编译器如何对代码进行优化（上）

在学习 Andorid 逆向的过程中，发现无论是哪种编译器，生成哪个平台的代码，其优化思路在本质上如出一辙，在 Windwos 平台所使用的技巧，在安卓平台仍然适用，不外乎乘法除法计算的优化，swtich 判定树的优化，对 if 条件句的优化，while 循环的优化等等，编写本文的目的也就是为了对已学的知识进行总结。

这里强烈推荐老钱和老张写的《C++反汇编与逆向分析技术揭秘》，本文大部分知识点都将以此书作为参考，我个人是不太喜欢看直播和视屏教程的，因为有些关键知识点可能老师一句话就带过去了，要想回来看还得来回拉进度条，但是书不一样，遇到读不懂的地方可以停下来仔细思考，想回头看也就是翻几页的事情，遇到那种写的特别细的作者，那读起来更是一种享受。

本文列举的代码和汇编只是为了更好的说明思路，并不代表实际代码，好了话不多说，进入正题。

优化方向

• 编译速度优化
• 执行速度优化
• 程序体积优化

对于 Debug 版程序，编译器为了满足单步调试需求，不会对无意义的代码进行优化。无意义的意思是没有发生传递，没有赋值到内存空间。

一

常见的优化类型

常量折叠

更像是预处理，编译器会将所有可预见的值直接写成立即数。

int n = 2 + 3 * 6;
// 编译器在处理这段代码时会直接将变量赋予立即数+
// mov n, 20

常量传播

是常量折叠的“进阶版”，编译器会扫描整个代码段，对所有非变量运算直接计算出结果。

int n = 2 + 3 * 6;
int m = n * 10;
// mov m, 200

减少变量

未使用即是无意义，无意义的代码都会被优化，上述的两个示例，在实际编译中是会直接被优化掉的，因为并未被用于函数传参和其他操作。

编译虽然能通过，但不会产生任何代码，因为没有传递结果，对后续的代码执行不会造成任何影响。

int funtion1() {
    int n = 2 + 3 * 6;
    int m = n * 10;
    return 0;
}
// 无意义的变量，这个函数被编译为汇编也将只有一句代码
// mov eax, 0

int funtion2() {
    int n = 2 + 3 * 6;
    int m = n * 10;
    return m;
}
// 有意义的变量，但因为常量传播，也只有一句代码
// mov eax, 200

## 分支优化

对于所有不可达的分支也会直接被裁剪。

if(false) {
    printf("you can't find me");
}

在书中还有更多优化示例，这里不做过多列举，其根本就是以上几种优化方式，无意义的代码将被删除，冗余的代码将会被精简，照着这种思路想就对了。得益于编译器的强大，使得再烂的代码也能保持高效。

二

数学计算上对算法的优化

我将会穿插使用 x86 和 arm 汇编，主要指令都大差不差，理解意义即可。

加法

加法没有任何优化空间，一个 add 指令所需的 cpu 周期本就很短，除了上述的常量折叠外，一般不会对其进行改动。

减法

理论上加法和减法的指令周期是一致的，也不排除有些编译器会将减数转成补码进行相加，遇到补码也能一眼看出来，直接就可以认定这条指令为减法。

乘法