Recursion 如何使用堆栈和递归在汇编中查找斐波那契序列的第n个元素

我试图在汇编（英特尔x86）中编写经典的fib（n）函数，该函数返回Fibonacci序列的第n个元素

我已经很容易地编写了迭代版本，但是我在尝试使用递归操作时遇到了困难。这就是我所尝试的：

.intel_syntax noprefix

.text

# unsigned fib(unsigned)
.globl fib

fib_n:
    enter 0, 0

    mov eax, 0

    # n = 0 or n = 1
    cmp edi, 1
    jbe end

    mov eax, 1

    # n == 2
    cmp edi, 2
    je end

    # n > 2, entering recursion

    # fib(n-1)
    push rdi
    dec edi

    call fib_n
    mov r8d, eax 

    pop rdi

    # fib(n-2)
    push rdi
    sub edi, 2

    call fib_n
    mov r9d, eax

    pop rdi

    # fib(n) = fib(n-1) + fib(n-2)
    mov eax, r8d
    add eax, r9d

end:
    leave
    ret

我希望标记为#fib（n-1）和#fib（n-1）的调用将本地eax结果存储在r8d和r9d寄存器中，然后添加它们并通过eax返回，但这是我作为输出得到的结果：

n=1（第一个el）：0（工作正常）
n=2:1（工作正常）
n=3:1（工作正常）

（错误的结果）
n=4:2
n=5:2

n=6:3
n=7:3
...

我还尝试将rax和rdi推到堆栈中，但仍然得到错误的结果。我错过了什么

我错过了什么

寄存器

r8d

不会在递归调用中保留

您不需要

输入

或

离开

。未推送任何参数。
将索引

rdi

保存在fib\n的条目中更容易

编辑

以下版本的代码包含和的注释。
这段代码现在删除了5个基本情况，并且更加干净

fib_n:
    cmp     edi, 5         ; n
    jb      .LT5           ; Base-cases
    push    rdi            ; (1) Preserve n
    dec     edi            ; n-1
    call    fib_n          ; -> EAX
    push    rax            ; (2) Preserve intermediate result!
    dec     edi            ; n-2
    call    fib_n          ; -> EAX
    pop     rdi            ; (2) Restore intermediate result
    add     eax, edi       ; fib(n) = fib(n-2) + fib(n-1)
    pop     rdi            ; (1) Restore n
    ret
.LT5:
    mov     eax, edi       ; n < 5
    cmp     edi, 2
    cmc
    sbb     eax, 0         ; fib(0) = 0, fib(1) = 1
    ret                    ; fib(2) = 1, fib(3) = 2, fib(4) = 3

fib\n：
cmp-edi，5；N
jb.LT5；基本情况
推动rdi；（1） 保存
dec-edi；n-1
呼叫fib\n；->EAX
推拉；（2） 保留中间结果！
dec-edi；n-2
呼叫fib\n；->EAX
流行性rdi；（2） 恢复中间结果
添加eax、edi；fib（n）=fib（n-2）+fib（n-1）
流行性rdi；（1） 恢复
ret
.LT5：
mov eax、edi；n<5
cmp edi，2
cmc
sbb-eax，0；fib（0）=0，fib（1）=1
ret；fib（2）=1，fib（3）=2，fib（4）=3

我理解我的错误。但是，我不理解代码的最后两行：addeax，[rsp]add rsp，8在eax中已经有fib（n-2）的结果，但是我在哪里使用了被推送到堆栈的保存的fib（n-1）值（即，我不理解rsp如何指出该值）。另外，当函数只有一个rdi寄存器使用的参数时，为什么需要删除8个字节而不是4个字节？编辑：我试图理解堆栈在指令执行时的样子：添加rsp，8。我猜[rsp]=rax（因为rax上次被推到堆栈中），[rsp+4]=rdi（这将在结束标签中显式弹出），但是[rsp+8]地址处是什么，这个菜单如何递归？在数学中，fib（0）=0，fib（1）=1，fib（2）=1，fib（3）=2，fib（4）=3@alexein777

[rsp]=rax

，

[rsp+8]=rdi

，[rsp+16]=返回地址`64位使用8字节推送！第一个用

add rsp删除，8

，第二个用

pop rdi

删除，第三个用

ret

@alexein777删除，使用

pop rax

肯定会将

rsp

提高8，但它也会破坏我们在

EAX

寄存器中准备好的结果！有关此问题的另一种更简洁的编码方法，请参阅我编辑的答案。注意，对于n的大值，这可能需要相当长的时间，因为呼叫总数将为2*fib（n）-1。32位无符号整数的最大值为fib（47）=2971215073，因此调用数将为5942430145（59.4亿）。

fib_n:
    cmp     edi, 5         ; n
    jb      .LT5           ; Base-cases
    push    rdi            ; (1) Preserve n
    dec     edi            ; n-1
    call    fib_n          ; -> EAX
    push    rax            ; (2) Preserve intermediate result!
    dec     edi            ; n-2
    call    fib_n          ; -> EAX
    pop     rdi            ; (2) Restore intermediate result
    add     eax, edi       ; fib(n) = fib(n-2) + fib(n-1)
    pop     rdi            ; (1) Restore n
    ret
.LT5:
    mov     eax, edi       ; n < 5
    cmp     edi, 2
    cmc
    sbb     eax, 0         ; fib(0) = 0, fib(1) = 1
    ret                    ; fib(2) = 1, fib(3) = 2, fib(4) = 3