Ищем операторы switch-case-break в бинарном коде

Для улуч­шения читабель­нос­ти прог­рамм в язык C был вве­ден опе­ратор мно­жес­твен­ного выбора — switch. В Delphi с той же самой задачей справ­ляет­ся опе­ратор CASE, более гиб­кий, чем его C-ана­лог, но об их раз­личи­ях мы погово­рим поз­днее.

Лег­ко показать, что switch экви­вален­тен такой конс­трук­ции:

IF (a == x₁) THEN опе­ратор₁
ELSE IF (a == X₂) THEN опе­ратор₂
IF (a == X₂) THEN опе­ратор₂
IF (a == X₂) THEN опе­ратор₂
ELSE ... опе­ратор по умол­чанию

Ес­ли изоб­разить это вет­вле­ние в виде логичес­кого дерева, то обра­зует­ся харак­терная «косич­ка».

Ка­залось бы, иден­тифици­ровать switch никако­го тру­да не сос­тавит — даже не строя дерева, невоз­можно не обра­тить вни­мание на длин­ную цепоч­ку гнезд, про­веря­ющих истинность усло­вия равенс­тва некото­рой перемен­ной с сери­ей непос­редс­твен­ных зна­чений (срав­нения перемен­ной с дру­гой перемен­ной опе­ратор switch не допус­кает).

Од­нако в реаль­ной жиз­ни все про­исхо­дит сов­сем не так. Ком­пилято­ры (даже неоп­тимизи­рующие) тран­сли­руют switch в нас­тоящий «мяс­ной рулет», довер­ху наш­пигован­ный все­воз­можны­ми опе­раци­ями отно­шений. Давай откомпи­лиру­ем сле­дующий код ком­пилято­ром Microsoft Visual C++ 2022:

Те­перь пос­мотрим в IDA на резуль­тат дизас­сем­бли­рова­ния.

Пе­ремен­ной var_18 прис­ваиваем это же зна­чение. Обра­ти вни­мание: ее соз­дает опе­ратор switch для собс­твен­ных нужд. Зна­чит, мы опре­дели­ли, для чего в прог­рамме объ­явле­на вто­рая локаль­ная перемен­ная! Она нуж­на для хра­нения пер­воначаль­ного зна­чения. Таким обра­зом, даже если зна­чение срав­нива­емой перемен­ной var_14 в каком‑то ответ­вле­нии CASE будет изме­нено, это не пов­лияет на резуль­тат выборов, пос­коль­ку зна­чение перемен­ной var_18 не поменя­ется!

Ес­ли мы досюда доб­рались, зна­чит, ни одно усло­вие не сра­бота­ло, поэто­му выпол­няем дефол­тное дей­ствие: дела­ем безус­ловный переход в блок кода для вывода строч­ки Default.

Этот код получен тран­сля­цией вет­ки default: printf("Default");:

А вот этот безус­ловный переход, вынося­щий управле­ние за пре­делы switch — в конец прог­раммы, есть опе­ратор break, находя­щий­ся в кон­це каж­дой вет­ки. Если бы его не было, то начали бы выпол­нять­ся все осталь­ные вет­ки case, незави­симо от того, к какому зна­чению var_18 они при­над­лежат!

Выг­лядит доволь­но пря­моли­ней­но. Дизас­сем­блер­ный лис­тинг мож­но условно раз­делить на две час­ти: пер­вая часть – сам опе­ратор выбора, отку­да каж­дое усло­вие переда­ет управле­ние во вто­рую часть — кон­крет­ную вет­ку, соот­ветс­тву­ющую это­му усло­вию.

Для срав­нения взгля­нем, какой код пос­тро­ит C++Builder 10 на осно­ве этой же прог­раммы:

Ко­ман­да TEST не меня­ет зна­чение опе­ран­дов, поэто­му прис­ваиваем перемен­ной var_18 зна­чение 0х666. Выходит, var_18 — авто­мати­чес­кая перемен­ная, соз­данная switch для сво­ей работы, что­бы при изме­нении var_14 внут­ри какой‑либо вет­ки кода это не пов­лияло на даль­нейший выбор пути выпол­нения.