波仔
⚙️ 第十章 通过汇编语言认识程序的真面目
📄 一句话概括

循环在汇编里只有一件事：把指令指针拨回去——它不是什么新东西，只是【比较 + 按条件跳回去】而已。

📝 本节和前面几节的关系

10.7 到 10.9 讲的是函数相关的机制，这一节回到第一章那个问题：循环在硬件上到底长什么样。

一、循环的全部秘密就一句

程序在硬件上是一条一条按顺序走的（1.3 讲过），走的位置由程序计数器记着。 循环做的事只有一件：在循环体末尾，让程序计数器跳回循环开头。 就这么简单——往前跳是分支，往回跳是循环（1.4 讲过）。 所以看汇编里的循环，只要找到那条【往回跳】的指令，循环的范围就确定了。

二、一个求和循环的五条指令

求 1 + 2 + 3 + 4，写成汇编是这样： movl $0, %eax——累计值放 eax，先清零。 movl $1, %ecx——计数器放 ecx，从 1 开始。 loop: 标签下面四条：加当前的数、计数器加 1、跟 4 比一比、不超就跳回去。 整个循环体只有四条指令，核心是最后那条跳转。

三、逐圈看它是怎么停下来的

第 1 圈：eax 从 0 加到 1，ecx 变成 2，2 小于等于 4，跳。 第 2 圈：eax 变成 3，ecx 变成 3，还跳。 第 3 圈：eax 变成 6，ecx 变成 4，仍然跳。 第 4 圈：eax 变成 10，ecx 变成 5，这次不比 4 小，不跳了。 循环就停在这里——四圈下来 eax 正好是 10。

四、停下来的条件从哪儿来

cmpl $4, %ecx 自己不跳、也不改变流程——它只负责把比较结果记进标志位。 真正决定去哪儿的是后面那条 jle loop——它读标志位，决定跳不跳。 同一套机制，跳的方向不同，就成了循环或者分支（10.11 接着讲）。 所以循环没什么神秘的：它就是【条件不成立就不往回跳】。

五、动手 Demo：循环的工作原理

循环在汇编里只有一件事：把指令指针拨回去。 求 1 + 2 + 3 + 4，逐圈看它每一圈做了什么、什么时候停。

prog = [
    ("movl", "$0", "%eax"),
    ("movl", "$1", "%ecx"),
    ("label", "loop"),
    ("addl", "%ecx", "%eax"),
    ("incl", "%ecx"),
    ("cmpl", "$4", "%ecx"),
    ("jle", "loop"),
]
vm = VM(prog)
vm.run()
print("循环结束时的和", vm.reg["eax"])
eax, ecx, rnd = 0, 1, 0
while True:
    rnd += 1
    eax += ecx
    ecx += 1
    print("第 %d 圈  eax=%d  ecx=%d  还跳吗=%s" % (rnd, eax, ecx, ecx <= 4))
    if ecx > 4:
        break

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
循环的工作原理
--------------------------------------------------------------------

**循环在汇编里只有一件事：把指令指针拨回去。**

  求 1 + 2 + 3 + 4 的和，写成汇编是这样：

        movl $0, %eax      ; 累计值放 eax，先清零
        movl $1, %ecx      ; 计数器放 ecx，从 1 开始
    loop:
        addl %ecx, %eax    ; 加上当前的数
        incl %ecx          ; 计数器加 1
        cmpl $4, %ecx      ; 跟 4 比一比
        jle loop           ; 还没超过 4 就跳回 loop

  圈     加之前 eax     本圈加的 ecx     加完 eax     incl 后 ecx     ecx ≤ 4 吗     jle 跳吗
  --------------------------------------------------------------------------------------------
  1      0              1                1            2               是             跳
  2      1              2                3            3               是             跳
  3      3              3                6            4               是             跳
  4      6              4                10           5               否             不跳

    循环结束时的和      10
    循环走了几圈        4 圈
    循环体执行了        4 次

  **看清最后一行：这一圈的 jle 没跳，循环就结束了。**
  所以循环不是什么新东西——**它只是【比较 + 按条件跳回去】而已。**

实测：四圈之后 eax = 10，ecx = 5；最后一条 jle 没跳，循环就此结束。 循环不是什么新东西——它只是【比较 + 按条件跳回去】而已。

30 秒实验

  1. 把比较的值从 4 改成 10，算一算循环会走几圈、和是多少。
  2. 想一想：如果循环体里忘了让计数器加 1，会发生什么。

常见误区

  1. 以为循环是硬件里的一种专门结构。它就是往回跳。
  2. 以为循环结束是【自动判断】的。是跳转指令这一次没有跳。
自测三问（点开对答案） 1. 循环在硬件上是怎么实现的？ —— 在循环体末尾让程序计数器跳回循环开头，不往回跳就走出循环。 2. 1 + 2 + 3 + 4 这个循环一共走了几圈？ —— 四圈，eax 依次变成 1、3、6、10，最后 ecx 变成 5，条件不成立而退出。 3. 谁负责决定跳不跳？ —— 跳转指令：它读取比较指令写下的标志位，决定是否改动程序计数器。

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