从一个乘法来分析C语言

时间:2024-08-17 22:06:44

  昨天碰到一个很奇怪的问题,首先来看这段代码:

 #include<stdio.h>
int main(int argc,char *argv[])
{
long num1 = ;
long long num2 = ; long long res1 = num1 * num1;
long long res2 = num2 * num2; printf("res1 = %lld\n",res1);
printf("res2 = %lld\n",res2); return ;
}

  程序的运行结果如下:

  从一个乘法来分析C语言

  这里感觉很奇怪,203879并没有超过4个字节的范围,但是它的平方超过了,于是我把它的结果存放在一个8字节数中,为什么最终结果还是显示溢出了呢?

  然后我又写了一段程序,把它的汇编代码拿出来分析了一下?程序如下:

 int main(int argc,char *argv[])
{
long muln = ;
long long mulnl = ; long long num1 = * ;
long long num2 = muln * muln;
long long num3 = mulnl * mulnl; return ;
}

  这里我分成三种情况,一种是直接的一个整数当乘数,一个是long型的整数当乘数,还有一个是long long型的整数当作乘数,然后分别计算他们的平方,我用gdb调试的结果如下:

  从一个乘法来分析C语言

  其中前两种情况都溢出了,只有第三种情况正常。然后我们再来查看一下他们的汇编代码,这是我用objdump反汇编出来的汇编代码:

  

 int main(int argc,char *argv[])
{
: push %ebp
: e5 mov %esp,%ebp
: e4 f8 and $0xfffffff8,%esp
804839a: ec sub $0x30,%esp
long muln = ;
804839d: c7 0c 1c movl $0x31c67,0xc(%esp)
80483a4:
long long mulnl = ;
80483a5: c7 1c movl $0x31c67,0x10(%esp)
80483ac:
80483ad: c7 movl $0x0,0x14(%esp)
80483b4: long long num1 = * ;
80483b5: c7 b1 movl $0xad90b171,0x18(%esp)
80483bc: ad
80483bd: c7 1c ff ff ff movl $0xffffffff,0x1c(%esp)
80483c4: ff
long long num2 = muln * muln;
80483c5: 8b 0c mov 0xc(%esp),%eax
80483c9: 0f af 0c imul 0xc(%esp),%eax
80483ce: c2 mov %eax,%edx
80483d0: c1 fa 1f sar $0x1f,%edx
80483d3: mov %eax,0x20(%esp)
80483d7: mov %edx,0x24(%esp)
long long num3 = mulnl * mulnl;
80483db: 8b mov 0x14(%esp),%eax
80483df: c1 mov %eax,%ecx
80483e1: 0f af 4c imul 0x10(%esp),%ecx
80483e6: 8b mov 0x14(%esp),%eax
80483ea: 0f af imul 0x10(%esp),%eax
80483ef: c1 add %eax,%ecx
80483f1: 8b mov 0x10(%esp),%eax
80483f5: f7 mull 0x10(%esp)
80483f9: d1 add %edx,%ecx
80483fb: ca mov %ecx,%edx
80483fd: mov %eax,0x28(%esp)
: 2c mov %edx,0x2c(%esp)
: mov %eax,0x28(%esp)
: 2c mov %edx,0x2c(%esp) return ;
804840d: b8 mov $0x0,%eax
}

  首先来看num1的代码(16~20行),203879(31C67H)平方为41566646641(9AD90B171H),编译器直接把这个结果计算了出来,然后取出结果的4个字节,存放到了num1中,然后再用符号位来填充高4字节。

  接下来我们再来看num2的代码(21~27行),首先它把203879存放到eax里面,再把相乘的平方结果存放到eax里面,由于eax是32位,所以存放的时候就舍去了高4位,只存放了低4个字节。接下来做的就是判断这个数的符号位是什么,然后再用移位运算得到32个1存放在edx里面,最后再把这个edx的值存放到num2的高四个字节里面。

  OK,通过上面这段汇编代码分析,我们再来从C语言的概念上来分析这句代码:

  long long num2 = muln * muln ;

  首先muln是一个4字节的整数,然后muln * muln得到的结果也是一个四字节的整数(这里产生了溢出),然后再把这个结果转换成8字节的整数,存放到num2中。所以我们最终得到的结果也是一个溢出的结果。

  分析完了之后,发现我这是舍进求远啊,现在也不知怎么了,遇到点啥就喜欢反汇编出来看看。。。