如何遍历汇编中的字符串，直到达到null为止？ （strlen循环）

Question

现在，我只是想知道如何遍历一个字符串。如果代码没有意义，那是因为我将某些信息解释为错误的。最糟糕的是，我真的不知道自己在做什么。

strlen:

pushq %rbx
movq %rsi, %rbx


loop:
    cmp $0x00, (%rdi, %rbx)
    je end
    inc %rbx
    jmp loop

end:
    movq %rbx, %rax
    popq %rbx
    ret

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PS：有一个原因使我的标题看起来像是一个老头，第二次在他的计算机上尝试搜索“如何去google.com”。Superrrrnoob在这里试图学习一些汇编语言。我正在尝试为自己实现strlen函数。

Answer 1

只需inc %rbx就可以增加指针值。 (%rbx)使用其值作为存储器地址来取消引用该寄存器。在x86上，每个字节都有其自己的地址（此属性称为“可字节寻址的字节”），并且地址只是适合寄存器的整数。

ASCII字符串中的字符全为1字节宽，因此将指针加1将移至ASCII字符串中的下一个字符。 （在UTF-8的字符位于1..127代码点范围之外的一般情况下，这是不正确的，但是ASCII是UTF-8的子集。）

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术语：ASCII码0被称为NUL（一个L），而不是NULL。在C中，NULL是指针概念。 C样式的隐式长度字符串可以描述为0终止或NUL终止，但是“ null终止”正在滥用该术语。

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您应该选择一个不同的寄存器（称为调用寄存器），因此您无需在函数中推送/弹出该寄存器。您的代码不会make任何函数调用，因此不需要将归纳变量保留在保留调用的寄存器中。

我没有在其他SO Q＆A中找到一个good简单示例。它们或者像我在注释中链接的那样，在循环内有2个分支（包括一个无条件的jmp），或者它们浪费了增加指针和计数器的指令。在循环内使用索引寻址模式并不可怕，但是在某些CPU上效率较低，因此我仍然建议进行指针递增->在循环后减去end-start。

这就是我写一个最小的strlen的方法，它一次只检查1个字节（缓慢而简单）。我将循环本身保持很小，这是IMO总体上编写循环的一种好方法的合理示例。通常，保持代码紧凑会更容易理解asm中的函数。 （给它一个不同于strlen的名称，这样您就可以测试它而无需gcc -fno-builtin-strlen或其他名称。）

.globl simple_strlen
simple_strlen:
    lea     -1(%rdi), %rax     # p = start-1 to counteract the first inc
 .Lloop:                       # do {
    inc     %rax                  # ++p
    cmpb    $0, (%rax)
    jne     .Lloop             # }while(*p != 0);
                           # RAX points at the terminating 0 byte = one-past-end of the real data
    sub     %rdi, %rax     # return length = end - start
    ret

strlen的返回值是0字节的数组索引=数据长度[[not包括终止符。

如果您手动内联此代码（因为它只是一个3指令循环），则通常只需要指向0终止符的指针，这样就不会打扰子废话，只需在代码末尾使用RAX循环。

可以通过剥离第一个迭代或使用jmp以cmp / jne进入循环的方式来避免在第一次加载之前偏移LEA / INC指令（在第一次cmp之前花费2个周期的等待时间），后公司Why are loops always compiled into "do...while" style (tail jump)?。

在LEMP之间增加cmp / jcc之间的LEA指针（例如cmp; lea 1(%rax), %rax; jne）可能会更糟，因为它会破坏cmp / jcc的宏融合成单个uop。 （实际上，cmp $imm, (%reg) / jcc的宏融合在像Skylake这样的Intel CPU上都不会发生。cmp微融合内存操作数。也许AMD融合了cmp / jcc。）此外，您将离开RAX 1比您想要的高的循环。

因此，（在Intel Sandybridge系列上）加载movzx（又名movzbl）并将字节零扩展到%ecx和test %ecx, %ecx / jnz就像循环条件一样有效。但是更大的代码大小。

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[大多数CPU将在每个时钟周期1次迭代中运行我的循环。通过一些循环展开，我们每个周期可能会接近2个字节（尽管仍然只单独检查每个字节）。

大字符串每次检查1个字节的速度比SSE2慢16倍。如果您不打算最小化代码大小和简化性，请参阅Why is this code 6.5x slower with optimizations enabled?以获取使用SSE2的简单strlen XMM寄存器。 SSE2是x86-64的基准，因此，在提速时，应始终使用它，因为值得在asm中手工编写的内容。

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Re：您更新的问题

，其中包含Why does rax and rdi work the same in this situation?中实施的错误端口RDI和RBX都保存指针。将它们加在一起不会成为有效地址！在您尝试移植的代码中，RCX（索引）在循环之前被初始化为零。但是您没有执行xor %ebx, %ebx，而是执行了mov %rdi, %rbx。单步执行代码时，使用调试器检查寄存器值。