【Golang】Application Binary Interface

ABI（Application Binary Interface）x86-64%rax%rdi%rsi%rdx%rcx%r8%r9

GoABIGoABIInternalABI0GoABIInternalwrapper

ABI0ABIInternalGoGomath/bigGoProposal: Create an undefined internal calling convention

Go1.17 Release Notes Compiler5%2%Go1.17Amd64

Go1.18 Release Notes CompilerGOARCH=arm64OARCH=ppc64, ppc64le64ARM64PowerPC10%

Go

ABI0FPABI0ABIInternalABI0ABIInternal

为了测试Go不同版本的调用规约，我们使用下面的示例代码：

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package abi

import "fmt"

//go:noinline
func add(a, b, c, d, e, f, g, h, i, j int) (int, int, int, int, int, int, int, int, int, int) {
	sum := a + b + c + d + e + f + g + h + i + j
	return sum, 999, 888, 777, 666, 555, 444, 333, 222, 111
}

//go:nosplit
func callAdd() {
	fmt.Println(add(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10))
}

测试机的系统信息如下：

Linux ecs-335906 4.18.0-348.7.1.el8_5.x86_64 #1 SMP Wed Dec 22 13:25:12 UTC 2021 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

使用下面的指令获取Go的汇编代码：

go tool compile -S -l abi.go

go version go1.17.8 linux/amd64

Go1.17AXBXCXDISIR8R9R10R11

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"".add STEXT nosplit size=88 args=0x58 locals=0x0 funcid=0x0
	0x0000 00000 (abi.go:6)	TEXT	"".add(SB), NOSPLIT|ABIInternal, $0-88
	0x0000 00000 (abi.go:6)	FUNCDATA	$0, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
	0x0000 00000 (abi.go:6)	FUNCDATA	$1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
	0x0000 00000 (abi.go:6)	FUNCDATA	$5, "".add.arginfo1(SB)
	0x0000 00000 (abi.go:8)	MOVQ	$111, "".~r19+16(SP) // 返回值10
	0x0009 00009 (abi.go:7)	LEAQ	(BX)(AX*1), DX // 计算 a + b，LEAQ指令的特殊运用，可以用来求和
	0x000d 00013 (abi.go:7)	ADDQ	CX, DX         // 计算 a + b + c
	0x0010 00016 (abi.go:7)	ADDQ	DI, DX         // 计算 a + b + c + d
	0x0013 00019 (abi.go:7)	ADDQ	SI, DX         // 计算 a + b + c + d + e
	0x0016 00022 (abi.go:7)	ADDQ	R8, DX         // 计算 a + b + c + d + e + f
	0x0019 00025 (abi.go:7)	ADDQ	R9, DX         // 计算 a + b + c + d + e + f + g
	0x001c 00028 (abi.go:7)	ADDQ	R10, DX        // 计算 a + b + c + d + e + f + g + h
	0x001f 00031 (abi.go:7)	ADDQ	R11, DX        // 计算 a + b + c + d + e + f + g + h + i 放到DX中
	0x0022 00034 (abi.go:7)	MOVQ	"".j+8(SP), R12 // 读取参数10，j，放到R12中
	0x0027 00039 (abi.go:7)	LEAQ	(R12)(DX*1), AX // 计算 DX + j，放到AX中返回
	0x002b 00043 (abi.go:8)	MOVL	$999, BX        // 返回值2
	0x0030 00048 (abi.go:8)	MOVL	$888, CX        // 返回值3
	0x0035 00053 (abi.go:8)	MOVL	$777, DI        // 返回值4
	0x003a 00058 (abi.go:8)	MOVL	$666, SI        // 返回值5
	0x003f 00063 (abi.go:8)	MOVL	$555, R8        // 返回值6
	0x0045 00069 (abi.go:8)	MOVL	$444, R9        // 返回值7
	0x004b 00075 (abi.go:8)	MOVL	$333, R10       // 返回值8
	0x0051 00081 (abi.go:8)	MOVL	$222, R11       // 返回值9
	0x0057 00087 (abi.go:8)	RET

"".callAdd STEXT nosplit size=558 args=0x0 locals=0x148 funcid=0x0
	0x0000 00000 (abi.go:12)	TEXT	"".callAdd(SB), NOSPLIT|ABIInternal, $328-0
	0x0000 00000 (abi.go:12)	SUBQ	$328, SP
	0x0007 00007 (abi.go:12)	MOVQ	BP, 320(SP)
	0x000f 00015 (abi.go:12)	LEAQ	320(SP), BP
	0x0017 00023 (abi.go:12)	FUNCDATA	$0, gclocals·69c1753bd5f81501d95132d08af04464(SB)
	0x0017 00023 (abi.go:12)	FUNCDATA	$1, gclocals·a9e740cbf6936fdd3f94716bd5034c63(SB)
	0x0017 00023 (abi.go:12)	FUNCDATA	$2, "".callAdd.stkobj(SB)
	0x0017 00023 (abi.go:13)	PCDATA	$0, $-2
	0x0017 00023 (abi.go:13)	MOVQ	$10, (SP)  // 参数j
	0x001f 00031 (abi.go:13)	MOVL	$1, AX     // 参数a
	0x0024 00036 (abi.go:13)	MOVL	$2, BX     // 参数b
	0x0029 00041 (abi.go:13)	MOVL	$3, CX     // 参数c
	0x002e 00046 (abi.go:13)	MOVL	$4, DI     // 参数d
	0x0033 00051 (abi.go:13)	MOVL	$5, SI     // 参数e
	0x0038 00056 (abi.go:13)	MOVL	$6, R8     // 参数f
	0x003e 00062 (abi.go:13)	MOVL	$7, R9     // 参数g
	0x0044 00068 (abi.go:13)	MOVL	$8, R10    // 参数h
	0x004a 00074 (abi.go:13)	MOVL	$9, R11    // 参数i
	0x0050 00080 (abi.go:13)	PCDATA	$1, $0
	0x0050 00080 (abi.go:13)	CALL	"".add(SB)
    ...

add

go version go1.16.15 linux/amd64

可以很明显的看出这个版本中指令较多，参数传递都是通过栈来传递，需要计算的时候再复制到寄存器中进行运算。

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"".add STEXT nosplit size=179 args=0xa0 locals=0x0 funcid=0x0
	0x0000 00000 (abi.go:6)	TEXT	"".add(SB), NOSPLIT|ABIInternal, $0-160
	0x0000 00000 (abi.go:6)	FUNCDATA	$0, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
	0x0000 00000 (abi.go:6)	FUNCDATA	$1, gclocals·33cdeccccebe80329f1fdbee7f5874cb(SB)
	0x0000 00000 (abi.go:7)	MOVQ	"".a+8(SP), AX    // 参数 a -> AX
	0x0005 00005 (abi.go:7)	MOVQ	"".b+16(SP), CX   // 参数 b -> CX
	0x000a 00010 (abi.go:7)	ADDQ	CX, AX            // a+b -> AX
	0x000d 00013 (abi.go:7)	MOVQ	"".c+24(SP), CX   // 参数 c -> CX
	0x0012 00018 (abi.go:7)	ADDQ	CX, AX            // a+b+c -> AX
	0x0015 00021 (abi.go:7)	MOVQ	"".d+32(SP), CX   // 参数 d -> CX
	0x001a 00026 (abi.go:7)	ADDQ	CX, AX            // a+b+c+d -> AX
	0x001d 00029 (abi.go:7)	MOVQ	"".e+40(SP), CX   // 参数 e -> CX
	0x0022 00034 (abi.go:7)	ADDQ	CX, AX            // a+b+c+d+e -> AX
	0x0025 00037 (abi.go:7)	MOVQ	"".f+48(SP), CX   // 参数 f -> CX
	0x002a 00042 (abi.go:7)	ADDQ	CX, AX            // a+b+c+d+e+f -> AX
	0x002d 00045 (abi.go:7)	MOVQ	"".g+56(SP), CX   // 参数 g -> CX
	0x0032 00050 (abi.go:7)	ADDQ	CX, AX            // a+b+c+d+e+f+g -> AX
	0x0035 00053 (abi.go:7)	MOVQ	"".h+64(SP), CX   // 参数 h -> CX
	0x003a 00058 (abi.go:7)	ADDQ	CX, AX            // a+b+c+d+e+f+g+h -> AX
	0x003d 00061 (abi.go:7)	MOVQ	"".i+72(SP), CX   // 参数 i -> CX
	0x0042 00066 (abi.go:7)	ADDQ	CX, AX            // a+b+c+d+e+f+g+h+i -> AX
	0x0045 00069 (abi.go:7)	MOVQ	"".j+80(SP), CX   // 参数 j -> CX
	0x004a 00074 (abi.go:7)	ADDQ	CX, AX            // a+b+c+d+e+f+g+h+i+j -> AX
	0x004d 00077 (abi.go:8)	MOVQ	AX, "".~r10+88(SP)    // 返回值sum
	0x0052 00082 (abi.go:8)	MOVQ	$999, "".~r11+96(SP)
	0x005b 00091 (abi.go:8)	MOVQ	$888, "".~r12+104(SP)
	0x0064 00100 (abi.go:8)	MOVQ	$777, "".~r13+112(SP)
	0x006d 00109 (abi.go:8)	MOVQ	$666, "".~r14+120(SP)
	0x0076 00118 (abi.go:8)	MOVQ	$555, "".~r15+128(SP)
	0x0082 00130 (abi.go:8)	MOVQ	$444, "".~r16+136(SP)
	0x008e 00142 (abi.go:8)	MOVQ	$333, "".~r17+144(SP)
	0x009a 00154 (abi.go:8)	MOVQ	$222, "".~r18+152(SP)
	0x00a6 00166 (abi.go:8)	MOVQ	$111, "".~r19+160(SP)
	0x00b2 00178 (abi.go:8)	RET

"".callAdd STEXT nosplit size=789 args=0x0 locals=0x190 funcid=0x0
	0x0000 00000 (abi.go:12)	TEXT	"".callAdd(SB), NOSPLIT|ABIInternal, $400-0
	0x0000 00000 (abi.go:12)	SUBQ	$400, SP
	0x0007 00007 (abi.go:12)	MOVQ	BP, 392(SP)
	0x000f 00015 (abi.go:12)	LEAQ	392(SP), BP
	0x0017 00023 (abi.go:12)	FUNCDATA	$0, gclocals·69c1753bd5f81501d95132d08af04464(SB)
	0x0017 00023 (abi.go:12)	FUNCDATA	$1, gclocals·a9e740cbf6936fdd3f94716bd5034c63(SB)
	0x0017 00023 (abi.go:12)	FUNCDATA	$2, "".callAdd.stkobj(SB)
	0x0017 00023 (abi.go:13)	PCDATA	$0, $-2
	0x0017 00023 (abi.go:13)	MOVQ	$1, (SP)   // 参数 a
	0x001f 00031 (abi.go:13)	MOVQ	$2, 8(SP)  // 参数 b
	0x0028 00040 (abi.go:13)	MOVQ	$3, 16(SP) // 参数 c
	0x0031 00049 (abi.go:13)	MOVQ	$4, 24(SP) // 参数 d
	0x003a 00058 (abi.go:13)	MOVQ	$5, 32(SP) // 参数 e
	0x0043 00067 (abi.go:13)	MOVQ	$6, 40(SP) // 参数 f
	0x004c 00076 (abi.go:13)	MOVQ	$7, 48(SP) // 参数 g
	0x0055 00085 (abi.go:13)	MOVQ	$8, 56(SP) // 参数 h
	0x005e 00094 (abi.go:13)	MOVQ	$9, 64(SP) // 参数 i
	0x0067 00103 (abi.go:13)	MOVQ	$10, 72(SP)// 参数 j
	0x0070 00112 (abi.go:13)	PCDATA	$1, $0
	0x0070 00112 (abi.go:13)	CALL	"".add(SB)
    ...

栈结构如下图所示：

ABIInternalABI0

GopqABI0Go 1.17Wrapper

main.goasm.smsaGOPATH

go version go1.17.8 linux/amd64
go build -o testmsa -gcflags=“-S -l” msa

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