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3.8 串操作指令

基础知识

源串存放在数据段 (DS)：

• 用SI提供源串的偏移地址。****DS:SI为寻址源串

目的串存放在附加段 (ES)：

• 用DI提供目的串的偏移地址。****ES:DI为寻址目的串

方向标志 (DF)：

• DF=0：SI、DI寄存器自动增加（加1用于字节串，加2用于字串），实现从低地址到高地址的操作。
• DF=1：SI、DI寄存器自动减少（减1用于字节串，减2用于字串），实现从高地址到低地址的操作。

重复前缀 (REP/REPE/REPNE)：

REP：****无条件重复

• CX寄存器存储重复次数，每执行一次串操作后，CX减1，直到CX为0。

REPE/REPZ ****当相等/为零时重复串操作

• 

REPNE/REPNZ 当不相等/不为零时重复串操作

执行步骤如下：

①先判断CX的内容，如(CX)=0或ZF=1，则串操作停止，否则执行第②步；

②(CX)-1→CX ；

③执行其后的串操作指令，转第①步。

数据字节串/字串传送指令 (MOVSB/MOVSW)

• <font style="color:#DF2A3F;">MOVSB</font>（Move String Byte）: 逐字节移动数据。
• <font style="color:#DF2A3F;">MOVSW</font>（Move String Word）: 逐字移动数据（16位）。
• 功能：将源段 DS:SI 指向的字节或字串传送到目标段 ES:DI，同时根据方向标志 DF 修改 SI 和 DI 的值，指向下一个字节或字。

示例：将内存单元首地址3100H起的100个字节传送到首地址2800H的内存单元

CLD                ; 清除方向标志DF，使传送方向为从低地址到高地址
MOV SI, 3100H      ; 将源串的起始地址3100H加载到SI
MOV DI, 2800H      ; 将目的串的起始地址2800H加载到DI
MOV CX, 100        ; 将传送字节数100加载到CX
REP MOVSB          ; 重复执行MOVSB指令，传送100个字节

这段代码用于将内存中从地址3100H开始的100个字节复制到从地址2800H开始的位置。以下是每个步骤的详细解析，包括数据移动的方式：

1. CLD (Clear Direction Flag):
   • 清除方向标志DF，使其等于0。方向标志DF决定了字符串操作指令（如MOVSB）在每次操作后地址指针是增加还是减少。DF = 0 表示指针会递增，也就是说数据从低地址向高地址传输。
2. MOV SI, 3100H:
   • 将源数据的起始地址3100H加载到SI寄存器。SI（Source Index）用于指向源字符串的当前字节地址。
3. MOV DI, 2800H:
   • 将目标数据的起始地址2800H加载到DI寄存器。DI（Destination Index）用于指向目标字符串的当前字节地址。
4. MOV CX, 100:
   • 将传送的字节数100加载到CX寄存器。CX寄存器作为计数器，用来指示需要传输的字节数量。在每次传输后，CX会自动减1，直到CX减为0，表示传输完成。
5. REP MOVSB:
   • REP指令前缀与MOVSB（Move String Byte）指令结合使用。MOVSB指令从SI指向的源地址复制一个字节到DI指向的目标地址，然后SI和DI各自递增（因为DF = 0）。REP指令会重复执行MOVSB指令，直到CX寄存器的值减为0为止。

数据传输过程:

• 第一次传输：
  • SI = 3100H，DI = 2800H。
  • 从地址3100H读取一个字节，存放到地址2800H。
  • SI递增为3101H，DI递增为2801H，CX减1。
• 第二次传输：
  • SI = 3101H，DI = 2801H。
  • 从地址3101H读取一个字节，存放到地址2801H。
  • SI递增为3102H，DI递增为2802H，CX再减1。
• 重复上述过程：
  • 这个过程会持续进行，直到传输了100个字节（CX = 0）。最后一次传输时：
  • SI = 3199H，DI = 2899H。
  • 从地址3199H读取一个字节，存放到地址2899H。
  • SI递增为319AH，DI递增为289AH，CX减为0，传输结束。

最终，地址3100H到3199H的100个字节的数据被完整复制到了地址2800H到2899H的位置。

数据字节串/字串比较指令 (CMPSB/CMPSW)

• 功能：比较源段 DS:SI 和目标段 ES:DI 指向的字节或字串，不返回结果，仅根据比较结果修改标志位，同时根据方向标志 DF 修改 SI 和 DI 的值，指向下一个字节或字。

示例：检查内存单元首地址2200H起的50个字节与首地址3200H起的50个字节是否相等

CLD                ; 清除方向标志DF，使比较方向为从低地址到高地址
MOV SI, 2200H      ; 将源串的起始地址2200H加载到SI
MOV DI, 3200H      ; 将目的串的起始地址3200H加载到DI
MOV CX, 50         ; 将比较字节数50加载到CX
REPE CMPSB         ; 如果相等且ZF=1，继续比较，直到CX=0或发现不相等
JZ LP1             ; 如果ZF=1，则跳转到标签LP1，表示所有字节都相等
DEC SI             ; 如果不相等，将SI指针减1，指向第一个不相等的字节
MOV BX, SI         ; 将第一个不相等字节的地址存入BX
MOV AL, [SI]       ; 将源串中第一个不相等的字节内容存入AL
JMP LP2            ; 跳转到标签LP2

LP1: MOV BX, 0     ; 如果所有字节相等，则将BX置为0
LP2:               ; 继续执行后续代码

数据字节串/字串检索指令(SCASB/SCASW)

功能:

• SCASB（Scan String Byte）：逐字节比较 <font style="color:#DF2A3F;">AL</font>** 寄存器中的值与 [ES:DI] 段内存中的值。
• SCASW（Scan String Word）：逐字比较 <font style="color:#DF2A3F;">AX</font>** 寄存器中的值与 [ES:DI] 段内存中的值。

关键点:

• 比较的结果不会返回到寄存器中，而是影响标志位，如ZF（Zero Flag），CF（Carry Flag）等。
• 在比较完成后，DI 指针会自动递增（或递减）指向下一个字节（字），这取决于CLD或STD指令设置的方向标志。

示例: 在内存附加段（ES段）4300H地址开始的100个字节中查找字符 *。如果找到，偏移地址存入BX寄存器；如果未找到，BX = 0。

CLD                   ; 清除方向标志，设置为向前搜索
MOV DI, 4300H         ; 初始化DI为4300H，指向内存中的第一个字节
MOV AL, '*'           ; 在AL中加载要查找的字符 '*'
MOV CX, 100           ; 设置搜索范围为100个字节

REPNZ SCASB           ; 逐字节比较，直到找到'*' 或 CX=0
JNZ LP1               ; 如果未找到（ZF=0），跳转到LP1

DEC DI                ; 减小 DI，因为 SCASB 会多移动一个字节
MOV BX, DI            ; 将找到的位置偏移地址存入BX
JMP LP2               ; 跳转到 LP2

LP1:
MOV BX, 0             ; 未找到 '*'，将 BX 设为 0
LP2:
; 继续其他代码

总结（CMPSB/CMPSW）和（SCASB/SCASW）的区别

• CMPSB/CMPSW:
  • 比较操作: 两个字符串的内容逐字节或逐字进行比较。
  • 应用场景: 用于比较两个字符串，通常用于验证它们是否相等或查找不同之处。
• SCASB/SCASW:
  • 检索操作: 搜索单个字符串中的特定值。
  • 应用场景: 用于在字符串中查找特定的字节或字，并根据标志位确定是否找到了目标值。

简而言之，CMPSB/CMPSW 是比较两个字符串中的数据，而 SCASB/SCASW 是在一个字符串中搜索特定的数据。

只能操纵指定的寄存器

这些字符串操作指令在 x86 汇编中只能操纵特定的寄存器，这是指令设计的一个特点。具体来说：

1. CMPSB/CMPSW:
   源寄存器: SI（Source Index），指向源字符串的内存地址，使用DS（Data Segment）段。
   目标寄存器: DI（Destination Index），指向目标字符串的内存地址，使用ES（Extra Segment）段。
   比较寄存器：比较操作隐式地使用 AL 或 AX 寄存器（实际比较操作由 CMPSB 或 CMPSW 执行的内存位置与内存位置之间进行）。
2. SCASB/SCASW:
   目标寄存器: DI，指向字符串的内存地址，使用 ES 段。
   比较寄存器: AL（对于 SCASB）或 AX（对于 SCASW）是隐式指定的寄存器。指令将 AL 或 AX 中的值与 ES:DI 指向的内存内容进行比较。CMPSB/CMPSW 和 SCASB/SCASW 指令只能操纵指定的寄存器，即 SI、DI、AL 和 AX。这些寄存器在指令中是隐式使用的，不能被其他寄存器替代。

CMPSB/CMPSW 和 SCASB/SCASW 指令只能操纵指定的寄存器，即 SI、DI、AL 和 AX。这些寄存器在指令中是隐式使用的，不能被其他寄存器替代。

数据字节串/字串读出指令(LODSB/LODSW)

功能:

• LODSB（Load String Byte）：将[DS:SI]的字节数据加载到AL寄存器中，并将SI指针指向下一个字节。
• LODSW（Load String Word）：将[DS:SI]的字数据加载到AX寄存器中，并将SI指针指向下一个字（16位）。

示例 ：使用 LODSB 读取数据

CLD               ; 清除方向标志DF，使操作从低地址到高地址
MOV SI, 2200H     ; 将源串的起始地址2200H加载到SI
MOV CX, 10        ; 准备读取10个字节的数据

READ_LOOP:
    LODSB         ; 将[DS:SI]中的字节数据加载到AL寄存器中，并将SI指针加1
    ; 这里可以对AL中的数据进行处理，例如存入其他寄存器或执行运算
    DEC CX        ; 将CX减1
    JNZ READ_LOOP ; 如果CX不为0，继续循环

; 循环结束后，AL中保存了最后一个读取的字节数据，SI指向最后一个字节之后的地址

数据和指针的移动

• 数据存入AL：每次 LODSB 指令执行时，当前 SI 地址的字节数据被加载到 AL 寄存器中。处理完后，AL 寄存器中存储了当前读取的数据。
• SI 寄存器的移动**：每次执行 LODSB 后，SI 的值增加 1。假设初始值为 2200H，经过一次 LODSB 操作后，SI 会变为 2201H，然后是 2202H，如此继续直到读取完 10 个字节。因此，SI 最终会指向最后一个字节之后的位置，即 2200H + 10 = 220AH。
• 最终状态：
  • AL：保存了最后读取的字节数据，即第 10 个字节。
  • SI：指向最后一个读取字节的下一个地址，即 220AH。

总结

• LODSB 通过从当前 SI 指向的地址读取一个字节数据到 AL 寄存器，并将 SI 自动增加 1，从而实现从低地址到高地址的遍历。
• 经过 10 次 LODSB 操作后，SI 指向的是最后一个读取字节之后的位置（220AH），AL 中则保存了最后一个读取的字节数据。

数据字节串/字串写入指令(STOSB/STOSW)

功能:

• STOSB（Store String Byte）：将AL寄存器的内容存入[ES:DI]，并将DI指针指向下一个字节。
• STOSW（Store String Word）：将AX寄存器的内容存入[ES:DI]，并将DI指针指向下一个字（16位）。

示例 ：使用 STOSB 写入数据

CLD               ; 清除方向标志DF，使操作从低地址到高地址
MOV DI, 3200H     ; 将目的串的起始地址3200H加载到DI
MOV CX, 10        ; 准备写入10个字节的数据
MOV AL, 42H       ; 将字节42H加载到AL（假设需要写入的值是42H）

WRITE_LOOP:
    STOSB         ; 将AL寄存器中的值存入[ES:DI]，并将DI指针加1
    DEC CX        ; 将CX减1
    JNZ WRITE_LOOP ; 如果CX不为0，继续循环

; 循环结束后，内存地址[3200H]到[3209H]中存储的都是42H，DI指向下一个位置320AH