gcc常用编译选项对代码效率的影响(1)
时间：2005-06-22 来源：heack
本文结合例子详细讨论了不同的gcc参数对于代码效率的影响
在这里感谢张量同学（牛人啊）
★ 前言
本文讨论gcc的一些常用编译选项对代码的影响。当然代码变了，
它的内存布局也就会变了，随之exploit也就要做相应的变动。
gcc的编译选项实在太多，本文检了几个最常用的选项。
★ 演示程序
[alert7@redhat62 alert7]$ cat > test.c
#include <stdio.h>
void hi(void)
{
printf("hi");
}
int main(int argc, char *argv[])
{
hi();
return 0;
}
★ 一般情况
[alert7@redhat62 alert7]$ gcc -o test test.c
[alert7@redhat62 alert7]$ wc -c test
11773 test
[alert7@redhat62 alert7]$ gdb -q test
(gdb) disass main
Dump of assembler code for function main:
0x80483e4 <main>: push %ebp
0x80483e5 <main+1>: mov %esp,%ebp
0x80483e7 <main+3>: call 0x80483d0 <hi>
0x80483ec <main+8>: xor %eax,%eax
0x80483ee <main+10>: jmp 0x80483f0 <main+12>
0x80483f0 <main+12>: leave
0x80483f1 <main+13>: ret
....
End of assembler dump.
(gdb) disass hi
Dump of assembler code for function hi:
0x80483d0 <hi>: push %ebp
0x80483d1 <hi+1>: mov %esp,%ebp
0x80483d3 <hi+3>: push $0x8048450
/*congwu 2005.2.26:这里是压入字符串的地址*/
0x80483d8 <hi+8>: call 0x8048308 <printf>
0x80483dd <hi+13>: add $0x4,%esp
/* congwu 2005.2.26:这里与push $0x8048450对应，中间栈里经历了许多变化，但这时需要将压入的字符串地址“弹出”，也就是修改栈指针*/
0x80483e0 <hi+16>: leave
0x80483e1 <hi+17>: ret
0x80483e2 <hi+18>: mov %esi,%esi
End of assembler dump.
来看看部分的内存映象
(内存高址)
+--------+
|bffffbc4| argv的地址(即argv[0]的地址)
0xbffffb84 +--------+
|00000001| argc的值
0xbffffb80 +--------+
|400309cb|main的返回地址
0xbffffb7c +--------+ <-- 调用main函数前的esp
|bffffb98| 调用main函数前的ebp
0xbffffb78 +--------+ <-- main函数的ebp
|080483ec| hi()的返回地址
0xbffffb74 +--------+
|bffffb78| 调用hi()前的esp
0xbffffb70 +--------+
|08048450| "hi"的地址
0xbffffb6c +--------+
| ...... |
(内存低址)
leave 指令所做的操作相当于MOV ESP,EBP 然后 POP EBP
ret 指令所做的操作相当于POP EIP
★ -O 编译选项
With `-O', the compiler tries to reduce code size and execution time.
When you specify `-O', the two options `-fthread-jumps' and
`-fdefer-pop' are turned on
优化，减少代码大小和执行的时间
[alert7@redhat62 alert7]$ gcc -O -o test test.c
[alert7@redhat62 alert7]$ wc -c test
11757 test
[alert7@redhat62 alert7]$ gdb -q test
(gdb) disass main
Dump of assembler code for function main:
0x80483d8 <main>: push %ebp
0x80483d9 <main+1>: mov %esp,%ebp
0x80483db <main+3>: call 0x80483c8 <hi>
0x80483e0 <main+8>: xor %eax,%eax
0x80483e2 <main+10>: leave
0x80483e3 <main+11>: ret
0x80483e4 <main+12>: nop
...
End of assembler dump.
(gdb) disass hi
Dump of assembler code for function hi:
0x80483c8 <hi>: push %ebp
0x80483c9 <hi+1>: mov %esp,%ebp
0x80483cb <hi+3>: push $0x8048440
0x80483d0 <hi+8>: call 0x8048308 <printf>
0x80483d5 <hi+13>: leave
0x80483d6 <hi+14>: ret
0x80483d7 <hi+15>: nop
End of assembler dump.
在main()中，把一条jmp指令优化掉了，很显然，这条指令是可以不需要的。
在hi()中，把add $0x4,%esp优化掉了，这会不会使stack不平衡呢？
来看看部分的内存映象
(内存高址)
+--------+
|bffffbc4| argv的地址(即argv[0]的地址)
0xbffffb84 +--------+
|00000001| argc的值
0xbffffb80 +--------+
|400309cb|main的返回地址
0xbffffb7c +--------+ <-- 调用main函数前的esp
|bffffb98| 调用main函数前的ebp
0xbffffb78 +--------+ <-- main函数的ebp
|080483e0| hi()的返回地址
0xbffffb74 +--------+
|bffffb78| 调用hi()前的esp
0xbffffb70 +--------+
|08048440| "hi"的地址
0xbffffb6c +--------+
| ...... |
(内存低址)
leave 指令所做的操作相当于把MOV ESP,EBP 然后 POP EBP
看到leave指令操作了没有，先把ebp-->esp，再pop ebp，这样即使
在过程内堆栈的esp,ebp是不平衡的，但只要返回时候碰到leave指令
就会平衡了，所以把add $0x4,%esp优化掉也是没有问题的。
★ -O2 编译选项
-O2 Optimize even more. Nearly all supported optimizations that do
not involve a space-speed tradeoff are performed. Loop unrolling
and function inlining are not done, for example. As compared to -O,
this option increases both compilation time and the performance of
the generated code.
[alert7@redhat62 alert7]$ gcc -O2 -o test test.c
[alert7@redhat62 alert7]$ wc -c test
11757 test
[alert7@redhat62 alert7]$ gdb -q test
(gdb) disass main
Dump of assembler code for function main:
0x80483d8 <main>: push %ebp
0x80483d9 <main+1>: mov %esp,%ebp
0x80483db <main+3>: call 0x80483c8 <hi>
0x80483e0 <main+8>: xor %eax,%eax
0x80483e2 <main+10>: leave
0x80483e3 <main+11>: ret
...
0x80483ef <main+23>: nop
End of assembler dump.
(gdb) disass hi
Dump of assembler code for function hi:
0x80483c8 <hi>: push %ebp
0x80483c9 <hi+1>: mov %esp,%ebp
0x80483cb <hi+3>: push $0x8048440
0x80483d0 <hi+8>: call 0x8048308 <printf>
0x80483d5 <hi+13>: leave
0x80483d6 <hi+14>: ret
0x80483d7 <hi+15>: nop
End of assembler dump.
由于程序比较简单，再优化也没有好优化的了，所以跟-O出来的一样。
★ -fomit-frame-pointer 编译选项
-fomit-frame-pointer
Don't keep the frame pointer in a register for functions
that don't need one. This avoids the instructions to save,
set up and restore frame pointers; it also makes an extra
register available in many functions. It also makes
debugging impossible on most machines.
忽略帧指针。这样在程序就不需要保存，安装，和恢复ebp了。这样ebp也就是一个
free的register了，在函数中就可以随便使用了。
[alert7@redhat62 alert7]$ gcc -fomit-frame-pointer -o test test.c
[alert7@redhat62 alert7]$ wc -c test
11773 test
[alert7@redhat62 alert7]$ gdb -q test
(gdb) disass main
Dump of assembler code for function main:
0x80483e0 <main>: call 0x80483d0 <hi>
0x80483e5 <main+5>: xor %eax,%eax
0x80483e7 <main+7>: jmp 0x80483f0 <main+16>
0x80483e9 <main+9>: lea 0x0(%esi,1),%esi
0x80483f0 <main+16>: ret
....
End of assembler dump.
(gdb) disass hi
Dump of assembler code for function hi:
0x80483d0 <hi>: push $0x8048450
0x80483d5 <hi+5>: call 0x8048308 <printf>
0x80483da <hi+10>: add $0x4,%esp
0x80483dd <hi+13>: ret
0x80483de <hi+14>: mov %esi,%esi
End of assembler dump.
在main()和hi()中都去掉了以下指令
push %ebp
mov %esp,%ebp//这两条指令安装
leave//这条指令恢复
来看看部分的内存映象
(内存高址)
+--------+
|bffffbc4| argv的地址(即argv[0]
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