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有一天，有一个程序员叫做 Bob，他写了一个用 Go 语言实现的阶乘函数。但是，当数据规模变大时，运行速度非常慢。于是，他的老板让他改成用汇编语言实现。Bob 很不情愿，但还是学习了汇编语言，并写出了一个能跑得飞快的阶乘函数。

最后，Bob 成为了一名出色的汇编程序员，并因为他的阶乘函数而获得了巨大的成功。他明白，汇编语言可以让他的程序更快、更简洁。

所以，如果你想写出高效、简洁的程序，就要学习汇编语言。

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咱们先从简单的入手，用 Go 实现一个完整的阶乘函数：

package main
import "fmt"
func factorial(n int) int {    result := 1    for i := 1; i <= n; i++ {        result *= i    }    return result}
func main() {    fmt.Println(factorial(5))  // Output: 120}

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接下来，我们把 factorial 函数转换成汇编语言。

首先，我们要在 Go 代码里将 factorial 函数的函数体移除，只包含函数定义（声明），这告诉 Go 编译器，该函数会在另一个文件里由汇编实现。

package main
import "fmt"
func factorial(n int) int
func main() {    fmt.Println(factorial(5))}

然后，我们新建一个文件 fac.s，内容如下：

TEXT ·factorial(SB), $0-8    MOVQ n+0(FP), CX    MOVQ $1, DXLOOP:    IMULQ CX, DX    DECQ CX    JNZ LOOP    MOVQ DX, result+8(FP)    RET

编译运行：

$ go run . 

120

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这段代码是一个用汇编语言实现的阶乘函数。它的作用是计算给定数字 n 的阶乘。

它的实现方式是使用一个无限循环来计算阶乘。在循环的每一次迭代中，它将结果与当前的数字相乘，然后将当前的数字减 1。最后，它将结果存储到 result 变量中，并退出函数。

接下来咱们逐句分析这段代码：

1. TEXT ·factorial(SB), $0-8

1. TEXT 表示这个方法在 TEXT 段中

2. · 是Unicode的「中点」（中文输入法，1左边的按键），前面省略了包名，表示这是 main 包的 factorial 函数

3. SB 是 stack base pointer，Go ASM 中的「伪寄存器」（不是硬件寄存器），大致等同于程序的起始地址

4. $0-8：0 表示这个函数没有局部变量，8 表示返回值占用8个字节

2. MOVQ n+0(FP), CX

1. MOVQ 的 Q 表示 8 个字节

2. n+0(FP) 表示变量 n 在 FP（Frame Pointer，伪寄存器，表示这个函数的栈帧起始位置） + 0 的位置（即第一个参数）。注意 Go ASM 要求形式上必须是「变量名+偏移量(FP)」这个写法，但是变量名n没有实际意义，只是用来助记。

3. CX 即 x86/x86_64 的 CX（16bit），ECX（32bit），RCX（64bit） 寄存器，具体多长取决于前面的指令（MOVQ是64bit）

4. 这句的意思是把第一个参数的值写入 RCX

3. MOVQ $1, DX

1. $1：$开头的是立即数

2. 这句的意思是给 RDX 赋值为 1

4. IMULQ CX, DX

1. DX = DX * CX

5. DECQ CX

1. CX = CX - 1

6. JNZ LOOP

1. JNZ: Jump if Not Zero

2. 当CX 不等于 0 时跳转到 LOOP

7. MOVQ DX, result+8(FP)

1. 将 RDX 的值写入到 FP+8 的位置。

8. RET

1. 返回到调用方。

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需要注意的是，为了实现上更简洁，这段汇编代码和Go代码并不是等价的。

如果输入的 n 为负数，会导致代码出错。这是因为，这段代码中没有判断边界条件，所以如果输入的 n 为负数，就会无限循环下去，造成程序运行时间过长或者程序崩溃。

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最后，这篇文章是 ChatGPT 和我一起完成的。

细心如你，应该发现了哪些是它的贡献，以及它犯的一个错误。

p.s. 题图由 6pen.art 生成，关键词「Golang 汇编语言 阶乘」。

参考：

[1] Golang ASM 简明教程：https://jiajunhuang.com/articles/2020_04_22-go_asm.md.html

[2] A Quick Guide to Go's Assembler：https://go.dev/doc/asm

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