Debug 通常称为调试版本,它包含调试信息,并且不作任何优化,便于程序员调试程序。
Release 称为发布版本,它往往是进行了各种优化,使得程序在代码大小和运行速度上都是最优的,以便用户很好地使用。
相信不少朋友用C++开发程序时,用debug版本可以运行,但用Release版本就不行了,或者倒过来。根本原因就是Release版本优化的问题,如果用Release版本调试会看到“面目全非”的反汇编代码,而debug版本没有做任何优化,代码与汇编能一一对上。
本人菜鸟一枚,抛砖引玉举几个例子,在代码调试的角度看看Release对代码做了什么手脚,为了篇幅下面只贴上Release版本反汇编代码,读者可以自己运行看看Debug版本的。
欢迎补充!
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运行和调试环境:VS2010 + win 7
程序类型:控制台
配置:默认
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1. 变量优化------国家穷,能省就省
#include "stdio.h"
void main(){
int intA;
int intB;
char ch[5]={0};
char *pCh=ch;
pCh+=11111;//数组越界
*pCh='q';//内存非法写入数据
intA=100;
scanf("%d\n",&intB);
printf("%d\n",intA);
return;
}
上面的代码在两个版本中编译通过,但在Release中可以运行,但在Debug中运行出错。先提一个问题,Release版本中有多少个变量会分配栈空间?
--------------Release版本反汇编----------------
#include "stdio.h"
void main(){
002A1000 push ebp
002A1001 mov ebp,esp
002A1003 sub esp,8 //栈顶抬高8个字节,即分配8字节空间
002A1006 mov eax,dword ptr [___security_cookie (2A3000h)]
002A100B xor eax,ebp
002A100D mov dword ptr [ebp-4],eax //4个字节GS栈保护security_cookie
int intA; //优化掉
int intB;
char ch[5]={0};//优化掉
char *pCh=ch; //优化掉
pCh+=11111; //优化掉
*pCh='q'; //优化掉
intA=100; //优化掉
scanf("%d\n",&intB);
002A1010 lea eax,[ebp-8]
002A1013 push eax //可以看出为intB分分配4字节空间
002A1014 push offset string "%d\n" (2A20F4h)
002A1019 call dword ptr [__imp__scanf (2A20A4h)]
printf("%d\n",intA);
002A101F push 64h //立即数,intA被优化掉了
002A1021 push offset string "%d\n" (2A20F4h)
002A1026 call dword ptr [__imp__printf (2A209Ch)]
return;
}
相信熟悉汇编的朋友一看就知道只有intB分配栈空间。intA即使有运算操作,也优化掉了,ch[5],*pCh因为优化掉,所以不存在数组越界访问的问题。
Release认为国家穷能省就省,所以把一个函数看成一个黑盒,在对外面的输入输出不影响的情况下,能省就省,越简单越好。
2. If语句的优化变换----变形金刚,变身只为更强大
#include "stdio.h"
void main(){
int intA;
int intB;
scanf("%d",&intB);
if (intB)
{
intA=13;
}else intA=16;
printf("%d",intA);
}
if语句中判断真假依赖intB,所以intA的值不能确定,因而printf("%d",intA)的输出在编译时也不能确定。我想,这样编译器会给可怜的intA一个栈空间吧?结果我错了,编译器很抠门,把intA优化掉了。下面看看编译器怎么做的。假定这里输入为5,即让intB=5。
--- ------- Release版本反汇编--------------------
#include "stdio.h"
void main(){
01361000 push ebp
01361001 mov ebp,esp
01361003 push ecx
int intA;
int intB;
scanf("%d",&intB);
01361004 lea eax,[intB] //intB变量栈空间,这里相当lea eax,dword ptr[ebp-4]
01361007 push eax
01361008 push offset string "%d" (13620F4h)
0136100D call dword ptr [__imp__scanf (13620A4h)]
if (intB) //if语句,有木有发现,怎么没有cmp,jmp这些明显判断语句?往下看
01361013 mov eax,dword ptr [intB] //取出intB的值,下面假设输入intB为5
01361016 neg eax //求反,影响标志位CF,如果intB非零,CF=1,否则为0。这里CF=1
01361018 sbb eax,eax //带位相减。由于CF=1,所以eax=0xFFFFFFFF
0136101A and eax,FFFFFFFDh //与运算后eax=0xFFFFFFFD
0136101D add eax,10h //溢出,结果为eax=0xD(十进制13),所以说0xFFFFFFFD相当于-3
{
intA=13; //<-----------13
}else intA=16;//
printf("%d",intA);
01361020 push eax
01361021 push offset string "%d" (13620F4h)
01361026 call dword ptr [__imp__printf (136209Ch)]
0136102C add esp,10h
}
可以看出If语句优化后的执行效率很高,运算基本上都是在寄存器上进行的,没有cmp,jmp语句,没有分配额外的栈空间,寻址用立即数。
3. 函数合并----联合起来为了利益最大化
#include "stdio.h"
void fun(int a,char ch[]){
printf("Integer:%d String:%s",a,ch);
}
void main(){
int intA;
char ch[5]="abcd";
intA=15;
fun(intA,ch);
}
当然在main中intA被优化掉了,参数传递用立即数,但数组ch[ ]没有被优化掉。这里有两个函数,所以在反汇编中应该能看到call fun这样的语句吧?答案是否定的。
--- ------- Release版本反汇编--------------------
void main(){
01361000 push ebp
01361001 mov ebp,esp
01361003 sub esp,0Ch //栈顶抬高12个字节
01361006 mov eax,dword ptr [___security_cookie (1363000h)]
0136100B xor eax,ebp
0136100D mov dword ptr [ebp-4],eax //用了4个字节
int intA;
char ch[5]="abcd";
01361010 mov eax,dword ptr [string "abcd" (136210Ch)]
01361015 mov cl,byte ptr ds:[1362110h] //两句传送字符串”abcd\0”到寄存器
intA=15;
fun(intA,ch);
0136101B lea edx,[ebp-0Ch] //
0136101E push edx //数组地址,ch[]
0136101F push 0Fh //立即数参数,15
01361021 push offset string "Integer:%d String:%s" (13620F4h)
01361026 mov dword ptr [ebp-0Ch],eax
01361029 mov byte ptr [ebp-8],cl //两句语句表示”abcd\0”写入栈中
0136102C call dword ptr [__imp__printf (13620A0h)] //调用printf
}
main与fun函数已经被编译器神不知鬼不觉地联合起来相当一个函数,这样做的好处是可以节省分配栈空间,也没有函数间的参数传递,提高了不少效率,一条裤子两个人穿。这样子是不是说可以任意地联合函数?不是的,当时fun()里面的语句复杂到一定的程度就不会发生联合,我认为如果合并可能会花费更大代价,也体现不了代码模块化。所以合不合并有一个平衡点。
把fun函数改成这样:
void fun(int *a,char ch[]){
printf("Integer:%d String:%s",*a,ch);
printf("Integer:%d String:%s",*a,ch);
printf("Integer:%d String:%s",*a,ch);
printf("Integer:%d String:%s",*a,ch);
printf("Integer:%d String:%s",*a,ch);
printf("Integer:%d String:%s",*a,ch);
printf("Integer:%d String:%s",*a,ch);
printf("Integer:%d String:%s",*a,ch);
printf("Integer:%d String:%s",*a,ch);
}
Call fun出来了:
.
.
.
013C10A9 mov dword ptr [ebp-10h],0Fh
013C10B0 call fun (13C1000h)
.
.
.
4. 断言assert()-----100%相信断言
这个比较简单,就是Release版本编译时忽略所有断言语句,相信它们是对的。
#include "stdio.h"
#include<assert.h>
void main(){
int intA=0;
assert(intA==1);//Release版本会优化掉
printf("I can run!");
}
在Release可以运行,但在Debug运行出错!读者可以自己试下!
后记: Debug与Release两个运行效果不同,原因基本上是自己写的代码有BUG,所以首先不应骂编译器,遇到问题应该多多调试才能找出原因,同时也会了解更多软件底层的知识。
有点长,总算写好了,欢迎大鸟多多提意见!
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