汇编 x86 中的递归：斐波那契

Question

我正在尝试在汇编中编写递归斐波那契序列，但由于某种原因它无法正常工作。

没有报错，但是输出的编号总是错的。

section .bss
  _bss_start:
    ; store max iterations
    max_iterations resb 4
  _bss_end:

section .text
  global _start

; initialise the function variables
_start:
  mov dword [max_iterations], 11
  mov edx, 0
  push 0
  push 1
  jmp fib

fib:
  ; clear registers
  mov eax, 0
  mov ebx, 0
  mov ecx, 0
  ; handle fibonacci math
  pop ebx
  pop eax
  add ecx, eax
  add ecx, ebx
  push eax
  push ebx
  push ecx
  ; incriment counter / exit contitions
  inc edx
  cmp edx, [max_iterations]
  je print
  ; recursive step
  call fib
  ret

print:
  mov eax, 1
  pop ebx
  int 0x80

例如，上面的代码打印的值是 79 而不是 144（第 11 个斐波那契数）。

或者，如果我做

mov dword [max_iterations], 4

然后上面的代码打印 178 而不是 5（第 5 个斐波那契数）。

有人有想法吗？

K

Answer 1

作为一种方法，您应该尝试使用尽可能少的输入进行调试，例如 1 次迭代。这将是最具启发性的，因为您可以非常详细地看到它做错事，而不必担心多次递归。如果可行，请进行 2 次迭代。

当您使用复杂的寻址模式时，调试起来会更加困难，因为我们看不到处理器在做什么。因此，当使用复杂寻址模式的指令不起作用时，您想对其进行调试，然后将该指令拆分为 2 条指令，如下所示：

mov   dword [fibonacci_seq + edx + 4], ecx
---
lea   esi, [fibonacci_seq + edx + 4]
mov   [esi], ecx

通过备用代码序列，您可以观察寻址模式计算的价值，这将为您提供额外的调试洞察力。

再举一个例子：

cmp edx, [max_iterations]
---
mov edi, [max_iterations]
cmp edx, edi

使用 2 指令版本，您将能够看到处理器将 edx 与什么值进行比较。

或者更好的是，在循环之前执行一次 mov 加载，这样您就可以一直将循环绑定在寄存器中。这就是当你有足够的寄存器时你通常应该做的，只有当你用完时才使用内存。

---

您从代码中的一个地方jmping 到fib，从另一个地方calling 它。尽管您的逻辑应该可以工作，因为当您达到限制时，您不会返回主代码，这是非常糟糕的形式：将主代码与函数混合。更多内容如下...

---

mov dword [fibonacci_seq + edx + 4], ecx

这对你有用吗？您只是将 edx 增加 1。也许您想要：

mov dword [fibonacci_seq + edx * 4], ecx

---

我认为您的代码并不是真正的递归。

call fib      ; jumps to fib, pushes a return address
ret           ; never, ever reached, so, pointless
---
jmp fib       ; iterate w/o pushing unwanted return address onto the stack

1 指令 jmp 将优于 call 作为一种迭代机制，在 b/c 部分它不会将不必要的返回地址压入堆栈。

当您使用 2 次迭代进行调试时，您可能会看到调用推送的未使用的返回地址扰乱了您的“参数”传递，弹出。

为了扩展“递归”，当迭代停止并且控制转移到print 时，堆栈上将有大约 11 个（取决于迭代次数）未使用的返回地址（以弹出和推送的干扰为模） .

递归调用仅用于迭代，递归永远不会展开。因此，我认为它不是递归的（甚至不是尾递归）——它只是错误地将一些未使用的返回地址推入堆栈——这不是递归。

Answer 2

这一行是你的主要问题：

mov dword [fibonacci_seq + edx + 4], ecx

由于 +4，您永远不会写入“数组”的第一个条目。而且因为您只将 EDX 增加 1，所以每次写入数组都会覆盖前一个条目的 3 个字节。试试这个：

    mov dword [fibonacci_seq + edx * 4], ecx

Answer 3

有点重新设计，因为我没有意识到调用指令是这样使用堆栈的，解决方法在这里

section .bss
  _bss_start:
    ; store max iterations and current iteration
    max_iterations resb 4
    iteration resb 4
    ; store arguments
    n_0 resb 4
    n_1 resb 4
  _bss_end:

section .text
  global _start

; initialise the function variables
_start:
  mov dword [max_iterations], 11
  mov dword [iteration], 0
  mov dword [n_0], 0
  mov dword [n_1], 1
  jmp fib

fib:
  mov ecx, 0
  mov edx, 0
  mov eax, [n_0]
  mov ebx, [n_1]
  add ecx, eax
  add ecx, ebx
  mov edx, [n_1]
  mov dword [n_0], edx
  mov dword [n_1], ecx

  mov edx, [iteration]
  inc edx
  mov dword [iteration], edx

  cmp edx, [max_iterations]
  je print

  call fib
  ret

print:
  mov eax, 1
  mov ebx, [n_1]
  int 0x80