assembly - "AND AL,0xFF"的目的是什么？

Question

我正在阅读一个反汇编的 win32 c++ 程序，我看到了很多:

AND AL,0xFF

这是完全没有意义的还是为什么编译器会生成这些？

这是一个更长的例子:

movsx   eax, byte ptr [ebx]
shl     eax, 18h
movsx   edx, byte ptr [ebx+1]
shl     edx, 10h
add     eax, edx
movsx   ecx, byte ptr [ebx+2]
shl     ecx, 8
add     eax, ecx
movsx   edx, byte ptr [ebx+3]
add     eax, edx
xor     edx, edx
call    sub_43B55C
mov     ecx, eax
mov     edx, eax
sar     ecx, 10h
and     al, 0FFh      # <----
sar     edx, 8
and     cl, 0FFh      # <----
mov     [esi], cl
and     dl, 0FFh      # <----
mov     [esi+1], dl
mov     [esi+2], al
add     ebx, 4
add     esi, 3
inc     ebp
cmp     ebp, 6
jl      short loc_43B5E4

这些操作后不会检查标志，因此这不是目的。在 AND 之后，AL、CL 和 DL 中的值被移动到 [ESI + n].

Answer 1

正如@fuz 所建议的，这只是优化器的错误，没有将 foo & 0xff 识别为最有可能在原始函数中使用的上下文中的空操作。

在将项目的编译设置设置为“发布”后，我使用 Borland C++ Builder 6 编译了以下代码片段:

unsigned char foobar(int foo) { return (foo >> 16) & 0xff; }

这与您提供的反汇编中执行的操作非常相似。我们有一个 32 位值，我们希望将其移位给定的位数，然后将其转换为字节值，本质上是将原始值的第 16-23 位作为一个字节返回。输入参数是 int 类型，以便生成 sar 指令而不是 shr​​ :很可能是 int 也在原始代码中使用。

在使用 objconv 编译和反汇编生成的 .obj 之后(因为我不知道如何从 C++ Builder 的 IDE 中启用程序集列表)，我得到了这个:

@foobar$qi PROC NEAR
;  COMDEF @foobar$qi
        push    ebp                                     ; 0000 _ 55
        mov     ebp, esp                                ; 0001 _ 8B. EC
        mov     eax, dword ptr [ebp+8H]                 ; 0003 _ 8B. 45, 08
        sar     eax, 16                                 ; 0006 _ C1. F8, 10
        and     al, 0FFFFFFFFH                          ; 0009 _ 24, FF
        pop     ebp                                     ; 000B _ 5D
        ret                                             ; 000C _ C3
@foobar$qi ENDP

如您所见，冗余的 和 仍然存在。反汇编中的 32 位立即数可以忽略不计，因为指令的编码清楚地表明实际代码流中的立即数是 8 位:反正没有其他有效的 8 位寄存器选项。

Microsoft Visual Studio C++ 6 似乎犯了同样的错误，但在整个 32 位寄存器上运行(因此由于 32 位立即数而多生成 3 个字节)，清除高位 - 这是不必要的，查看函数的返回值是如何明确声明为 8 位的:

?foobar@@YAEH@Z PROC NEAR                               ; foobar
; 1    : unsigned char foobar(int foo) { return (foo >> 16) & 0xff; }
  00000 55               push    ebp
  00001 8b ec            mov     ebp, esp
  00003 8b 45 08         mov     eax, DWORD PTR _foo$[ebp]
  00006 c1 f8 10         sar     eax, 16                        ; 00000010H
  00009 25 ff 00 00 00   and     eax, 255               ; 000000ffH
  0000e 5d               pop     ebp
  0000f c3               ret     0
?foobar@@YAEH@Z ENDP                                    ; foobar

与此同时，the oldest version of gcc available on godbolt正确地将其编译成本质上只是一个转变，除了由于调用约定而导致列表之间的自然差异。