8086 中的字符串比较
string comparison in 8086
我对这个问题有疑问。我不知道它想从我这里得到什么。
问题：编写一个过程，将 DS:SI 处的源字符串与 ES:DI 处的目标字符串进行比较，并相应地设置标志。如果源小于目标，则设置进位标志。如果字符串相等，则设置零标志。如果源大于目标，零和进位标志都被清除。
我的回答：
MOV ESI , STRING1
MOV EDI, STRING2
MOV ECX, COUNT
CLD
REPE CMPSB
我还是不太确定。是真的还是我应该试试别的？
p.s：我不明白为什么人们会否决这个问题。我的问题有什么问题？我想我们都是来学习的。或不 ？有什么想念的吗？
如果问题陈述说当你被调用时指针已经在 SI 和 DI 中，你不应该破坏它们。
16 位代码通常不会对所有函数都遵循单一的调用约定，并且在寄存器中传递（前几个）args 通常是好的（指令更少，并且避免 store/reload）。 32 位 x86 调用约定通常使用堆栈参数，但那已经过时了。 Windows x64 和 Linux/Mac x86-64 System V ABI/调用约定都使用寄存器参数。
虽然问题陈述没有提到计数。 因此，您要为以零字节结尾的字符串实现 strcmp，而不是为已知长度的内存块实现 memcmp。 您不能使用单个 rep 指令，因为您需要检查不相等和字符串结尾。 如果您只是传递一些大尺寸，并且字符串 相等，repe cmpsb 将继续超过终止符。
如果您知道 either 字符串的长度，则 repe cmpsb 是可用的。例如在 CX 中取一个长度 arg 以避免 运行 在两个字符串中超过终止符的问题。
但就性能而言，repe cmpsb 无论如何都不是很快（例如在 Skylake 与 Ryzen 上每次比较 2 到 3 个周期。或者在 Bulldozer 系列上每次比较甚至 4 个周期）。只有 rep movs 和 rep stos 在现代 CPU 上是高效的，优化的微代码一次复制或存储 16（或 32 或 64）字节。
在内存中存储字符串有 2 种主要约定：显式长度字符串（指针 + 长度），如 C++ std::string，和 隐式length strings 你只有一个指针，字符串的结尾用哨兵/终止符标记。 （就像使用 0 字节的 C char*，或使用 '$' 作为终止符的 DOS 字符串打印函数。）
一个有用的观察是您只需要检查 一个 字符串中的终止符。如果另一个字符串有终止符而这个字符串没有，那将是不匹配的。
因此，您想将一个字节从一个字符串加载到寄存器中，并检查它的终止符和另一个字符串的内存。
(如果您需要实际使用 ES:DI 而不是仅使用默认 DS 段基数的 DI，您可以使用 cmp al, [es: bx + di] (NASM 语法，根据需要进行调整，就像 cmp al, es: [bx + di] 我认为的那样）。 可能是为您准备的问题使用 lodsb 和 scasb，因为 scasb uses ES:DI.)
;; inputs: str1 pointer in DI, str2 pointer in SI
;; outputs: BX = mismatch index, or one-past-the-terminators.
;; FLAGS: ZF=1 for equal strings (je), ZF=0 for mismatch (jne)
;; clobbers: AL (holds str1's terminator or mismatching byte on return)
strcmp:
xor bx, bx
.innerloop: ; do {
mov al, [si + bx] ; load a source byte
cmp al, [di + bx] ; check it against the other string
jne .mismatch ; if (str1[i] != str2[i]) break;
inc bx ; index++
test al, al ; check for 0. Use cmp al, '$' for a $ terminator
jnz .innerloop ; }while(str1[i] != terminator);
; fall through (ZF=1) means we found the terminator
; in str1 *and* str2 at the same position, thus they match
.mismatch: ; we jump here with ZF=0 on mismatch
; sete al ; optionally create an integer in AL from FLAGS
ret
用法：把指针放在SI/DI、call strcmp/je match，因为匹配/不匹配状态在FLAGS中。如果你想把条件变成一个整数，386和以后的CPU允许sete al根据equals条件（ZF==1）在AL中创建一个0或1。
使用 sub al, [mem] 而不是 cmp al, [mem]，我们将得到 al = str1[i] - str2[i]，仅当字符串匹配时才给我们一个 0。如果您的字符串仅包含 0..127 的 ASCII 值，则不会导致有符号溢出，因此您可以将其用作带符号的 return 值，它实际上告诉您哪个字符串排序 before/after 另一个。 （但是如果字符串中可能有高 ASCII 128..255 字节，我们需要零或符号扩展到 16 位 first 以避免符号溢出像 (unsigned)5 - (unsigned)254 = (signed)+7 因为 8 位环绕。
当然，有了我们的 FLAGS return 值，调用者已经可以使用 ja 或 jb（未签名的比较结果），或者 jg / jl 如果他们想将字符串视为持有 signed char。无论输入字节的范围如何，这都有效。
或者内联这个循环，这样jne mismatch直接跳转到有用的地方。
16-bit addressing modes are limited，但BX可以作为基数，SI和DI都可以作为索引。我使用索引增量代替 inc si 和 inc di。使用 lodsb 也是一种选择，甚至可能 scasb 将其与其他字符串进行比较。 （然后检查终止符。）
性能
索引寻址模式在某些现代 x86 CPU 上可能会更慢，但这确实可以在循环中保存指令（因此对于真正的 8086 代码大小很重要）。尽管要真正调整 8086，我认为 lodsb / scasb 将是您最好的选择，替换 mov 负载和 cmp al, [mem]，以及 inc bx。如果您的调用约定不能保证，请记住在循环外使用 cld。
如果您关心现代 x86，请使用 movzx eax, byte [si+bx] 打破对 EAX 旧值的错误依赖，对于不单独重命名部分寄存器的 CPU。 （如果你使用 sub al, [str2]，打破错误的 dep 尤其重要，因为这会通过 EAX 将它变成一个 2 周期循环携带的依赖链，在 PPro 以外的 CPU 上通过 Sandybridge。IvyBridge 和后来的不重命名 AL与 EAX 分开，所以 mov al, [mem] 是一个微融合加载+合并 uop。）
如果 cmp al,[bx+di] 微融合负载，并与 jne 宏融合为一个比较和分支微指令，则整个循环在 Haswell 上总共只有 4 微指令，并且对于大输入，可以 运行 每个时钟迭代 1 次。最后的分支预测错误会使小输入性能变差，除非分支每次都对足够小的输入起作用。参见 https://agner.org/optimize/。最近的 Intel 和 AMD 每个时钟可以执行 2 个负载。
展开可以摊销 inc bx 成本，但仅此而已。在循环内有一个采用 + 不采用的分支，当前的 CPU 都不能 运行 比每次迭代 1 个周期更快。 （有关 do{}while 循环结构的更多信息，请参阅 ）。为了更快，我们需要一次检查多个字节。
与使用 SSE2 的每 1 或 2 个周期 16 个字节相比，即使是 1 个字节/周期也非常慢（使用一些巧妙的技巧来避免读取可能出错的内存）。
有关使用 x86 SIMD 进行字符串比较以及 glibc 的 SSE2 和更高版本的优化字符串函数的更多信息，请参阅 https://www.strchr.com/strcmp_and_strlen_using_sse_4.2。
GNU libc's 后备标量 strcmp 实现看起来不错（从 AT&T 翻译成 Intel 语法，但保留了 C 预处理器宏和其他内容。L() 制作了一个本地标签）。
只有在 SSE2 或更高版本不可用时才使用它。有一些技巧可以检查整个 32 位寄存器中是否有任何零字节，即使没有 SIMD，这也能让你走得更快，但对齐是个问题。 （如果终止符可能在任何地方，您在一次加载多个字节时必须小心，不要从您不 sure 包含至少 1 个字节的有效数据的任何内存页中读取，否则你可能会犯错。)
strcmp:
mov ecx,DWORD PTR [esp+0x4]
mov edx,DWORD PTR [esp+0x8] # load pointer args
L(oop): mov al,BYTE PTR [ecx] # movzx eax, byte ptr [ecx] would be avoid a false dep
cmp al,BYTE PTR [edx]
jne L(neq)
inc ecx
inc edx
test al, al
jnz L(oop)
xorl eax, eax
/* when strings are equal, pointers rest one beyond
the end of the NUL terminators. */
ret
L(neq): mov eax, 1
mov ecx, -1
cmovb eax, ecx
ret
我对这个问题有疑问。我不知道它想从我这里得到什么。
问题：编写一个过程，将 DS:SI 处的源字符串与 ES:DI 处的目标字符串进行比较，并相应地设置标志。如果源小于目标，则设置进位标志。如果字符串相等，则设置零标志。如果源大于目标，零和进位标志都被清除。
我的回答：
MOV ESI , STRING1
MOV EDI, STRING2
MOV ECX, COUNT
CLD
REPE CMPSB
我还是不太确定。是真的还是我应该试试别的？
p.s：我不明白为什么人们会否决这个问题。我的问题有什么问题？我想我们都是来学习的。或不 ？有什么想念的吗？
如果问题陈述说当你被调用时指针已经在 SI 和 DI 中，你不应该破坏它们。
16 位代码通常不会对所有函数都遵循单一的调用约定，并且在寄存器中传递（前几个）args 通常是好的（指令更少，并且避免 store/reload）。 32 位 x86 调用约定通常使用堆栈参数，但那已经过时了。 Windows x64 和 Linux/Mac x86-64 System V ABI/调用约定都使用寄存器参数。
虽然问题陈述没有提到计数。 因此，您要为以零字节结尾的字符串实现 strcmp，而不是为已知长度的内存块实现 memcmp。 您不能使用单个 rep 指令，因为您需要检查不相等和字符串结尾。 如果您只是传递一些大尺寸，并且字符串 相等，repe cmpsb 将继续超过终止符。
repe cmpsb 是可用的。例如在 CX 中取一个长度 arg 以避免 运行 在两个字符串中超过终止符的问题。
但就性能而言，repe cmpsb 无论如何都不是很快（例如在 Skylake 与 Ryzen 上每次比较 2 到 3 个周期。或者在 Bulldozer 系列上每次比较甚至 4 个周期）。只有 rep movs 和 rep stos 在现代 CPU 上是高效的，优化的微代码一次复制或存储 16（或 32 或 64）字节。
在内存中存储字符串有 2 种主要约定：显式长度字符串（指针 + 长度），如 C++ std::string，和 隐式length strings 你只有一个指针，字符串的结尾用哨兵/终止符标记。 （就像使用 0 字节的 C char*，或使用 '$' 作为终止符的 DOS 字符串打印函数。）
一个有用的观察是您只需要检查 一个 字符串中的终止符。如果另一个字符串有终止符而这个字符串没有，那将是不匹配的。
因此，您想将一个字节从一个字符串加载到寄存器中，并检查它的终止符和另一个字符串的内存。
(如果您需要实际使用 ES:DI 而不是仅使用默认 DS 段基数的 DI，您可以使用 cmp al, [es: bx + di] (NASM 语法，根据需要进行调整，就像 cmp al, es: [bx + di] 我认为的那样）。 可能是为您准备的问题使用 lodsb 和 scasb，因为 scasb uses ES:DI.)
;; inputs: str1 pointer in DI, str2 pointer in SI
;; outputs: BX = mismatch index, or one-past-the-terminators.
;; FLAGS: ZF=1 for equal strings (je), ZF=0 for mismatch (jne)
;; clobbers: AL (holds str1's terminator or mismatching byte on return)
strcmp:
xor bx, bx
.innerloop: ; do {
mov al, [si + bx] ; load a source byte
cmp al, [di + bx] ; check it against the other string
jne .mismatch ; if (str1[i] != str2[i]) break;
inc bx ; index++
test al, al ; check for 0. Use cmp al, '$' for a $ terminator
jnz .innerloop ; }while(str1[i] != terminator);
; fall through (ZF=1) means we found the terminator
; in str1 *and* str2 at the same position, thus they match
.mismatch: ; we jump here with ZF=0 on mismatch
; sete al ; optionally create an integer in AL from FLAGS
ret
用法：把指针放在SI/DI、call strcmp/je match，因为匹配/不匹配状态在FLAGS中。如果你想把条件变成一个整数，386和以后的CPU允许sete al根据equals条件（ZF==1）在AL中创建一个0或1。
使用 sub al, [mem] 而不是 cmp al, [mem]，我们将得到 al = str1[i] - str2[i]，仅当字符串匹配时才给我们一个 0。如果您的字符串仅包含 0..127 的 ASCII 值，则不会导致有符号溢出，因此您可以将其用作带符号的 return 值，它实际上告诉您哪个字符串排序 before/after 另一个。 （但是如果字符串中可能有高 ASCII 128..255 字节，我们需要零或符号扩展到 16 位 first 以避免符号溢出像 (unsigned)5 - (unsigned)254 = (signed)+7 因为 8 位环绕。
当然，有了我们的 FLAGS return 值，调用者已经可以使用 ja 或 jb（未签名的比较结果），或者 jg / jl 如果他们想将字符串视为持有 signed char。无论输入字节的范围如何，这都有效。
或者内联这个循环，这样jne mismatch直接跳转到有用的地方。
16-bit addressing modes are limited，但BX可以作为基数，SI和DI都可以作为索引。我使用索引增量代替 inc si 和 inc di。使用 lodsb 也是一种选择，甚至可能 scasb 将其与其他字符串进行比较。 （然后检查终止符。）
性能
索引寻址模式在某些现代 x86 CPU 上可能会更慢，但这确实可以在循环中保存指令（因此对于真正的 8086 代码大小很重要）。尽管要真正调整 8086，我认为 lodsb / scasb 将是您最好的选择，替换 mov 负载和 cmp al, [mem]，以及 inc bx。如果您的调用约定不能保证，请记住在循环外使用 cld。
如果您关心现代 x86，请使用 movzx eax, byte [si+bx] 打破对 EAX 旧值的错误依赖，对于不单独重命名部分寄存器的 CPU。 （如果你使用 sub al, [str2]，打破错误的 dep 尤其重要，因为这会通过 EAX 将它变成一个 2 周期循环携带的依赖链，在 PPro 以外的 CPU 上通过 Sandybridge。IvyBridge 和后来的不重命名 AL与 EAX 分开，所以 mov al, [mem] 是一个微融合加载+合并 uop。）
如果 cmp al,[bx+di] 微融合负载，并与 jne 宏融合为一个比较和分支微指令，则整个循环在 Haswell 上总共只有 4 微指令，并且对于大输入，可以 运行 每个时钟迭代 1 次。最后的分支预测错误会使小输入性能变差，除非分支每次都对足够小的输入起作用。参见 https://agner.org/optimize/。最近的 Intel 和 AMD 每个时钟可以执行 2 个负载。
展开可以摊销 inc bx 成本，但仅此而已。在循环内有一个采用 + 不采用的分支，当前的 CPU 都不能 运行 比每次迭代 1 个周期更快。 （有关 do{}while 循环结构的更多信息，请参阅
与使用 SSE2 的每 1 或 2 个周期 16 个字节相比，即使是 1 个字节/周期也非常慢（使用一些巧妙的技巧来避免读取可能出错的内存）。
有关使用 x86 SIMD 进行字符串比较以及 glibc 的 SSE2 和更高版本的优化字符串函数的更多信息，请参阅 https://www.strchr.com/strcmp_and_strlen_using_sse_4.2。
GNU libc's 后备标量 strcmp 实现看起来不错（从 AT&T 翻译成 Intel 语法，但保留了 C 预处理器宏和其他内容。L() 制作了一个本地标签）。
只有在 SSE2 或更高版本不可用时才使用它。有一些技巧可以检查整个 32 位寄存器中是否有任何零字节，即使没有 SIMD，这也能让你走得更快，但对齐是个问题。 （如果终止符可能在任何地方，您在一次加载多个字节时必须小心，不要从您不 sure 包含至少 1 个字节的有效数据的任何内存页中读取，否则你可能会犯错。)
strcmp:
mov ecx,DWORD PTR [esp+0x4]
mov edx,DWORD PTR [esp+0x8] # load pointer args
L(oop): mov al,BYTE PTR [ecx] # movzx eax, byte ptr [ecx] would be avoid a false dep
cmp al,BYTE PTR [edx]
jne L(neq)
inc ecx
inc edx
test al, al
jnz L(oop)
xorl eax, eax
/* when strings are equal, pointers rest one beyond
the end of the NUL terminators. */
ret
L(neq): mov eax, 1
mov ecx, -1
cmovb eax, ecx
ret