本文主要讲解Switch
的汇编代码
Switch
1、假设
switch
语句的分支比较少时(例如3,少于4的时候没有意义),没有必要使用次结构,相当于if-else
2、各个
分支常量的差值较大
时,编译器会在效率还是内存进行取舍,这时编译器还是会编译成类似于if-else的结构3、在
分支比较多
的时候,在编译的时候会生成一个表
,不同的case通过跳转表的不同地址,每个地址占四个字节。
案例分析
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1、当case有3个时
void func(int a){ switch (a) { case 1: printf("打坐"); break; case 2: printf("加红"); break; case 3: printf("加蓝"); break; default: printf("啥也不干"); break; } }int main(int argc, char * argv[]) { func(1);
-
断点调试func
其中3个case的汇编是以
if-else
的形式
2、如果是4个case呢?
void func(int a){ switch (a) { case 1: printf("打坐"); break; case 2: printf("加红"); break; case 3: printf("加蓝"); break; case 4: printf("打怪"); break; default: printf("啥也不干"); break; } }int main(int argc, char * argv[]) { func(1); }
-
此时
w8
就是传入的参数,即w8=4
-
subs w8, w8, #0x1
:subs会影响目标寄存器,即影响w8(注:但不执行汇编命令:ni
) -
ubfx x9, x9, #0, #32
:将x9高32位清零
,下面通过修改x9寄存器的值来验证:确实是将高32位清零(从x9第0位开始,保留低32位,高位用0补齐)下面是实际操作后的结果
-
执行
cmp x9 #0x4
~ldr x11,[sp]
,在这里是x9和4比较,判断是否等于。此时的结果是不等于则继续往下执行 -
ldrsw x10, [x8, x11, lsl #2]
(先运算后面,再运算前面):将x8的值加上x11(需要先将x11左移2位,即0x3左移2位,为1100,为12)作为地址,然后将地址的值给x10,此时x10的值就是-24 ????(即0xffffffffffffffe8)执行
ldrsw x10, [x8, x11, lsl #2]
后的x10从
x8 = 0x0000000102e22828
与最后0x102e22824
对比,可以看出,x8的地址是func执行完后下一句代码的地址 -
add x9, x8, x10
:x8的地址加上x10偏移(由于x10为负数,所以是x8-x10
),给到x9.即x9的值为0x102e22828-0x18(24的十六进制)=0x102e22810
,即到下面这句,这里就是走到default
-
执行到
ldp x29, x30, [sp, #0x10]
,输出啥也不干(lldb)
3、修改案例
void func(int a){ switch (a) { case 5: printf("打坐"); break; case 6: printf("加红"); break; case 7: printf("加蓝"); break; case 8: printf("打怪"); break; default: printf("啥也不干"); break; } }int main(int argc, char * argv[]) { func(4); }
其汇编如下,发现subs
减的是5
-
汇编代码分析如下
4、修改2:将第二个case修改为2
void func(int a){ switch (a) { case 5: printf("打坐"); break; case 2: printf("加红"); break; case 7: printf("加蓝"); break; case 8: printf("打怪"); break; default: printf("啥也不干"); break; } }
汇编如下,从这里可以发现,subs后减的是最小的case
疑问1:其中的
cmp x9,#0x6
,这里的0x6又是怎么来的呢?其实是最小case与最大case(即8-2)的差值
,疑问2:为什么要这么比较呢?主要是为了确认传入的参数
是否在[最小case,最大case]这个区间内
,如果不在,则走default
-
疑问3:为什么是无符号?因为如果传入比最小case小的值,例如传入的是1,得到的是一个负数,
如果是
有符号数
运算,一定比区间值小如果是
无符号数
运算,是一个非常大的数,一定超过了范围,直接走到default
分析
-
代码中有一张表,表中有7个字节,都是负数,为什么是7个?因为8-2=6,加上default,所以是7个。
以下是switch表中的7个字节
switch分支的代码是连续的
结论:表中的字节数,取决于
最大case-最小case+1(1表示default)
目的:为什么这么创建?
用空间换时间
,为了让代码效率更高ldrsw
为什么是左移2位?因为一个字节是4位,便于查找下一个case的值(x11 是 参数-最小case的值)
switch总结
1、先将参数减去最小case
2、先判断是否是default,如果不是,则在范围之内,可以通过表直接拿到地址,反之则default
-
疑问:表中为什么不直接存地址,而是存差值?
- 1)地址太长了
- 2)!!地址在运行时期才会知道虚拟地址(即ASLR),如果存的是偏移地址,使用时需要加上ASLR
如果case很大呢?
- 只要是连续的就行,因为汇编会减去最小case
- 如果case之间相差太大了,编译器会进行优化,变成if-else
void func(int a){ switch (a) { case 1: printf("打坐"); break; case 400: printf("加红"); break; case 800: printf("加蓝"); break; case 8: printf("打怪"); break; default: printf("啥也不干"); break; } }int main(int argc, char * argv[]) { func(4); }
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总结
1、假设
switch
语句的分支比较少时(例如3,少于4的时候没有意义),没有必要使用次结构,相当于if-else
2、各个分支常量的
差值较大
时,编译器会在效率还是内存进行取舍,这时编译器还是会编译成类似于if-else
的结构3、在
分支比较多
的时候,在编译的时候会生成一个表
(跳转表每个地址四个字节)。