリストです (アセンブリ コードではラベルで表されます):

L14:
 .long   L13
 .long   L3
 .long   L4
 ...
 

L13 という点に注意してください。 デフォルトのケースを表します。これは、ジャンプ テーブルの最初のエントリ (i が 0 の場合) であり、最初に特別に処理されます (i> 10 の場合)。