如何在 C 中实现移位操作的逆运算？ [关闭]答案

【问题标题】：How do you implement the inverse of bit shift operations in C? [closed]如何在 C 中实现移位操作的逆运算？ [关闭]
【发布时间】：2019-08-21 22:00:04
【问题描述】：

在对使用位移位操作的 C 代码进行逆向工程时，我对获得以下逆向代码背后的方法感到困惑。

unsigned char red = 37;
unsigned char blue = 100;
unsigned char green = 77
unsigned short us = (red << 8) + (blue);
us = (us << 5 ) | (us >> 11);
unsigned int threebytes = (us << 8) + green;

由于 NOT 是反转位的操作，我假设我可以实现 NOT 以反转每一行或代码末尾的位，但是，我的结果与导致我的预期输出不匹配相信我误会了。我对逆向工程有什么不了解的地方？

【问题讨论】：

那不叫“逆向工程”，这里也没有NOT操作。如果你不知道运算符是什么，你需要先阅读一本 C 的书来代替
我不关注这里。如果向左移位，则可以通过向右移位来反转操作，反之亦然。
你没有解释你的预期输出是什么。请这样做，并为输入和输出使用二进制。

标签： c bit-manipulation reverse-engineering

【解决方案1】：

这似乎是理解 C 位操作的课堂练习。它进一步似乎假设unsigned char 是 8 位，unsigned short 是 16 位，unsigned int 可能是 32 位。您在练习中的工作是了解哪些位被移动到哪里，并设计新的操作，将这些位从threebytes 中的结果值移回三个独立变量中的原始值。

以下是理解代码的一些帮助：

unsigned short us = (red << 8) + (blue);

此代码将red 的值左移（高）八位，并将blue 的值放在低八位。

us = (us << 5 ) | (us >> 11);

这执行了有效的位旋转。假设我们标记us 中的 16 位，以便我们可以跟踪它们：

fedcba9876543210

表达式us << 5 以 16 位生成 this（由于 C 规则，中间结果实际上有 32，但后面的高 16 将被丢弃，因此我们忽略它们）：

a9876543210_____

下划线表示移入的新 0 位。其他数字是前一个位值的标签。

表达式us >> 11 产生这个：

___________fedcb.

当这些与(us << 5) |(us >> 11)`中的|结合时，结果是：

a9876543210fedcb

因此，原始位 fedcba9876543210 已旋转为 a9876543210fedcb。

然后这个：

unsigned int threebytes = (us << 8) + green

将 us 的 16 位左移 8 位，并将 green 的值插入低 8 位。

由此，您应该能够了解red、blue 和green 中的所有位最终在threebytes 中的位置。然后练习是让您编写新代码，将这些位从threebytes 移回单独的变量。

【讨论】：

【解决方案2】：

我假设您的意思是将threebytes 解码回其组成的 RGB 分量。

首先让我们看看threebytes 的样子。

第一步 (red << 8) + (blue) 生成一个 16 位数字，格式类似于 rrrr rrrr bbbb bbbb。

第二步，(us << 5 ) | (us >> 11)，是向左旋转 5 位，所以结果看起来像 rrrb bbbb bbbr rrrr（其中底部的 r 位实际上是 top 5红色通道的位）。

最后一步(us << 8) + green 将绿色位附加到它上面，形成rrrb bbbb bbbr rrrr gggg gggg。

可以通过（像往常一样）采取相反的步骤并以相反的顺序执行这些步骤来取消这些步骤（这个原则与“穿上袜子，然后穿上鞋子”很相似，后者通过“脱鞋，然后拿袜子”）。所以：

// rrrb bbbb bbbr rrrr gggg gggg
// take green from the bottom 8 bits
unsigned char green = threebytes;

// take the remaining mixed R and B bits
unsigned short us = threebytes >> 8;
// rrrb bbbb bbbr rrrr
// rotate right by 5
us = (us << 11) | (us >> 5);
// rrrr rrrr bbbb bbbb
// split into red and blue
unsigned char blue = us;
unsigned char red = us >> 8;

【讨论】：