我应该如何编写我的 C 代码以使生成的程序集使用额外的 dsll32 和 dsra32 指令？

Question

我正在反编译作为调试版本提供的 PS2 游戏。我已经进行了足够的反编译，能够使用最初使用的编译器（Metrowerks CodeWarrior）编译 ELF 文件。

现在我正在对原始ELF文件的反汇编和我编译的ELF文件的反汇编进行比较。原始程序集有一种重复出现的模式，但我的程序集没有：使用 dsll32 和 dsra32 指令进行定期转换。

原始组装：

dsll32  v1,s1,16
dsra32  v1,v1,16
subu    v1,$0,v1
dsll32  v1,v1,16
dsra32  v1,v1,16
dsll32  s1,v1,16
dsra32  s1,s1,16

这被反编译为以下 C 代码：

d1 = -d1;

并被编译为以下程序集：

subu    v1,$0,s1
dsll32  s1,v1,16
dsra32  s1,s1,16

请注意，缺少一对移位指令。到目前为止，我还未能复制这一点。我尝试过添加各种类型转换，将其更改为

d1 = 0 - d1

，有人建议我添加 64 位类型转换，但没有达到预期的结果。

这是另一个例子：

原始组装：

lh      v0,80(sp)
dsll32  v1,v0,16
dsra32  v1,v1,16
lw      v0,128(sp)
lb      v0,0(v0)
dsll32  v0,v0,24
dsra32  v0,v0,24
dsll32  v0,v0,16
dsra32  v0,v0,16
addu    v0,v1,v0
dsll32  v0,v0,16
dsra32  v0,v0,16
dsll32  s3,v0,16
dsra32  s3,s3,16

C代码：

x = xposi + sprdat->xoff;

编译为：

lh      v1,80(sp)
lw      v0,128(sp)
lb      v0,0(v0)
dsll32  v0,v0,24
dsra32  v0,v0,24
addu    v0,v1,v0
dsll32  s3,v0,16
dsra32  s3,s3,16

有谁知道什么 C 代码会对此负责吗？

Answer 1

TL;DR：别担心，一切都很好。

1. 您正在反编译 debug 版本。因此，优化[可能]已关闭。
2. 原始程序集看起来像是未优化的代码。
3. 反编译后的代码是

   d1 = -d1;

4. 重新编译代码的最终程序集经过了优化，并增加了一个附加因素（见下文）。
5. 在 x86 上，这将产生一个单指令。如果

   d1

   位于（例如）

   %ecx

   ，则装配将是：

   neg %ecx

6. 在没有该功能的架构上（例如

   mips

   ），我们从 0 中减去该值。

以下是一些粗略的解释。

在原始汇编中，前两条指令将 16 位整数转换为 32 位整数：

dsll32  v1,s1,16            # move 16 bit int's sign bit into bit 31
dsra32  v1,v1,16            # shift back with sign extension

算术右移会将第31位移入左侧的数字中。

因此，

short

中的-1将具有0xFFFF的位模式（即0x0000FFFF）。我们将其转换为 32 位（即 0xFFFFFFFF）

这使用了一个额外的

tmp

变量，该变量被放入寄存器

v1

中。

tmp

可能[隐式]定义为：

int tmp;

这意味着

d1

（位于寄存器

s1

中）被定义为 16 位整数：

short d1;

现在，要实际对数字求负，我们用零减去它：

subu    v1,$0,v1                # perform negation

等效的 C 代码是：

tmp = 0 - tmp;

接下来的两条指令将 32 位

tmp

中的符号位放入 16 位数字的符号位中：

dsll32  v1,v1,16                # put sign bit from 16 bit part into bit 31
dsra32  v1,v1,16                # shift back to get sign bit for 16 bit number

其余两条指令正在执行类似的[且不必要的]转换，以获得

d1

的最终 16 位值：

dsll32  s1,v1,16                # d1 = tmp << 16
dsra32  s1,s1,16                # d1 = d1 >> 16

重建的程序集已假定

s1

已符号扩展至 32 位。因此，不需要原始程序集的前两条指令：

# assume s1 has _already_ been sign extended to 32 bits here in _prior_
# instructions
subu    v1,$0,s1

# move sign bit from 32 bits back to 16 bits
dsll32  s1,v1,16
dsra32  s1,s1,16

并且，额外不必要的最后两条指令被省略。

总结一下：重新编译的代码与原始代码的功能完全相同，但经过优化，可以用更少的指令来完成。

快乐重新编译！