switch...case跳转表

Posted 2023-03-19 Qing-Huan

0. 本文结构概述

1. switch...case语法格式
2. C和C++的switch不同点
3. switch...case反汇编
4. switch...case跳转表
5. case值间距过大不用跳转表

1. switch...case语句

switch (表达式1) // 表达式结果不能是实型、字符串

    case 值1:
	// case后的值只能是常量表达式：整型(long、int、short、char)
	// 多数情况下和enum组合使用
        语句1;
        break;
    case 值2:
        语句2;
        break;
    case 值3:
        语句3;
        break;
    default:
        语句4;
        break;

2. C和C++的switch不同点

3. switch...case反汇编

1. 如下图绿色框中：在 case 较少的情况下，switch...case 与 if...else 是一样的
2. 如下图红色框中：我们在学习switch...case时知道这样的语法，case语句块结束后若不加break，会继续向下执行其他case语句块。原因是编译器会将case语句提取出来，在switch阶段就对各个case语句进行了判定跳转，语句块指令会按顺序排列在下方，若没有break就会继续执行下面的语句块。
   

4. switch...case跳转表

当 case 较多的情况下，编译器会考虑以 空间换时间 ，对 switch...case 进行优化（优化方案：添加跳转表）

由于 case 后的数据为相邻整型变量，所以系统在编译阶段，将这些数值映射为跳转表，将表头地址记录下来用于寻址。

1. 编译阶段开辟一段连续空间，内部存储每个case语句块的入口地址，将寻址方式写入代码段：jmp dword ptr [edx*4+0B3844h]
2. 运行时计算 switch值 与 case最小值 的 距离 (求差)
3. 若 距离 大于 case最小值 与 case最大值 之差，说明 switch值 大于最大值或小于最小值。直接跳转至default语句块
4. 将 距离 传入 edx 中，代入寻址公式跳转

int main()

......
	int a = 102;
000B37EA  mov         dword ptr [a],66h
	switch (a)
000B37F1  mov         eax,dword ptr [a]
000B37F4  mov         dword ptr [ebp-4Ch],eax
000B37F7  mov         ecx,dword ptr [ebp-4Ch]
000B37FA  sub         ecx,64h
// 和case中的最小值作差，得到从最小case距离与a相等case之间的距离 ---> 2
000B37FD  mov         dword ptr [ebp-4Ch],ecx
000B3800  cmp         dword ptr [ebp-4Ch],3
// 比较距离是否在范围内 ---> 2 < 3
000B3804  ja          $LN7+9h (0B3834h)
// 若距离大于所有case的长度，跳转至default语句块
000B3806  mov         edx,dword ptr [ebp-4Ch]
000B3809  jmp         dword ptr [edx*4+0B3844h]
// 以0B3844作为基址，加上距离*4(一个地址4位)，此处存储的是语句块的起始地址。
	
	case 100:
		t = 100;
000B3810  mov         dword ptr [t],64h
		break;
    ......
	default:
		t = 104;
000B3834  mov         dword ptr [t],68h
		break;
	

	return 0;
000B383B  xor         eax,eax

5. case值间距过大不用跳转表

若case语句较多，满足优化为跳转表的条件时，还要看case值间距大小，若case值间距过大，就不会用跳转表了