x86逆向 - 四则运算

2019-09-26

之前的笔记搬运

0x1 加法与减法

加法与减法在一般编译后的指令都是add和sub指令, 只有语句使用常量时,涉及到优化后可能会把一些语句在编译时提前做好计算取代了之前的代码,一般分为常量传播, 常量折叠, 删除无用变量

常量传播:

在编译优化时，将能够计算出结果的变量直接替换为常量。

int a = 1;

printf("%d",a);

编译器在进行编译的时候，将a直接由1代替。

printf("%d",1);

常量折叠:

在编译优化时，多个变量进行计算时，而且能够直接计算出结果，那么变量将由常量直接替换。

int a = 3+1-1*5;

printf("%d",a);

在编译后会优化为:

printf("%d",-1);

0x2 乘法

乘法在一般编译后的指令都是(i)mul指令, 但是有常量运算的话,还是会有优化的手法来减少指令周期,一般都是由位操作指令和lea与比例因子运算配合来实现等价mul的指令

1
2
3

i = i * 4; 会被优化为 shl reg, 2

i = i * 5; 会被优化为 lea reg, [reg + reg*4]

0x3 除法

除法在一般编译后的指令都是(i)div指令

非2的幂无符号除数:

i = i/9;
009D12A3 B8 39 8E E3 38       mov         eax,38E38E39h  
009D12A8 F7 6D 08            mul        dword ptr [argc] ;mul后高位在edx,低位在eax, 下面直接使用edx所以默认需要右移32位 

009D12AC D1 FA               sar         edx,1 

2的(32+1)次方 / 38E38E39h 的结果向上取整等于除数 = 9

(2^(32+多移的次数)/38E38E39h) = 8.9999..... 向上取整等于9

非2的幂有符号除数:

i = i / 9;

009D12A3 B8 39 8E E3 38       mov         eax,38E38E39h  
009D12A8 F7 6D 08             imul        dword ptr [argc]  
009D12AB 57                   push        edi  
009D12AC D1 FA                sar         edx,1  
009D12AE 8B FA                mov         edi,edx  
009D12B0 C1 EF 1F             shr         edi,1Fh  
取符号位
009D12B3 03 FA                add         edi,edx 
加上符号位 

2的(32+1)次方 / 38E38E39h 的结果向上取整等于除数 = 9
(2^(32+多移的次数)/38E38E39h)  向上取整等于9 
与无符号数不同的是, 有符号运算结果可能为负数, 其结果需要加上符号位来修正结果, 正数符号位是0不影响结果

2的幂有符号除数:

i = i / 2;
011512A3 8B 45 08             mov         eax,dword ptr [argc]  
011512A6 99                   cdq  
011512A7 57                   push        edi  
011512A8 2B C2                sub         eax,edx  
011512AA 8B F8                mov         edi,eax  
011512AC D1 FF                sar         edi,1 
对于被除数为正的情况，其值不变。除以2的幂
如果被除数为负数的情况:
a为被除数，b为除数,  b为2的幂.
a/b = a + b -1 / b
5/2 = 5+2-1/2
对于 a / 2 那就是等于  (a+ 2 - 1)/2 。常量折叠。等于(a+ 1)/2。除以2等于sar右移一位。

00C212A3 8B 45 08             mov         eax,dword ptr [argc]  
00C212A6 99                   cdq  
00C212A7 83 E2 03             and         edx,3  
00C212AA 57                   push        edi  
00C212AB 8D 3C 02             lea         edi,[edx+eax]  
00C212AE C1 FF 02             sar         edi,2 
对于 a / 4 那就是等于  (a+ 4 - 1)/2 。常量折叠。等于(a+ 3)/2。除以2等于sar右移2位。

2的幂无符号除数:

1
2
3

i = i / 2;
00B512A4 8B 7D 08             mov         edi,dword ptr [argc]  
00B512A7 D1 EF                shr         edi,1