检查Visual Studio C ++编译器生成的代码，第1部分
可能重复：
为什么发出这样复杂的代码来将有符号整数除以2的幂？
背景
我只是通过检查编译器生成的二进制代码来学习x86 asm。
在Visual Studio 2010 beta 2中使用C ++编译器编译的代码。
Microsoft (R) 32-bit C/C++ Optimizing Compiler Version 16.00.21003.01 for 80x86 C代码（sandbox.c）
int mainCRTStartup() { int x=5;int y=1024; while(x) { x--; y/=2; } return x+y; }
使用Visual Studio命令提示符编译它
cl /c /O2 /Oy- /MD sandbox.c link /NODEFAULTLIB /MANIFEST:NO /SUBSYSTEM:CONSOLE sandbox.obj
在OllyDgb中解雇sandbox.exe
以下从入口点开始。
00401000 >/$ B9 05000000 MOV ECX,5 00401005 |. B8 00040000 MOV EAX,400 0040100A |. 8D9B 00000000 LEA EBX,DWORD PTR DS:[EBX] 00401010 |> 99 /CDQ 00401011 |. 2BC2 |SUB EAX,EDX 00401013 |. D1F8 |SAR EAX,1 00401015 |. 49 |DEC ECX 00401016 |.^75 F8 \JNZ SHORT sandbox.00401010 00401018 \. C3 RETN
检查
MOV ECX, 5 int x=5; MOV EAX, 400 int y=1024; LEA ... // no idea what LEA does here. seems like ebx=ebx. elaborate please. // in fact, NOPing it does nothing to the original procedure and the values. CQD // sign extends EAX into EDX:EAX, which here: edx = 0. no idea why. SUB EAX, EDX // eax=eax-edx, here: eax=eax-0. no idea, pretty redundant. SAR EAX,1 // okay, y/= 2 DEC ECX // okay, x--, sets the zero flag when reaches 0. JNZ ... // okay, jump back to CQD if the zero flag is not set.
这部分困扰我：
0040100A |. 8D9B 00000000 LEA EBX,DWORD PTR DS:[EBX] 00401010 |> 99 /CDQ 00401011 |. 2BC2 |SUB EAX,EDX
您可以将其全部删除，EAX和ECX的值最后将保持不变。 那么，这些指示的重点是什么？
整个东西
00401010 |> 99 /CDQ 00401011 |. 2BC2 |SUB EAX,EDX 00401013 |. D1F8 |SAR EAX,1
代表y /= 2 。 你看，独立的SAR不会像编译器作者那样执行带符号的整数除法。 C ++ 98标准建议有符号整数除法将结果舍入为0，而SAR单独舍入为负无穷大。 （允许向负无穷大舍入，选择留给实现）。 为了对负操作数实现舍入为0，使用上述技巧。 如果使用无符号类型而不是带符号类型，则编译器将仅生成单个移位指令，因为不会发生负除法问题。
诀窍很简单：对于负y符号扩展，将在EDX放置一个11111...1的模式，实际上在2的补码表示中为-1 。 如果原始y值为负，则以下SUB将有效地将1添加到EAX 。 如果原始y为正（或0），则符号扩展后EDX将保持为0 ，并且EAX将保持不变。
换句话说，当您使用带符号的y编写y /= 2时，编译器会生成执行更多类似操作的代码
y = (y < 0 ? y + 1 : y) >> 1;
或更好
y = (y + (y < 0)) >> 1;
注意，C ++标准不要求除法的结果舍入为零，因此即使对于有符号类型，编译器也有权进行单次移位。 但是，通常编译器会遵循建议向零舍入（或提供控制行为的选项）。
PS我不确定LEA指令的目的是什么。 这确实是一个无操作。 但是，我怀疑这可能只是插入代码中的占位符指令以进行进一步修补。 如果我没记错的话，MS编译器有一个选项，强制在每个函数的开头和结尾插入占位符指令。 将来，该指令可以被修补程序用CALL或JMP指令覆盖 ，该指令将执行修补程序代码。 选择这个特定的LEA只是因为它产生了一个正确长度的无操作占位符指令。 当然，它可能是完全不同的东西。
lea ebx,[ebx]只是一个NOP操作。 它的目的是在内存中对齐循环的开头，这将使它更快。 正如您在此处所看到的，循环的开始在地址0x00401010处开始，由于此指令，该地址可被16整除。
CDQ和SUB EAX,EDX操作确保该除法将负数舍入为零 – 否则SAR会将其向下舍入，从而给出负数的错误结果。
编译器发出这个的原因：
LEA EBX,DWORD PTR DS:[EBX]
而不是语义上的等价物：
NOP NOP NOP NOP NOP NOP
..处理器执行一个6字节指令比六个1字节指令更快。 就这样。
这并没有真正回答这个问题，但这是一个有用的暗示。 您可以让Visual Studio为您生成asm文件，而不是乱丢OllyDbg.exe，它有额外的好处，它可以作为注释放在原始源代码中。 这对于您当前的小项目来说并不是什么大问题，但随着项目的增长，您可能会花费相当多的时间来确定哪些汇编代码与哪些源代码匹配。
从命令行，您需要/ FA和/ Fa选项（ MSDN ）。
这是示例代码的输出的一部分（我编译了调试代码，因此.asm更长，但您可以为优化的代码执行相同的操作）：
_wmain PROC ; COMDAT ; 8 : { push ebp mov ebp, esp sub esp, 216 ; 000000d8H push ebx push esi push edi lea edi, DWORD PTR [ebp-216] mov ecx, 54 ; 00000036H mov eax, -858993460 ; ccccccccH rep stosd ; 9 : int x=5; int y=1024; mov DWORD PTR _x$[ebp], 5 mov DWORD PTR _y$[ebp], 1024 ; 00000400H $LN2@wmain: ; 10 : while(x) { x--; y/=2; } cmp DWORD PTR _x$[ebp], 0 je SHORT $LN1@wmain mov eax, DWORD PTR _x$[ebp] sub eax, 1 mov DWORD PTR _x$[ebp], eax mov eax, DWORD PTR _y$[ebp] cdq sub eax, edx sar eax, 1 mov DWORD PTR _y$[ebp], eax jmp SHORT $LN2@wmain $LN1@wmain: ; 11 : return x+y; mov eax, DWORD PTR _x$[ebp] add eax, DWORD PTR _y$[ebp] ; 12 : } pop edi pop esi pop ebx mov esp, ebp pop ebp ret 0 _wmain ENDP
希望有所帮助！