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    本篇翻译对应汇编教程英文原著的第314页到第327页，翻译完前10章 (注意这里的页数不是页脚的页数，而是pdf电子档顶部，分页输入框中的页数，也就是包含了目录，前言部分的总页数，pdf电子档总页数是577，当前已翻译完的页数为327 / 577)。

Storing and Loading Strings 存储和加载字符串：

    除了可以在内存之间拷贝字符串数据外，还可以将内存里的字符串值加载到寄存器，或者反向将寄存器里的值存储回内存位置。下面要介绍的STOS和LODS指令就可以实现这些功能。

The LODS instruction LODS指令：

    LODS指令用于将内存里的字符串值加载到EAX寄存器，LODS指令有如下三种指令格式：

• LODSB: Loads a byte into the AL register
  LODSB指令：加载一个字节的数据到AL寄存器
• LODSW: Loads a word (2 bytes) into the AX register
  LODSW指令：加载一个字(即2个字节)的数据到AX寄存器
• LODSL: Loads a doubleword (4 bytes) into the EAX register
  LODSL指令：加载一个双字(即4个字节)的数据到EAX寄存器

    注意：英特尔汇编语法里是使用LODSD指令来加载4个字节的数据到EAX寄存器的，而GNU汇编语法里用的是LODSL指令。

    LODS指令的隐式操作数是ESI寄存器，所以在使用LODS指令时，ESI寄存器必须包含将要加载的字符串数据的内存位置，LODS指令执行后，会根据加载的字节数，自动递增或递减ESI寄存器的值(和MOVS指令一样是根据DF标志位来决定是递增还是递减)。

    稍候要介绍的STOS和SCAS指令的操作数是位于EAX寄存器里的，而LODS指令正好就可以为这些指令加载所需的数据到EAX里，尽管你可以对LODS指令使用REP指令前缀，但是这样做的话，并没有多大的含义，因为EAX最多只能存放4个字节的数据，通过REP重复执行LODS指令只会造成EAX里的数据被重复覆盖。

The STOS instruction STOS指令：

    和LODS指令的操作刚好相反，STOS指令用于将EAX寄存器里的值存储回内存位置，STOS指令根据操作的字节数有三种指令格式：

• STOSB: Stores a byte of data from the AL register
  STOSB指令：将AL寄存器里的一个字节的数据存储到目标内存位置
• STOSW: Stores a word (2 bytes) of data from the AX register
  STOSW指令：将AX寄存器里的一个字(即2个字节)的数据存储到目标内存位置
• STOSL: Stores a doubleword (4 bytes) of data from the EAX register
  STOSL指令：将EAX寄存器里的一个双字(即4个字节)的数据存储到目标内存位置

    STOS指令的隐式操作数是EDI寄存器，当STOS指令执行后，会自动根据存储的字节数，递增或递减EDI寄存器的值。

    单个STOS指令可能作用没那么大，但是当STOS指令和REP指令配合时，就可以用AX里的值来填充一大块内存，例如，下面的stostest1.s程式就演示了如何用REP加STOS指令来将一块256字节的内存都填充为空格字符(对应ASCII码为0x20)：

# stostest1.s - An example of using the STOS instruction .section .data space:     .ascii " " .section .bss     .lcomm buffer, 256 .section .text .globl _start _start:     nop     leal space, %esi     leal buffer, %edi     movl $256, %ecx     cld     lodsb     rep stosb     movl $1, %eax     movl $0, %ebx     int $0x80

    上面代码里，先将space内存里的空格字符加载到AL寄存器，由于ECX设为了256，所以rep stosb指令会将AL里的空格拷贝256次到buffer内存里，从而将buffer里的256字节的数据都填充为空格字符。gdb调试器里的输出情况如下：

15        lodsb (gdb) s 16        rep stosb (gdb) print/x $eax $1 = 0x20 (gdb) x/10bx &buffer 0x80490a0 <buffer>:    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00 0x80490a8 <buffer+8>:    0x00    0x00 (gdb) s 17        movl $1, %eax (gdb) x/10bx &buffer 0x80490a0 <buffer>:    0x20    0x20    0x20    0x20    0x20    0x20    0x20    0x20 0x80490a8 <buffer+8>:    0x20    0x20 (gdb)

    上面输出显示，在lodsb指令执行后，EAX里的值就变为0x20即空格字符的ASCII码，在rep stosb指令执行前，buffer里的数据都是默认的0x00(因为buffer在bss段，该段里的数据默认由零填充)，在rep stosb执行后，buffer所在的内存就被全部填充为0x20的空格字符。

Building your own string functions 组建你自己的字符串操作函数：

    LODS和STOS指令配合在一起就可以组建自己的字符串操作函数，例如可以将ESI和EDI指向同一个字符串，先用LODS将字符串里的字符加载到AL寄存器，然后对AL进行加减乘除之类的操作，接着就可以用STOS指令将结果写回字符串，这样再在loop循环指令的作用下，就可以对字符串里的所有字符执行相同的操作。

    下面的convert.s程式就演示了如何利用LODS和STOS指令将字符串里的所有字符都转为大写字母：

# convert.s - Converting lower to upper case .section .data string1:     .asciz "This is a TEST, of the conversion program!\n" length:     .int 43 .section .text .globl _start _start:     nop     leal string1, %esi     movl %esi, %edi     movl length, %ecx     cld loop1:     lodsb     cmpb $'a', %al     jl skip     cmpb $'z', %al     jg skip     subb $0x20, %al skip:     stosb     loop loop1 end:     pushl $string1     call printf     addl $4, %esp     pushl $0     call exit

    在convert.s程式里，先将string1要操作的字符串的内存位置加载到ESI和EDI，这样ESI与EDI就指向同一个字符串，并且将length字符串的长度值加载到ECX，这样后面的loop1循环体就可以操作字符串里的每个字符，在loop1循环体中，代码先通过LODSB指令将ESI指向的字符加载到AL寄存器，然后通过CMP指令将AL里字符的ASCII码与'a'及'z'进行比较，当AL里的字符的ASCII码位于'a'与'z'之间时，就说明该字符是一个小写字母，接着就可以用subb $0x20, %al指令将小写字母的ASCII值减去0x20，结果就是对应的大写字母，最后由STOSB指令将转换后的结果写回string1字符串，对string1字符串里的每个字符循环执行这种操作，就可以将所有小写字母都转为大写字母。

    这里需要注意的是：无论AL里的字符是否被处理，每个LODS指令都必须对应有一个STOS指令，这样才能确保ESI和EDI的值能够同步递增。

    在汇编链接程序后，在命令行里的输出结果如下：

$ as -gstabs -o convert.o convert.s $ ld --dynamic-linker /lib/ld-linux.so.2 -lc -o convert convert.o $ ./convert THIS IS A TEST, OF THE CONVERSION PROGRAM! $

    由于convert.s程式里调用了printf的C库函数，所以ld命令需要加上--dynamic-linker /lib/ld-linux.so.2 -lc (这个在之前的章节里多次提到过)。convert程式的输出结果和预期的一致，你可以修改string1测试字符串的内容，然后进行测试，不过修改了字符串的内容后，要对应修改length即字符串的长度值。

Comparing Strings 字符串的比较操作：

    除了上面介绍的字符串的加载和拷贝指令外，汇编里还提供了一些指令可以用于完成字符串的比较操作，下面就介绍下这些指令。

The CMPS instruction CMPS指令：

    CMPS指令集用于比较字符串里的值，CMPS指令同样有三种指令格式：

• CMPSB: Compares a byte value
  CMPSB指令：比较一个字节的值
• CMPSW: Compares a word (2 bytes) value
  CMPSW指令：比较一个字(即2个字节)的值
• CMPSL: Compares a doubleword (4 bytes) value
  CMPSL指令：比较一个双字(即4个字节)的值

    CMPS指令的隐式源操作数为ESI，隐式目标操作数为EDI，每执行一次CMPS指令，ESI和EDI的值都会自动根据比较的字节数递增或递减(同样是由DF标志位来决定是递增还是递减)。

    CMPS指令执行时，会用ESI指向的源字符串里的值减去EDI指向的目标字符串里的值，然后根据结果来设置EFLAGS寄存器里的carry、sign、overflow、zero、parity或adjust标志，所以在CMPS指令执行后，就可以使用条件跳转指令来根据标志位里的值进行一些跳转操作。

    下面的cmpstest1.s程式就演示了CMPS指令的用法：

# cmpstest1.s - A simple example of the CMPS instruction .section .data value1:     .ascii "Test" value2:     .ascii "Test" .section .text .globl _start _start:     nop     movl $1, %eax     leal value1, %esi     leal value2, %edi     cld     cmpsl     je equal     movl $1, %ebx     int $0x80 equal:     movl $0, %ebx     int $0x80

    上面cmpstest1.s程式在开头将EAX设为1，这个1是系统调用号，这样最后一条中断指令int $0x80执行时，就会根据EAX里的1值来退出程序，这里将movl $1, %eax放在开头，这样equal标签处就不需要再给EAX赋值了。接着代码将value1字符串的内存位置加载到ESI作为CMPS指令的源字符串，将value2字符串的内存位置加载到EDI作为CMPS的目标字符串，由于value1和value2里的字符串的有效长度都是4，所以只需一条CMPSL指令就可以一次完成这四个字符的比较操作，由于CMPS指令执行后会设置对应的EFLAGS寄存器里的标志位，因此接着就可以使用 je equal 条件跳转指令判断两字符串是否相等，如果相等即ZF标志位被设置时就跳转到equal标签处，将EBX即程序的退出码设为0，否则就继续执行，将EBX退出码设为1。

    在汇编链接程序后，你可以通过检查程序执行后的退出码来判断字符串比较的结果：

$ as -gstabs -o cmpstest1.o cmpstest1.s $ ld -o cmpstest1 cmpstest1.o $ ./cmpstest1 $ echo $? 0 $

    上面输出的退出码为0，表示代码里value1和value2里的字符串是相等的，你可以试着将value1或value2里的4个字符改为不同的值，再进行测试，会发现结果为1以表示两个字符串不相等。

    上面的程式只对4个字符的字符串进行了比较操作，如果字符串的长度超过4的话，就需要用到下面要介绍的REP指令。

Using REP with CMPS 使用REP配合CMPS来进行字符串的比较：

    REP指令前缀虽然可以完成重复比较操作，但是REP只能检测ECX里的值，而CMPS指令还会设置ZF标志位，所以如果在重复比较时还要检测ZF标志位的话，就需要用到上一篇提到的其他REP指令：REPE、REPNE、REPZ或REPNZ指令，这些指令在执行重复比较操作时，除了会检测ECX的值外，还会检测ZF标志位的值。例如：repe cmpsb指令，当cmpsb的比较结果发现字符不相等时，就会将ZF标志位清零，这样repe就不会再继续重复执行cmpsb比较操作了。

    下面的cmpstest2.s程式就演示了REPE和CMPS指令配合完成字符串比较的方式：

# cmpstest2.s - An example of using the REPE CMPS instruction .section .data value1:     .ascii "This is a test of the CMPS instructions" value2:     .ascii "This is a test of the CMPS Instructions" .section .text .globl _start _start:     nop     movl $1, %eax     lea value1, %esi     leal value2, %edi     movl $39, %ecx     cld     repe cmpsb     je equal     movl %ecx, %ebx     int $0x80 equal:     movl $0, %ebx     int $0x80

    上面代码里，先将value1源字符串的内存位置加载到ESI，将value2目标字符串的内存位置加载到EDI，再将比较字符串的长度39设置到ECX，然后就可以使用repe cmpsb指令进行逐字节的比较操作，当ECX计数器的值减到0，或者ZF标志位被清零时(即两字符串里某个字符不相等时)，repe指令就会停止重复执行cmpsb的操作，在repe指令执行后，如果两字符串的所有字符的ASCII码都完全相同则ZF标志位会处于设置状态，否则ZF标志位就会处于清零状态，这样接下来的je equal条件跳转指令就可以根据ZF的值来进行跳转操作。

    如果两字符串不相等，则je equal指令就不会发生跳转，此时39减去ECX计数器里的值就可以得到不相等的字符所在的位置。

    该程式经过汇编链接后，在命令行的输出结果如下：

$ ./cmpstest2 $ echo $? 11 $

    退出码11其实就是ECX计数器的值，用39减去11得到28，说明value1和value2两字符串里的第28个字符是不相同的。

String inequality 字符串大于，等于，小于之类的不等于比较操作：

    前面的例子都只是简单的判断两个字符串是否相等还是不相等，但是当两个字符串不相等时，又如何进一步判断其中一个字符串是大于另一个字符串，还是小于另一个字符串呢？

    字符串和整数不同，在整数里，100大于10这个好理解，但是一个字符串大于另一个字符串就不那么好理解了，最常用的字符串比较方法被称作字典顺序比较法，即在字典里排在越后面的字符，其值越大，下面是字典顺序比较法里的两个基本规则：

• Alphabetically lower letters are less than alphabetically higher letters
  字母排序较低的字符小于字母排序较高的字符
• Uppercase letters are less than lowercase letters
  大小字母小于小写字母

   可以看出来，这些规则其实就是ASCII码表里的字符顺序，可以很轻松的将这些规则应用到相同长度的字符串比较里，例如"test"字符串小于"west"字符串，是因为'test'里的't'的ASCII码小于'west'里的'w'的ASCII码。

    如果两个字符串的长度不相同时，则先对两字符串前面相同长度的部分进行比较，如果这部分不相等，则该部分的比较结果就是最后的结果，如果该部分相等，则哪个字符串的原始长度长，哪个就大。

    下面的strcomp.s程式就演示了上面的字符串比较规则(下面的代码和英文原著的代码不相同，不同的地方用红色标注了出来，英文原著的逻辑顺序刚好弄反了，原著的结果虽然正确，但是那个结果纯属巧合，读者可以自己用gdb调试器对原著的代码进行调试分析)：

# strcomp.s - An example of comparing strings .section .data string1:     .ascii "test" length1:     .int 4 string2:     .ascii "test1" length2:     .int 5 .section .text .globl _start _start:     nop     lea string1, %esi     lea string2, %edi     movl length1, %ecx     movl length2, %eax     cmpl %eax, %ecx     jbe longer     xchg %ecx, %eax longer:     cld     repe cmpsb     je equal     jg greater less:     movl $1, %eax     movl $255, %ebx     int $0x80 greater:     movl $1, %eax     movl $1, %ebx     int $0x80 equal:     movl length1, %ecx     movl length2, %eax     cmpl %ecx, %eax     jb greater     ja less     movl $1, %eax     movl $0, %ebx     int $0x80

    上面的代码里，定义了string1和string2两个要比较的字符串，同时还定义了两个字符串的长度length1和length2，通过退出码的值来判断两个字符串的大小关系，退出码与字符串大小比较的关系如下表所示：

Result Code 退出码 Description 描述 255 string1 is less than string2  string1小于string2 0 string1 is equal to string2  string1等于string2 1 string1 is greater than string2  string1大于string2

    在程式代码的开头部分，一开始先将string1的长度length1设置到ECX，将string2的长度length2设置到EAX，然后对这两个长度值进行比较和交换操作，确保ECX里的值为较短的字符串的长度值，这样后面longer标签处的repe cmpsb指令执行时，就会对string1和string2两字符串前面相同长度的部分进行比较，如果在前面相同长度部分，string1大于string2则就跳转到greater标签处，将退出码设为1，表示第一个字符串大于第二个字符串，如果小于，则进入less标签处，将退出码设为255，如果前面相同长度部分里的字符都相等，则跳转进入equal标签处，再次比较两字符串的长度值，如果哪个字符串长度长，则该字符串就大，如果长度一样，则说明两字符串完全相同，就将退出码设为0 。

    在程序汇编链接后，命令行的输出结果如下：

$ as -gstabs -o strcomp.o strcomp.s $ ld -o strcomp strcomp.o $ ./strcomp $ echo $? 255 $

    退出码为255，说明第一个字符串'test'小于第二个字符串'test1' 。

Scanning Strings 扫描查找字符串：

    汇编里还提供了一种SCAS指令，该指令配合LODS指令，可以完成单个字符或一段字符串的查找工作。

The SCAS instruction SCAS指令：

    SCAS指令也有三种指令格式：

• SCASB: Compares a byte in memory with the AL register value
  SCASB指令：将内存里一个字节的数据与AL寄存器里的值进行比较
• SCASW: Compares a word in memory with the AX register value
  SCASW指令：将内存里一个字(即2个字节)的数据与AX里的值进行比较
• SCASL: Compares a doubleword in memory with the EAX register value
  SCASL指令：将内存里一个双字(即4个字节)的数据与EAX里的值进行比较

    SCAS指令的隐式目标操作数为EDI寄存器，该指令执行时，会用AX里的值与EDI指向的字符串里的值相减，然后根据减法运算的结果来设置EFLAGS里的各种标志位，同时根据比较的字节数，将EDI的值进行递增或递减(还是由DF标志位来决定递增还是递减)。

    SCAS指令需要配合REPE或REPNE指令来完成字符串的搜索工作，REPE和REPNE的搜索效果刚好相反：

• REPE: Scans the string characters looking for a character that does not match the search character
  SCAS配合REPE指令：会在EDI指向的目标字符串里一直搜索，直到发现某个与AL(或AX或EAX)里的要搜索的值不相等的字符为止
• REPNE: Scans the string characters looking for a character that matches the search character
  SCAS配合REPNE指令：会在目标字符串里一直搜索，直到发现某个与AL(或AX或EAX)里的要搜索的值相等的字符为止

    多数情况下，都会使用REPNE来查找需要搜索的字符。

    下面的scastest1.s程式就演示了如何使用repne scasb指令来搜索指定的字符：

# scastest1.s - An example of the SCAS instruction .section .data string1:     .ascii "This is a test - a long text string to scan." length:     .int 44 string2:     .ascii "-" .section .text .globl _start _start:     nop     leal string1, %edi     leal string2, %esi     movl length, %ecx     lodsb     cld     repne scasb     jne notfound     subw length, %cx     neg %cx     movl $1, %eax     movl %ecx, %ebx     int $0x80 notfound:     movl $1, %eax     movl $0, %ebx     int $0x80

    上面代码的作用是从string1字符串里查找出 '-' 字符的位置。代码开头先用LEA指令将string1的内存位置加载到EDI，同时将string2的内存位置加载到ESI，这样接下来的LODSB指令就可以将ESI指向的string2里的'-'字符的ASCII码加载到AL里，后面的scasb指令就可以根据AL里的值进行查找操作。

    repne scasb指令会重复将AL里的'-'字符与EDI指向的string1字符串里的字符进行比较，直到找到'-'字符为止，在找到该字符时，会对应设置ZF标志位，这样jne notfound就不会发生跳转，此时string1字符串的长度length减去CX计数器里的值就可以得到string1字符串里'-'字符的位置了，代码里subw length, %cx指令是用CX减去length，之所以是CX减length，是因为length立即数不能作为SUB指令的目标操作数，减法的结果是一个负值，所以还需要用neg指令将CX变为正值，最后就可以将该值作为退出码返回，如果没有找到所需的字符，则jne notfound就会跳转到notfound标签处，退出码就会是0 。

    下面是程式运行的结果：

$ as -gstabs -o scastest1.o scastest1.s $ ld -o scastest1 scastest1.o $ ./scastest1 $ echo $? 16 $

    上面输出结果显示，退出码为16，说明string1字符串里的第16个字符就是需要搜索的'-'字符。

Scanning for multiple characters 搜索多个字符：

    我们可以使用SCASW指令来每次搜索2个字符，或者使用SCASL指令来每次搜索4个字符，但是，这两个指令在实际使用时，可能并不会产生预期的效果，例如下面的scastest2.s程式：

# scastest2.s - An example of incorrectly using the SCAS instruction .section .data string1:     .ascii "This is a test - a long text string to scan." length:     .int 11 string2:     .ascii "test" .section .text .globl _start _start: nop     leal string1, %edi     leal string2, %esi     movl length, %ecx     lodsl     cld     repne scasl     jne notfound     subw length, %cx     neg %cx     movl $1, %eax     movl %ecx, %ebx     int $0x80 notfound:     movl $1, %eax     movl $0, %ebx     int $0x80

    上面的scastest2.s程式会尝试在string1里查找"test"字符串，和之前的scastest1.s程式整体结构上没多大改动，只是这里用的是SCASL指令，一次可以搜索4个字符，所以length长度值是11即string1有效长度44的四分之一，下面是程式实际运行的结果：

$ ./scastest2 $ echo $? 0 $

    结果显示退出码为0，说明该程式并没有在string1里找到"test"字符串，但是string1里又确实存在"test"，这是为什么呢？下面这幅图就说明了原因：


    上面代码将要检测的目标字符串string1的内存位置加载到EDI，同时将ECX设为0xffff，表示该程式只能检测有效长度小于65,535的字符串，在repne scasb指令执行后，0xffff减去CX的值就可以得到结尾零的位置，再用该位置减1就可以得到字符串的有效长度值，下面是程式的运行结果：

$ ./strsize $ echo $? 35 $

    输出退出码为35，说明string1里字符串的有效长度值就为35 。

    剩下就是一些原著第10章的总结部分，限于篇幅就不多说了。

    下一篇开始介绍汇编里函数的定义和使用。

    OK，就到这里，休息，休息一下 o(∩_∩)o~~

上下篇

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