如何在汇编中实现 memmove，而不仅仅是 memcpy？答案

【问题标题】：How to implement memmove, not just memcpy, in assembly?如何在汇编中实现 memmove，而不仅仅是 memcpy？
【发布时间】：2021-07-16 04:52:37
【问题描述】：

我试图将 memmove 从 C 实现到 x86 程序集，所以我写道：

start:
    movb source(%eax), %cl
    movb %cl, destination(%eax)
    inc %eax
    cmp num, %eax
    jne start

end:

但这是错误的，为什么？根据：http://www.cplusplus.com/reference/cstring/memmove/

将 num 个字节的值从 source 指向的位置复制到目标指向的内存块。 复制就像使用了中间缓冲区，允许目的地和来源重叠。

我的代码不支持。

如何在不使用堆栈的情况下解决此问题？ 注意：我们可以假设在源目标进入内存之后，num（要复制的字节数）很远，不能被错误触及。

【问题讨论】：

好吧，既然你特别说你可以假设目的地在源之后，你可以简单地向后复制。 PS：一开始还不清楚你的轮换是为了什么。
当它们重叠时，您可以向后（从末尾开始并递减）或向前复制，具体取决于它们重叠的方式。
stackoverflow.com/questions/19606399/… 有一个 C 中的示例实现，您可以尝试调整它。如果您的系统有enhanced rep movsb，那么您可以使用它，使用direction flag 来控制前进与后退。
@NateEldredge: rep movsb 在 DF=1 时非常慢，包括在带有 ERMSB 的 CPU 上。当然，您仍然可以使用它来确保正确性，尽管它可能是这个天真的 byte-at-a-time 循环的一半速度（在 Skylake 上每个周期约 2 个字节），每次迭代都从内存中重新加载 num 并加载通过将一个新字节合并到 ECX 的底部（而不是使用 movzbl）。（cmp num, %eax/jcc 至少在 Haswell/Skylake 上，IIRC 是否仍将微融合和宏融合到 1-uop cmp/jcc 中，因为它使用的是绝对寻址模式）。
@CraigEstey：对于某些硬件上的硬件预取器而言，复制转发可能会更有效，因此您通常希望在 C 规则允许时复制转发。在开始做有用的工作之前，您需要更少的条件分支。当然，如果有足够多的程序滥用memcpy 并依赖它像memmove 一样工作，那么让memcpy 做他们实际上并不想要的事情，仅仅因为语言标准允许这样做并不是一个理想的情况。对“错误”更加宽容可能会降低性能。（不过，如果没有单独的 memcpy，好处可能是代码占用空间更小。）

标签： c assembly x86 att memmove

【解决方案1】：

这里的问题是关于destination - source < size 的潜在重叠（即source 和destination 都指向同一个数据块）。发生这种情况时，您的情况如下：

AAAAAAAAAAAAAABBBBBBBBBBBBBB_______________________
^             ^             ^             ^
source        destination   source        destination
                             + num        + num

如果您从source 开始复制，您将覆盖您尝试复制的部分内容（在此示例中，您将用As 覆盖Bs），丢失原始值，最终得到像这样：

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA_________
^             ^             ^             ^
source        destination   source        destination
                             + num        + num

当你实际上想要这个时：

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABBBBBBBBBBBBBB_________
^             ^             ^             ^
source        destination   source        destination
                             + num        + num

您可以通过检查何时destination - source < num 来解决此问题，并在这种情况下反向复制（以eax = num 开头）。

相应的程序集是这样的：

    mov  $destination, %eax
    sub  $source, %eax             # dst-src distance in bytes
    cmp  num, %eax
    jb  backwards                  # if (dst-src < copy_size) goto backwards

forward:
    mov  $0, %eax
forward_loop:
    movb source(%eax), %cl
    movb %cl, destination(%eax)
    inc %eax
    cmp num, %eax
    jne forward_loop
    jmp end

backwards:
    movl  num, %eax        # start from i=length
backwards_loop:
    movb  source-1(%eax), %cl
    movb  %cl, destination-1(%eax)
    dec   %eax
    jnz   backwards_loop

end:

【讨论】：

在backwards 中，我想你想要dec %eax / jnz，没有cmp。或者 jge 如果您需要在 EAX 变为 0 后运行循环体。（但实际上我认为你需要dec before 复制，因为 array+size 是结束后的一个。或者更好的是，在循环之前一次，这样你就可以使用宏融合 dec / jge 作为循环分支。或source-1(%eax) / destination-1(%eax))
test %eax,%eax before dec 没用：jge 不读取 CF，dec 写入其他 FLAGS。我覆盖了这个更改，因为我已经在修复你的 AT&T 语法和评论事情了。（例如，mov 0, %eax 是从绝对地址 0 加载的，不等于 xor %eax,%eax）
@PeterCordes 感谢您的编辑和评论。我来自移动设备，因此正确格式化代码已经是一项成就。我们和我一起编辑保存以查看结果并相互冲突。不知道你能做到source-1(%eax)，不是那么令人赏心悦目，但是如果它有效的话，那就好。你可能会猜到我不习惯 AT&T :')
@lion：不，我没有忘记，我特意从 Marco 的回答中删除了 cmp，因为 dec 已经设置了 ZF。请参阅我的第一条评论。 dec reg / jnz 是将计数器循环到零的惯用方式。 What am I comparing to? No CMP instruction in assembly code before JNE
@lion 我已经添加了关于为什么需要反向复制的更详尽的解释，希望对您有所帮助。