逆向分析x86汇编mystery函数：解析LEA指令及对应C实现

咱们一步步来分析这段汇编代码，先解决你疑惑的LEA指令，再还原出完整的C逻辑：

先整理清晰的汇编代码格式 #

首先把你给出的汇编代码拆分成函数块，看起来更清楚：

mystery:
    mov %edi, %eax          ; 把输入参数n（存在%edi）复制到%eax
    lea 0x0(,%rdi, 8), %edi ; 重点：用LEA计算8*n，存入%edi
    sub %eax, %edi          ; %edi = 8n - n = 7n
    add $0x4, %edi          ; %edi = 7n + 4
    callq <mystery_util>    ; 调用mystery_util(7n+4)
    repz retq               ; 返回调用结果（repz是冗余指令，不影响功能）

mystery_util:
    mov %edi, %eax          ; 把参数m复制到%eax
    shr %eax                ; %eax = m >> 1（逻辑右移，相当于整数除以2）
    and $0x1, %edi          ; %edi = m & 1（取m的最低位，判断奇偶）
    and %edi, %eax          ; %eax = (m>>1) & (m&1)
    retq                    ; 返回%eax的值

解释LEA指令的作用 #

你问的lea 0x0(,%rdi, 8), %edi是x86里非常实用的有效地址加载指令，它的本质是做算术计算，语法是lea 位移基址,变址,比例), 目标寄存器，计算规则是：基址 + 变址*比例 + 位移。

这里的基址是0，变址是%rdi（也就是输入参数n），比例是8，位移是0，所以计算结果就是0 + n*8 + 0 = 8n，然后把这个值存到%edi里。

LEA经常被用来做快速乘法，因为它比mul/imul指令效率更高，而且不会影响CPU的标志位——这里就是用它来快速计算8*n，而不是用乘法指令。

逐行还原成C逻辑 #

先看mystery函数的逻辑 #

x86-64的System V调用约定里，第一个整数参数存在%edi寄存器，所以mystery的输入参数是int n，咱们把每条指令转换成C步骤：

1. mov %edi, %eax → 保存原始参数n到临时变量：int temp = n;
2. lea 0x0(,%rdi,8), %edi → 计算8*n，覆盖原参数的存储位置：n = 8 * n;
3. sub %eax, %edi → 用8n减去原始n，得到7n：n = 8*n - temp;
4. add $0x4, %edi → 加上4，得到7n+4：n = 7*n + 4;
5. 调用mystery_util(7n+4)，并返回这个调用的结果。

再看mystery_util函数的逻辑 #

它的输入参数是int m（也就是上面的7n+4），指令对应的C逻辑：

1. mov %edi, %eax → 复制参数m到结果寄存器：int res = m;
2. shr %eax → 逻辑右移一位，等价于整数除以2：res = res >> 1;
3. and $0x1, %edi → 取m的最低位，判断m是否为奇数：m = m & 1;（结果为1则是奇数，0则是偶数）
4. and %edi, %eax → 只有当m是奇数时，保留res的值；偶数时结果为0：res = res & m;
5. 返回res。

把mystery_util简化成C代码的话，就是：

int mystery_util(int m) {
    return (m >> 1) & (m & 1);
}

或者用更易懂的条件判断写法：

int mystery_util(int m) {
    if (m % 2 == 1) { // 如果m是奇数
        return (m - 1) / 2;
    } else { // 如果m是偶数
        return 0;
    }
}

合并成完整的mystery函数 #

把上面的逻辑整合起来，mystery的完整C实现就是：

int mystery_util(int m) {
    return (m >> 1) & (m & 1);
}

int mystery(int n) {
    int m = 7 * n + 4;
    return mystery_util(m);
}

总结函数功能 #

简单来说，这个函数的作用是：
接收一个整数n，计算7*n +4的值：

• 如果这个值是偶数，返回0；
• 如果这个值是奇数，返回(7n+3)/2（因为7n+4是奇数的话，减1再除以2就是(7n+3)/2）。

你可以拿几个测试用例验证：

• n=1时，7*1+4=11（奇数），返回(11-1)/2=5，符合汇编计算结果；
• n=2时，7*2+4=18（偶数），返回0；
• n=-1时，7*(-1)+4=-3（奇数），汇编里shr逻辑右移后，-3>>1是-2，-3&1是1，-2&1=0，所以返回0。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user9473612