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如何在Go中使用汇编

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晚上课题组聚餐, 没啥心思学习了, 借助LLM简单学习了一下如何使用, 在此感谢Gemini

一些资料

之前在曹大和柴大的《Go语言高级编程》中看到有关于汇编的介绍, Go官网也有一篇文章, 网上还有一些其他的资料

为什么使用汇编

Gemini 生成

  1. 极致性能. (我们写的汇编不一定就能增加性能, 反而导致性能下降)
  2. 访问特定的CPU特性, 比如做一些硬件加解密, 随机数生成等
  3. 精确控制内存与寄存器
    1. 零拷贝处理
    2. 固定寄存器变量
  4. 系统调用与内核交互
    1. 自制系统调用：你可以直接通过 SYSCALL 指令与内核对话, 跳过标准库的封装
    2. 上下文切换：如果你在尝试实现用户态协程调度器, 手写汇编是保存和恢复寄存器上下文（Context Switch）的唯一方法
  5. 绕过 runtime 的限制
    1. 边界检查(很久之前看过一篇文章, 定位到热点调用之后, 在确保完全不会越界的情况下, 直接使用汇编实现)
    2. 逃避栈溢出检查
  6. …

实现一个简单的Add

与平常的函数/方法不同, 我们只需要声明一个函数即可, 不需要函数体/方法体
main.go
func Add(a, b int64) int64

接下来在当前目录下新建一个 .s 结尾的文件, 关于具体的语法可以参考文档或者交给LLM

add_amd64.s
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TEXT ·Add(SB), NOSPLIT, $0-24
    MOVQ a+0(FP), AX
    MOVQ b+8(FP), BX
    ADDQ BX, AX
    MOVQ AX, ret+16(FP)
    
    RET
// 文件结尾最后必须有一个空行

然后直接编译/运行即可: go run .

尝试使用SIMD指令

SIMD指令可以用来进行并行计算, 例如对两个向量进行加法运算, 可以使用SIMD指令来并行计算, 从而提高计算效率, 下面的代码是直接相加, 不考虑溢出, 并且这个场景可能也不合理, 但目的只是为了演示如何使用SIMD指令

下面只是用来演示
main.go
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func AddByRange(a, b [8]int64) [8]int64 {
	for i := range a {
		a[i] += b[i]
	}

	return a
}

func AddByAsm(a, b [8]int64) [8]int64

同理可以新建一个 .s 结尾的文件, 或者用刚才的 add_amd64.s 文件也可以, 对文件名不挑剔, 但要求汇编中有我们定义的函数

add_amd64.s
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// 函数签名：func AddByAsm(a, b [8]int64) [8]int64
// 参数 a: 8*8 = 64 字节 (偏移 0)
// 参数 b: 8*8 = 64 字节 (偏移 64)
// 返回值: 8*8 = 64 字节 (偏移 128)
// 总栈空间: 64 + 64 + 64 = 192 字节
TEXT ·AddByAsm(SB), NOSPLIT, $0-192
    // 1. 仅将 a 加载到 Z0
    VMOVDQU64 a+0(FP), Z0

    // 2. 直接将内存中的 b 与 Z0 相加，结果存入 Z0
    // 指令格式：VPADDQ mem, reg_src, reg_dest
    VPADDQ b+64(FP), Z0, Z0

    // 3. 将结果写回
    VMOVDQU64 Z0, ret+128(FP)
    VZEROUPPER
    
    RET
// 文件结尾最后必须有一个空行
更新于 2026-01-22 
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