linux - 组装 - NASM 析因问题

Question

您好，我正在使用 NASM 在 Assembly 中编写阶乘函数。我必须使用俄语乘法代替 mul 来完成我的作业。我正在使用 32 位 Linux

这是我的阶乘代码

section .text
global factorial
extern rpmult

factorial:
    push    ebp
    mov     ebp, esp
    sub     esp, 4 ;creates memory for local variable at ebp-4
    mov     esi, [ebp+8] ; put n in esi
    cmp     esi, 1 ; n <= 1
    jbe     .done ; if so jump to done

.try:
    mov     [ebp-4],esi ;adds n temporarily into ebp-4
    dec     esi ; n - 1
    push    esi ; push arugment
    call    factorial ;call factorial again stores result in esi
    add     esp, 4 ;gets rid of the argument    

    mov     edi, esi ;copies n - 1 into edi    
    mov     esi,[ebp+4] ;gets the original value back (n)
    call    rpmult ;multiply
    jmp     .done ;once it reaches here, finished the function

.done:
    mov     esp, ebp ;restores esp
    pop     ebp
    ret     ;return the value

这是我的 rpmult 代码:

section .text

global rpmult

rpmult:
    push    ebp
    mov     ebp, esp
    sub     esp, 4     ;allocate m

    mov     dword [ebp-4], 0   ; m = 0;
.while:
    test    edi, edi   ; x == 0?
    je      .done
    test    esi, esi   ; y == 0?
    je      .done

    test    edi, 0x01  ; x is odd?
    jz      .shifts
    add     [ebp-4], esi   ; m += y;

.shifts:
    shr     edi, 1     ; x >>= 1;
    shl     esi, 1     ; y <<= 1;
    jmp     .while

.done:
    mov     eax, [ebp-4]
    ;mov    esp, ebp
    ;pop    ebp
    leave
    ret

当我通过 C 程序使用函数时，说出 4 的阶乘!我明白了

4! = 13803416593125867520

我相信我的代码是正确的，但我不知道该怎么做。我需要让阶乘函数与 rpmult 函数一起用于我的期末考试。任何帮助表示赞赏!谢谢!

Answer 1

(注意:我重写了这个答案，在我更加清醒的时候再次查看它，并阅读了@lloydm 的评论。)

存在三个问题区域:

1) 递归的基本情况

调试递归函数时，首先检查基本情况总是明智的。

那么在计算 1! 时会发生什么？

factorial:
push ebp
mov ebp, esp
sub esp, 4 ;creates memory for local variable at ebp-4
mov esi, [ebp+8] ; put n in esi
cmp esi, 1 ; n <= 1
jbe .done ; if so jump to done
...
.done:
mov esp, ebp ;restores esp
pop ebp
ret ;return the value

这里已经有两个问题:

1. 您希望这段代码在从 C 调用时能够正常工作，这意味着您需要遵循通常的调用约定(对于带有 gcc 的 Linux 来说，这意味着“cdecl”- 参见 http://en.wikipedia.org/wiki/X86_calling_conventions)。所以你需要保留esi、edi、ebp和ebx。但是这段代码覆盖了 esi 中的任何内容。当从 C 调用该函数时，这将导致不可预测的行为，因为 C 编译器生成的代码将假定调用 factorial 之前 esi 中的任何内容仍然存在当它返回时。只有先将它们的值保存在某个地方(并在返回之前恢复它们)，才能使用这些寄存器。

2. 返回值在 eax 中传递，但您并未在此处向 eax 中放入任何内容。您希望 1! 的答案是 1，而不是“此时 eax 中碰巧出现的任何随机垃圾”!

2)递归的递归情况

...
.try:
mov [ebp-4],esi ;adds n temporarily into ebp-4
dec esi ; n - 1
push esi ; push arugment
call factorial ;call factorial again stores result in esi
add esp, 4 ;gets rid of the argument    
mov edi, esi ;copies n - 1 into edi    
mov esi,[ebp+4] ;gets the original value back (n)
call rpmult ;multiply
jmp .done ;once it reaches here, finished the function
...

1. edi，和esi一样，是需要保存的寄存器，如上所述。

2. 行 mov edi, esi ;copys n - 1 into edi 是错误的。您不想将 n - 1 放入 edi - 您正在尝试计算 (n-1)!*n ，所以你想将 (n-1)! 放入 edi，即递归调用计算的答案。正如@lloydm 指出的那样，它在 eax 中返回。 (我被我原来回答中的评论误导了，以为你真的想把 n - 1 放到 edi 中。那也行不通，因为 esi 在 call factorial 之后不再包含 n - 1，因为您不遵循调用约定。)

3. mov esi,[ebp+4] ;gets the original value back (n) 是错误的(正如我最初指出的)； [ebp+4] 包含返回地址；这应该是 [ebp-4]。

3) 奇怪的大值

4! = 13803416593125867520 是一个比它第一次出现时更奇怪的答案:它对于 32 位值来说太大了。 (十六进制:0xbf8f964200000000，因此它是一个 64 位值，前 32 位为大数，后 32 位为零。)

考虑到其他错误，您可能希望得到一个完全随机的值作为答案，但 factorial 返回一个 32 位随机值。那么为什么要在这里打印 64 位值呢？ (如果你不是故意这样做，我想这可能与 C 代码做了一些奇怪的事情有关，因为 esi 和 edi 没有被你的代码保留。 )

调试提示

不要一开始就试图找出为什么 factorial(5) 不起作用。使用 factorial(1) 尽可能简单地开始。然后处理 factorial(2) 等