Mencipta semula strlen dan strcmp dalam Assembly: Panduan Langkah demi Langkah

Menulis fungsi peringkat rendah dalam pemasangan mungkin kelihatan menakutkan, tetapi ini merupakan cara terbaik untuk memperdalam pemahaman anda tentang cara sesuatu berfungsi di bawah hud. Dalam blog ini, kami akan mencipta semula dua fungsi perpustakaan standard C yang popular, strlen dan strcmp, dalam bahasa himpunan dan mempelajari cara memanggilnya daripada program C.

Panduan ini mesra pemula, jadi jangan risau jika anda baru dalam pengaturcaraan pemasangan. Mari selami! ?

Jadual Kandungan

1. Pengenalan kepada Perhimpunan dan Integrasi C
2. Apakah strlen dan strcmp?
3. Sediakan Persekitaran Anda
4. Menulis strlen dalam Assembly
5. Menulis strcmp dalam Assembly
6. Mengintegrasikan Perhimpunan dengan C
7. Menyusun dan Menjalankan Program
8. Output yang Dijangka
9. Kesimpulan
10. Sambung di Twitter

1. Pengenalan kepada Perhimpunan dan Integrasi C

Bahasa perhimpunan beroperasi pada tahap yang sangat rendah, hampir dengan kod mesin. Apabila digabungkan dengan bahasa peringkat tinggi seperti C, anda mendapat yang terbaik dari kedua-dua dunia:

• Kebolehbacaan peringkat tinggi.
• Kawalan dan pengoptimuman peringkat rendah.

Dalam panduan ini, kami akan menulis dua fungsi dalam pemasangan—my_strlen dan my_strcmp—dan memanggilnya daripada C untuk menunjukkan penyepaduan ini.

2. Apakah strlen dan strcmp?

• strlen: Fungsi ini mengira panjang rentetan yang ditamatkan nol (rentetan yang berakhir dengan ).
• strcmp: Fungsi ini membandingkan dua rentetan aksara demi aksara. Ia kembali:
  • 0 jika rentetan adalah sama.
  • Nilai negatif jika rentetan pertama lebih kecil.
  • Nilai positif jika rentetan pertama lebih besar.

Kami akan meniru tingkah laku mereka dalam perhimpunan.

3. Sediakan Persekitaran Anda

Alat Diperlukan:

1. NASM (Pemasang Seluruh Rangkaian): Untuk memasang kod pemasangan.
2. GCC (Koleksi Pengkompil GNU): Untuk menyusun dan memautkan kod C dan pemasangan.

Memasang Alat (Linux):

Jalankan arahan berikut:

sudo apt update
sudo apt install nasm gcc

4. Menulis strlen dalam Perhimpunan

Logik strlen:

1. Mulakan dengan pembilang yang dimulakan kepada 0.
2. Baca setiap aksara rentetan sehingga penamat nol ( ) ditemui.
3. Kembalikan kaunter sebagai panjang.

Kod Pemasangan untuk my_strlen:

sudo apt update
sudo apt install nasm gcc

• Daftar Digunakan:
  • RDI: Menunjuk kepada rentetan input.
  • RAX: Menyimpan panjang rentetan (output).

5. Menulis strcmp dalam Assembly

Logik strcmp:

1. Bandingkan watak dua rentetan.
2. Berhenti apabila aksara berbeza atau penamat nol ( ) dicapai.
3. Pemulangan:
   • 0 jika rentetan adalah sama.
   • Perbezaan nilai ASCII jika ia berbeza.

Kod Pemasangan untuk my_strcmp:

section .text
global my_strlen

my_strlen:
    xor rax, rax           ; Set RAX (length) to 0
.next_char:
    cmp byte [rdi + rax], 0 ; Compare current byte with 0
    je .done               ; If 0, jump to done
    inc rax                ; Increment RAX
    jmp .next_char         ; Repeat
.done:
    ret                    ; Return length in RAX

• Daftar Digunakan:
  • RDI dan RSI: Penunjuk kepada rentetan input.
  • RAX: Menyimpan hasil (output).

6. Mengintegrasikan Perhimpunan dengan C

Mari kita tulis program C yang memanggil fungsi pemasangan ini.

Kod C:

section .text
global my_strcmp

my_strcmp:
    xor rax, rax           ; Set RAX (result) to 0
.next_char:
    mov al, [rdi]          ; Load byte from first string
    cmp al, [rsi]          ; Compare with second string
    jne .diff              ; If not equal, jump to diff
    test al, al            ; Check if we’ve hit <pre class="brush:php;toolbar:false">#include <stdio.h>
#include <stddef.h>

// Declare the assembly functions
extern size_t my_strlen(const char *str);
extern int my_strcmp(const char *s1, const char *s2);

int main() {
    // Test my_strlen
    const char *msg = "Hello, Assembly!";
    size_t len = my_strlen(msg);
    printf("Length of '%s': %zu\n", msg, len);

    // Test my_strcmp
    const char *str1 = "Hello";
    const char *str2 = "Hello";
    const char *str3 = "World";

    int result1 = my_strcmp(str1, str2);
    int result2 = my_strcmp(str1, str3);

    printf("Comparing '%s' and '%s': %d\n", str1, str2, result1);
    printf("Comparing '%s' and '%s': %d\n", str1, str3, result2);

    return 0;
}

   nasm -f elf64 functions.asm -o functions.o
   gcc main.c functions.o -o main
   ./main

7. Menyusun dan Menjalankan Program

1. Simpan kod pemasangan ke functions.asm.
2. Simpan kod C ke main.c.
3. Kompil dan pautkannya:

Length of 'Hello, Assembly!': 17
Comparing 'Hello' and 'Hello': 0
Comparing 'Hello' and 'World': -15

8. Output Jangkaan

9. Kesimpulan

Dengan menulis strlen dan strcmp dalam pemasangan, anda memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang:

• Operasi memori peringkat rendah.
• Cara rentetan diproses pada peringkat mesin.
• Menyepadukan pemasangan dengan C untuk memanfaatkan kekuatan kedua-dua bahasa.

Apakah fungsi perpustakaan standard C lain yang anda ingin lihat dicipta semula dalam pemasangan? Beritahu saya dalam komen di bawah!

10. Sambung di Twitter

Menikmati panduan ini? Kongsi pendapat anda atau tanya soalan di Twitter! Mari sambung dan terokai lebih banyak pengaturcaraan peringkat rendah bersama-sama. ?

Atas ialah kandungan terperinci Mencipta semula strlen dan strcmp dalam Assembly: Panduan Langkah demi Langkah. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!