传送字符串指令

beyes

处理字符串时经常将字符串从一个内存位置复制到另一个内存位置，MOVS 指令为此提供了简单的途径。MOVS 指令有 3 种格式：

MOVSB : 传送单一字节
MOVSW : 传送一个字 (2 字节)
MOVSL : 传送一个双子 (4 字节)

Intel 文档使用 MODVSD 传送双字，GNU 汇编器使用 MOVSL 。

MOVS 使用隐含的源和目标操作数。
隐含的源操作数是 ESI 寄存器，它指向源字符串的内存位置。
隐含的目标操作数是 EDI 寄存器，它指向字符串要被复制到的目标内存位置。

两种加载 ESI 和 EDI 的方法：
1. 使用间接寻址。
通过在内存位置标签前面加 $ 符号，内存位置的地址就会被加到 ESI 或 EDI 寄存器中，如:

movl $output, %edi

2. 使用 LEA 指令。
LEA 指令加载一个对象的有效地址，此时源操作数必须指向一个内存位置，如:

leal output, %edi     #把 output 标签的 32 位内存位置加载到 EDI

测试程序：

.section .data
value1:
     .ascii "This is a test string.\n"

.section .bss
     .lcomm output, 23

.section .text

.global _start

_start:
     nop
     leal value1, %esi
     leal output, %edi
     movsb
     movsw
     movsl

     movl $1, %eax
     movl $0, %ebx
     int $0x80

生成可执行程序后，在 gdb 里看到：

(gdb) n
16        movsb
(gdb) n
17        movsw
(gdb) n
18        movsl
(gdb) x/s &output
0x80490b0 <output>:     "Thi"
(gdb) n
20        movl $1, %eax
(gdb) x/s &output
0x80490b0 <output>:     "This is"

正如期望的，字符串按照指令正确的复制到目的地。在每次执行 MOVS 时，数据传送后，ESI 和 EDI 寄存器会自动改变，为下一次传送做准备。需要注意的是，ESI 和 EDI 不仅能自动递增，还能自动递减，这取决于 EFLAGS 寄存器中的 DF 标志。
如果 DF 被清零，那么递增；如果 DF 被置位，则递减。CLD 指令用于将 DF 标志清零，STD 指令用于将 DF 标志置位。

对上面程序做一下修改：

.section .data
value1:
     .ascii "This is a test string.\n"

.section .bss
     .lcomm output, 23

.section .text

.global _start

_start:
     nop
     leal value1+22, %esi
     leal output+22, %edi
     
     std
     movsb
     movsw
     movsl

     movl $1, %eax
     movl $0, %ebx
     int $0x80

在 GDB 里观察：

(gdb) x/23b &output
0x80490b0 <output>:    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00
0x80490b8 <output+8>:    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00
0x80490c0 <output+16>:    0x00    0x00    0x00    0x6e    0x67    0x2e    0x0a

由上可见，output 位置的字符串确实是从末尾开始填充的，但在 3 条 MOVS 指令之后，只有 4 个内存位置被填充！原因是：
ESI 和 EDI 是向后计数的，而 MOVSW 和 MOVSL 还是按照向前的顺序获得内存位置。过程是：
当 MOVSB 完成时，ESI 和 EDI 递减 1，'\n' 被复制，ESI 指向 '.' 处。
当 MOVSW 完成时，MOVSW 向前(根据ESI)获得 2 个内存位置，即复制了 '.' 和 '\n'，然后送往 EDI 指向位置处，实际上此时 '\n' 被覆盖一次，然后 ESI 和 EDI 递减 2 个位置。
当 MOVSL 完成时，MOVSL 向前(根据ESI)获得 4 个内存位置，即复制了 'n', 'g', '.', '\n'，然后送往 EDI 指向位置处，此时实际上是将 '.' 和 '\n' 进行了覆盖。

由上可知，如果使用 STD 向后处理字符串，但 MOVSW 和 MOVSL 指令仍然向前获取内存位置。

如果要复制大型字符串，可用循环来获取全部数据，其中将 ECX 设置为字符串的长度进行循环控制:

.section .data
value1:
     .ascii "This is a test string.\n"

.section .bss
     .lcomm output, 23

.section .text

.global _start

_start:
     nop
     leal value1, %esi
     leal output, %edi
     movl $23, %ecx
loop1:
     movsb
     loop loop1

     movl $1, %eax
     movl $0, %ebx
     int $0x80