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c - 为什么 MSVC 调试模式会为一个空的 if() 主体而不是另一个（i++ 与 ++i）遗漏 cmp/jcc？

问题描述

我正在使用 AMD64 计算机（Intel Pentium Gold 4415U）来比较一些从 C 语言转换的汇编指令（当然，确切地说，是反汇编）。

在 Windows 10 中，我将 Visual Studio 2017(15.2) 与他们的 C 编译器一起使用。我的示例代码如下所示：

int main() {
    int i = 0;
    if(++i == 4);
    if(i++ == 4);
    return 0;
}

拆解如下图：

mov         eax,dword ptr [i]  // if (++i == 4);
inc         eax  
mov         dword ptr [i],eax  

mov         eax,dword ptr [i]  // if (i++ == 4);
mov         dword ptr [rbp+0D4h],eax    ; save old i to a temporary
mov         eax,dword ptr [i]  
inc         eax  
mov         dword ptr [i],eax  
cmp         dword ptr [rbp+0D4h],4      ; compare with previous i
jne         main+51h (07FF7DDBF3601h)  
mov         dword ptr [rbp+0D8h],1  
jmp         main+5Bh (07FF7DDBF360Bh)  
*mov         dword ptr [rbp+0D8h],0

07FF7DDBF3601 转到最后一行指令（*）。
07FF7DDBF360B 转到“返回 0；”。

在if (++i == 4)中，程序不观察“添加” i 是否满足条件。

但是在 中if (i++ == 4)，程序将“前一个” i 保存到堆栈中，然后进行增量。之后，程序将“前一个”i 与常数整数 4 进行比较。

两个C代码不同的原因是什么？它只是编译器的机制吗？更复杂的代码会有所不同吗？

我试图用谷歌找到这个，但我没能找到差异的根源。我必须了解“这只是编译器行为”吗？

标签： cassemblyvisual-c++reverse-engineering

解决方案

正如 Paul 所说，该程序没有可观察到的副作用，并且启用优化后，MSVC 或任何其他主要编译器（gcc/clang/ICC）都将编译main为简单的xor eax,eax/ ret。

i的值永远不会转义函数（不存储到全局或返回），因此可以完全优化它。即使是这样，恒定传播在这里也是微不足道的。

这只是一个怪癖/实现细节，MSVC 的调试模式反优化代码生成决定不在cmp/jcc空if主体上发出 a；即使在调试模式下也对调试毫无帮助。这将是一个跳转到它所经过的相同地址的分支指令。

调试模式代码的要点是您可以单步执行源代码行，并使用调试器修改 C 变量。并不是说 asm 是 C 到 asm 的字面和忠实音译。（而且编译器可以快速生成它，而无需在质量上花费任何精力，以加快编辑/编译/运行周期。） 为什么 clang 会使用 -O0 产生低效的 asm（对于这个简单的浮点求和）？

编译器的代码生成到底有多脑残不取决于任何语言规则。没有实际的标准来定义编译器在调试模式下必须做什么，就实际使用分支指令为空if体而言。

显然，对于您的编译器版本，i++后增量足以让编译器忘记循环体是空的？

我无法在 Godbolt 编译器资源管理器上使用 32 或 64 位模式的MSVC 19.0 或 19.10 重现您的结果。（VS2015 或 VS2017）。或任何其他 MSVC 版本。我根本没有从 MSVC、ICC 或 gcc 获得条件分支。

MSVC 确实实现i++了旧值的实际存储到内存，就像你展示的那样。太坏了。GCC-O0显着提高了调试模式代码的效率。当然，仍然相当脑残，但在一个单一的声明中，有时它的糟糕程度要小得多。

不过，我可以用clang重现它！（但它为两个ifs 分支）：

# clang8.0 -O0
main:                                   # @main
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     dword ptr [rbp - 4], 0       # default return value

        mov     dword ptr [rbp - 8], 0       # int i=0;

        mov     eax, dword ptr [rbp - 8]
        add     eax, 1
        mov     dword ptr [rbp - 8], eax
        cmp     eax, 4                       # uses the i++ result still in a register
        jne     .LBB0_2                      # jump over if() body
        jmp     .LBB0_2                      # jump over else body, I think.
.LBB0_2:

        mov     eax, dword ptr [rbp - 8]
        mov     ecx, eax
        add     ecx, 1                       # i++ uses a 2nd register
        mov     dword ptr [rbp - 8], ecx
        cmp     eax, 4
        jne     .LBB0_4
        jmp     .LBB0_4
.LBB0_4:

        xor     eax, eax                     # return 0

        pop     rbp                          # tear down stack frame.
        ret

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