Строковые инструкции и таблицы поиска

ОБЯЗАТЕЛЬНО

Разработчику

Контекст: x86/x86-64, NASM. Краткая таблица мнемоник есть в справочнике; здесь — как ими пользоваться осознанно.

Идея «строковых» команд

Группа инструкций с суффиксом B/W/D/Q (байт, слово, dword, qword) работает с парой адресов, заданных неявно:

Регистр	Роль
RSI (или ESI, SI)	источник — «откуда читаем»
RDI (или EDI, DI)	приёмник — «куда пишем» или «что сканируем»
RCX	счётчик повторений (с префиксом REP)
AL / AX / EAX / RAX	операнд для STOS, SCAS, LODS

Одна мнемоника без REP выполняется один раз и сдвигает RSI/RDI на размер элемента. С префиксом REP / REPE / REPNE — в цикле, пока RCX ≠ 0 и (для E/NE) пока выполняется условие по ZF.

---

Направление — CLD и STD

Флаг DF (Direction Flag) в RFLAGS:

• CLD — DF = 0: после операции RSI и RDI увеличиваются (обход вперёд).
• STD — DF = 1: указатели уменьшаются (удобно при копировании с конца буфера).

Перед любым блоком строковых команд задайте направление явно, обычно CLD.

---

Копирование блока — MOVSB / MOVSD

Эквивалент memcpy для непересекающихся областей:

; rsi = src, rdi = dst, rcx = байт (для movsb)
    cld
    rep movsb

Для выровненных блоков кратных 4 или 8 байтам быстрее rep movsd / rep movsq, если границы позволяют.

Современные CPU часто быстрее на mov из обычного цикла или внутренней memcpy libc из-за микрокода и предвыборки; строковые инструкции остаются компактными в коде и полезны в ядрах, загрузчиках и учебных примерах.

---

Заполнение буфера — STOSB

; rdi = начало, rcx = длина, al = байт-заполнитель
    cld
    rep stosb

Обнуление области: xor al, al + rep stosb.

---

Длина C-строки — SCASB

Поиск нулевого терминатора:

; rdi = строка, al = 0
    cld
    xor rcx, rcx
    not rcx              ; rcx = -1 (максимальный счёт)
    xor al, al
    repne scasb
    not rcx
    dec rcx              ; rcx = число байт до (не включая) '\0'

REPNE SCASB останавливается, когда найден AL или исчерпан «длинный» счётчик.

---

Поиск символа в буфере

; rdi = буфер, rcx = известная длина, al = '?'
    cld
    repne scasb
    je  .found
    ; не найдено (ZF=0 после repne scasb если не совпало на последнем)
.found:
    ; rdi указывает на байт *после* совпадения

Проверяйте ZF после REPNE: совпадение — ZF=1.

---

Сравнение двух блоков — CMPSB

    cld
    repe cmpsb          ; пока равны и rcx > 0
    jne .not_equal

---

Таблица поиска (lookup table)

Частая задача: по коду символа или индексу 0..255 получить значение из статической таблицы (классификация, шифр подстановки, палитра).

Подход 1 — явный индекс (64-бит):

section .rodata
    ; 256 байт: class_table[i] = категория символа i
    class_table:
        db 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0    ; 0..7
        ; ... остальные 248 байт ...

section .text
    movzx rax, byte [rdi]       ; rdi -> входной байт
    lea   rbx, [rel class_table]
    mov   al, [rbx + rax]

Подход 2 — XLATB (историческая мнемоника):

    mov rbx, table_base     ; в 64-битном режиме база таблицы в RBX
    mov al, [rsi]           ; индекс в AL (0..255)
    xlatb                   ; AL := byte [RBX + AL]

XLATB эквивалентен mov al, [rbx + al] с ограничением индекса байтом. В новом коде чаще пишут явную форму — читаемее и проще для отладки.

Таблица слов (не байт): индекс умножают на размер элемента:

    mov eax, [index]
    lea rbx, [rel words_table]
    mov edx, [rbx + rax*4]

См. типы данных про endianness и выравнивание.

---

Соглашения и осторожности

Тема	Замечание
Перекрытие src/dst при movs	при пересечении регионов поведение как у memmove — нужен другой алгоритм
RSI/RDI в вызовах ABI	в Linux x86-64 RSI/RDI — аргументы; сохраняйте callee-saved или используйте после настройки вызова
RCX	caller-saved; REP портит счётчик
Строки UTF-8	побайтовый разбор; один символ — 1–4 итерации, не один SCAS

---

Связанные материалы

• Взаимодействие с C — строки как char *.
• Чтение листинга — как выглядит rep movsb в дизассемблере.
• Векторная обработка нескольких байт параллельно — числа с плавающей точкой и SIMD.

---