Win32反汇编（六）C/C++中的循环语句反汇编分析、置增置减反汇编分析与编译器的优化分析

前言

作者：浪子花梦，一个有趣的程序员 ~
此系列文章都是一些基础的文章，每篇文章都通过几个小例子快速的了解 Win32反汇编与OD的使用，在此作个笔记
如若对您有帮助，记得三连哟 ~

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前文链接

Win32反汇编（一） 初步探索Win32反汇编 与 Ollydbg的简单使用
Win32反汇编（二）几种常见的指令反汇编详解：EAX、MOVSX与MOVZX、LEA、SUB、CMP与转移指令
Win32反汇编（三）深层次的了解各种转移指令：IF语句有符号与无符号跳转
Win32反汇编（四）栈的工作原理与堆栈平衡，函数方法参数的调用约定
Win32反汇编（五）C/C++中的 if-else 与 switch-case 的正向分析与反向分析

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文章目录

• for 语句分析
• do-while 语句分析
• while 语句分析
• ++、- - 运算符分析

这篇文章我们除了对 C/C++中的循环、置加减反汇编之外，还对VS的优化进行分析，就是当设置某一个优化属性时对应的反汇编分析，能让我们对程序有一个更好的理解 . . .

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for 语句分析

for 循环是高级语言中比较灵活的一种循环语句了，比较常用，所以我们先来分析一下 for 循环语句的反汇编形式，如下所示，我们准备一个 for循环的代码：

#include 

int main() {
	printf("start:\n");	

	int sum = 0;
	for (int i = 1; i <= 10; ++i) {
		sum += i;
	}

	printf("sum = %d\n", sum);

	printf("end!");

	return 0;
}

我们用 for循环计算 1 - 10 之间的累和，下面我们来看看反汇编是什么样子的，使用 OD调试如下所示，这是没有用VS进行优化的情况：

看样子是非常多的指令，如果没有优化的话，效率将会比较低，所以我们可以将它理解为第一代版本，下面我们会分析其它的一些优化过的版本，下面我们来分析一下这个程序吧 . . .

首先，程序在开始时会分配一个栈空间，然后执行 printf函数，如下所示：

然后对这两个局部变量分别初始化为 0、1 . . .

下面用红色框框起来的指令就是将 i 与 10作比较，如下所示：

如果条件成立，则执行下面的几条指令，如下所示：

实现了一个加法运算，然后通过 jmp 跳转到上面的指令，将一个内存单元的值（i的值）+ 1，然后做同样的事，继续判断，运行流程动图如下所示：

整个程序非常的简单，但是我们通过VS将这个程序进行一个高级优化，那么反汇编之后是什么样子的呢？

如下所示，我们将 VS 开启为最大优化：

然后我们重新编译 cpp代码，通过 OD打开如下所示：

我们发现上面的那些指令已经被压缩成这么短短几行了，而且上面也没跳转指令、比较指令了，那么上面的几行指令是什么意思呢？

我们观察上面的指令，它并没有 for循环的影子，它直接把 1 ~ 10 的结果先算出来了，然后直接作为 printf的参数传入，这样就不需要一次一次的计算判断了，这样效率就大大的提高了，有兴趣的朋友可以看看《编译原理》这本书 . . .
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do-while 语句分析

我们只要把上面的 for语句的反汇编了解后，do-while、while理解起来非常的容易 . . .

首先，我们准备一个 do-while的cpp代码，这是没有优化的版本，如下所示：

#include 

int main() {
	printf("start:\n");

	int sum = 0;
	int i = 1;

	do {
		sum += i;
		i += 1;
	} while (i <= 10);

	printf("sum = %d\n", sum);

	printf("end!");

	return 0;
}

我们做的事情是和上面 for 是一样的，都是计算 1 ~ 10 之和，通过OD反汇编如下所示：

do-while的执行体是下面的这些指令：

刚开始是没有判断的，先执行这些指令，然后通过 jle （小于等于）跳转到上面的指令， 和0A（10）作比较，这是比较好理解的，我们主要来分析一下开启优化的反汇编是什么样子的，如下所示：

主要代码只是几行，可见这IDE是多么强大，这样效率就大大的提高了，我们来分析这几行指令，首先，是通过 ecx、eax来存储两个变量的值（sum、i），然后使用 inc来使值 + 1，速度加快了 n倍，强的一批 . . .
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while 语句分析

有了 for、do-while 的基础， while还不是手到擒来吗？不急，我们一定要熟悉每一种语句的反汇编方式，打好基础，这样才能学好逆向，cpp代码如下所示：

#include 

int main() {
	printf("start:\n");

	int sum = 0;
	int i = 1;

	while (i <= 10) {
		sum += i;
		++i;
	}

	printf("sum = %d\n", sum);

	printf("end!");

	return 0;
}

首先是没有优化的反汇编结果，使用OD调试如下所示：

首先就是直接使用CMP进行比较，如果不成立则执行 jg指令跳转到后面的指令，如果成立则顺序执行，重复同样的行为10 次，动图演示如下所示：

下面我们来试试优化的 while语句的反汇编是什么样子的，如下所示：

这个和 for循环是差不多的，直接计算出循环内的数值是多少，然后直接调用 printf函数输出就行了 . . .

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++、- - 运算符分析

下面我们来看看++、- -运算符的使用，cpp代码如下所示（无优化的情况）：

#include 

int main() {
	printf("start:\n");

	int i = 1;

	int j = i++;	// i = 2  j = 1  
	i = j++;		// i = 1  j = 2
		
	j = ++i;		// i = 2  j = 2  
	i = ++j;		// i = 3  j = 3

	printf("%d  %d\n", i, j);
	 
	printf("end!");

	return 0;
}

就是简单的运算而已，下面我们通过 OD来调试这个程序，看看发生了什么事，如下所示：

我们发现这个程序非常的长，其实运用了大量的mov、add指令，这是没有优化的情况，我们来看看这些指令代表什么意思，我们先来看最开始的这几条指令，如下所示：

他对应着后面注释的两条C语句，int j = i++ 做的事情就是先将 i的值给 j，然后i的值 + 1，我们可以从对应的汇编指令中看出，然后下面做的大量类似的操作都是一样的原理，下面我们来看一下- -运算符是什么样子的，如下所示：

操作的方式都是一样的，只不过 add 换成了 sub，下面我们来看一下优化的样子是什么样子的，如下所示：

我们发现直接将 1，1作为printf的参数进行打印，并没有之前的一系列的操作，因为编译器在编译时已经将 i，j的值算出来了，所以觉得这些语句没有必要执行了，这就是IDE的强大之处 . . .

inc 表示 ++ 运算， dec 表示 - -运算，这两种指令比add、sub快多了 . . . 以后有机会再演示吧，^ _ ^

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