golang 返回值和c的底层区别

1、栈帧

栈帧结构的两端由两个指针来指定。寄存器ebp通常用做帧指针（frame pointer），而esp则用作栈指针（stack pointer）。在函数执行过程中，栈指针esp会随着数据的入栈和出栈而移动，因此函数中对大部分数据的访问都基于帧指针ebp进行。

esp和ebp: esp是栈指针，是cpu机制决定的，push、pop指令会自动调整esp的值；ebp只是存取某时刻的esp，这个时刻就是进入一个函数内后，cpu会将esp的值赋给ebp，此时就可以通过ebp对栈进行操作，比如获取函数参数，局部变量等，实际上使用esp也可以；

  • EBP：基址指针寄存器(extended base pointer)，存放一个指针，永远指向系统栈最上面一个栈帧的底部

  • ESP：栈指针寄存器(extended stack pointer)，存放一个指针，永远指向系统栈最上面一个栈帧的栈顶

  • EAX 寄存器也叫做累加寄存器，用于存储函数的返回值外也用于执行计算的 操作。
    在这里插入图片描述

  • 调用函数中push ebp,将main函数的ebp压栈，然后mov ebp, esp将当前函数的esp赋给ebp，得到当前函数的栈底地址。

//函数调用之所以能够返回，单靠保持返回地址是不够的，这一步压栈动作很重要，
//因为我们要标记函数调用者栈帧的帧底，这样才能找出保存了的返回地址，
//栈顶是不用保存的，因为上一个栈帧的顶部会是func的栈帧底部。（两栈帧相邻的）
push ebp; 

//mov指令将esp寄存器的值赋值给ebp寄存器。上一栈帧的顶部，就是这个栈帧的底部
mov ebp, esp;
  • 调用函数结束之前，执行leave指令，其实该指令等于下面两条指令：此时fun相关数据全部被出栈，ebp将得重新到main函数的栈底地址，esp回到函数栈顶部.
mov esp, ebp //mov 将ebp的值 赋值给esp
pop ebp  //将堆栈中的ebp值弹出

2、go汇编中有4个伪寄存器

  • FP: Frame pointer，指向栈底位置，一般用来引用函数的输入参数，用来访问函数的参数
  • PC: Program counter: 程序计数器，用于分支和跳转
  • SB: Static base pointer: 一般用于声明函数或者全局变量
  • SP: Stack pointer：指向当前栈帧的局部变量的开始位置(栈顶位置)，一般用来引用函数的局部变量

在 C 语言中调用一个函数，函数的参数是通过寄存器和栈传递的，在 x86_64 的机器上，6 个以下（含 6 个）的参数会按照顺序分别使用 edi、esi、edx、ecx、r8d 和 r9d 六个寄存器传递，超过 6 个的剩余参数会通过栈进行传递；函数的返回值是通过 eax 寄存器进行传递的，这也就是为什么 C 语言中不支持多个返回值。

fp+offset
+-----------+---\
| 返回值2 | \
+-----------+  \
| 返回值1 |  \
+---------+-+  
| 参数2 |  这些在调用函数中
+-----------+  
| 参数1 | 　 /
+-----------+  /
| 返回地址 | /
+-----------+--\/-----fp值
| 局部变量 | \
| ... | 被调用数栈祯
|   | /
+-----------+--/+---sp值

golang channel的底层实现

1、chan的实现在runtime/chan.go中，channel底层是一个hchan的结构体，根据有无缓冲区分为：有缓冲channel和无缓冲channel.

make(chan int)   // 无缓存 chan
make(chan int, 10)  // 有缓存 chan
//底层数据结构
type hchan struct {
  buf      unsafe.Pointer // 存放实际数据的指针，用unsafe.Pointer存放地址，为了避免gc
  qcount   uint           // 队列中的数据个数
  dataqsiz uint           // 环形队列的大小，channel本身是一个环形队列
  elemsize uint16 
  closed   uint32 // 标识channel是否关闭
  elemtype *_type // 数据 元素类型
  sendx    uint   // send的 index
  recvx    uint   // recv 的 index
  recvq    waitq  // 阻塞在 recv 的队列
  sendq    waitq  // 阻塞在 send 的队列
  
  lock mutex  // 锁 
}


bufsendxrecvxbuflockrecvqsendq

2、send（channel <- xxx）/recv(<-channel)的操作的细节可以细化为：

  • 第一，加锁
  • 第二，把数据从goroutine中copy到“队列”中(或者从队列中copy到goroutine中）。
  • 第三，释放锁

3、当 channel 缓存满了，或者没有缓存的时候，我们继续 send(ch <- xxx) 或者 recv(<- ch) 会阻塞当前 goroutine。

sudogsendq