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c++ - 编译器省略外循环

coder 2024-02-03 原文

我已经在 C++ 项目中实现(阅读:从 wiki 复制粘贴)XXTEA 密码。为清楚起见，我将加密和解密分开在不同的函数中:(注意:这不是密码学问题!请不要对所选密码发表评论)

#define DELTA 0x9e3779b9
#define MX (((z>>5^y<<2) + (y>>3^z<<4)) ^ ((sum^y) + (key[(p&3)^e] ^ z)))
static void btea_enc( unsigned int *v, unsigned n, const unsigned int* key ) {
    unsigned int y, z, sum;
    unsigned p, rounds, e;
    rounds = 16 + 52/n;
    sum = 0;
    z = v[n-1];
    do {
        sum += DELTA;
        e = (sum >> 2) & 3;
        for (p=0; p<n-1; p++) {
            y = v[p+1]; 
            z = v[p] += MX;
        }
        y = v[0];
        z = v[n-1] += MX;
    } while (--rounds);
}
static void btea_dec( unsigned int *v, unsigned n, const unsigned int* key ) {
    unsigned int y, z, sum;
    unsigned p, rounds, e;
    rounds = 16 + 52/n;
    sum = rounds*DELTA;
    y = v[0];
    do {
        e = (sum >> 2) & 3;
        for (p=n-1; p>0; p--) {
            z = v[p-1];
            y = v[p] -= MX;
        }
        z = v[n-1];
        y = v[0] -= MX;
    } while ((sum -= DELTA) != 0);
}
#undef MX
#undef DELTA

当此代码在 Debug 中编译时，它可以完美运行。但是，当我使用 Visual Studio 2013 (v120) 使用(默认)优化编译此代码时，btea_dec 丢失其外部循环(导致解密产生垃圾)。

encryption 的反汇编 list 和 decryption .注意解密过程中缺少的外循环! (如果您喜欢文本形式的代码，我很乐意上传，它只是一面文字墙)

查看实际代码，结束条件是一个溢出的 unsigned int 'sum':
while ((sum -= DELTA) != 0)
我不明白编译器做了什么让它认为它可以摆脱这个循环(afaik 溢出仅对整数未定义，无符号溢出完全没问题)。

问题:为什么编译器“优化”了外层循环？我该如何解决？

MCVE:(将之前包含 btea_enc 和 btea_dec 的代码块粘贴到 include 和 main 之间)

#define _CRT_RAND_S
#include <cstdlib>

int main(int argc, char* argv[])
{
    // Random key
    unsigned int key[4];
    rand_s(&key[0]);
    rand_s(&key[1]);
    rand_s(&key[2]);
    rand_s(&key[3]);

    // Buffer we'll be encrypting
    unsigned int utext[4];
    memcpy(utext, "SecretPlaintext", 16);

    // Encrypt
    btea_enc(utext, 4, key);

    // Decrypt
    btea_dec(utext, 4, key);

    // Should still be equal!
    bool s = !strcmp((char*)utext, "SecretPlaintext");

    // Print message
    printf("Compared: %s\n", s ? "equal" : "falsly");

    return s?0:1;
}

最佳答案

使用/GL，编译器知道 n == 4，因此 rounds == 29。它肯定会预先计算 sum 的初始值，也就是 rounds*DELTA。

接下来，它可能会尝试计算循环迭代次数并展开外层循环。如果它做错了(就像我在另一个答案中做的那样)，它可能正在做 uint32_t(rounds * DELTA)/DELTA，这是一个。添加第一个迭代作为一个 do-while，这就是外循环的去向。

gnasher 的循环控制代码对于编译器来说更容易理解，正好有 rounds (29) 次迭代，它可能会或可能不会决定展开，但几乎没有困惑的空间增加迭代次数。

关于c++ - 编译器省略外循环，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/26158663/

amp43unsignedcoderoundsc++visual-c++

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