Question

像来自glibc的strlen()执行一个很好的位操作并且每次检查4个字节使得函数如此快速，与逐字节例程相比，正如大多数其他人所做的那样，是这样的比较汇编中的两个字符串？我正在阅读有关C语言代码实现的一些页面，对字符串处理部分非常感兴趣，但我仍然没有找到这样的。我必须尽可能快地完成这个功能，因为它是我应用程序的核心。（不建议使用哈希表）

欢迎任何汇编。但是我对intel的汇编语法有点熟悉，如果你要提供的汇编有所不同，请对它进行评论。

Answer 1

您可以逐字比较（例如，一次32位或64位）。你只需要小心不要越过字符串的末尾。如果你正在制作琴弦，那么你可以用零填充它们，这样它们就是单词大小的倍数，那么你甚至不需要检查。

Answer 2

假设零终止字符串（尽管同样适用于memcmp()）;在汇编中进行字符串比较的最快方法取决于字符串的长度/ s和特定的CPU。

总的来说; SSE或AVX具有较高的设置成本，但在运行后提供更快的吞吐量，如果您要比较很长的字符串（特别是如果大多数字符匹配），则它是最佳选择。

或者，使用通用寄存器一次执行一个字节的操作通常会具有非常低的设置成本和较低的吞吐量，这使得它成为比较大量小字符串（甚至很多大字符串）的最佳选择前几个字符可能不同的字符串。）

如果您针对特定应用执行此操作，则可以确定比较的平均字符数，并找到该平均值的最佳方法。您还可以针对不同情况使用不同的功能 - 例如如果有混合物，请实施strcmp_small()和strcmp_large()。

尽管如此，如果字符串比较的性能很重要，那么比较字符串的最快方法很可能不是比较字符串。基本上，“我必须尽快使这个功能成为可能，因为它是我的应用程序的核心”应该让每个人都想知道为什么不可能有更好的方法来实现应用程序。

Answer 3

在FreshLib/strlib.asm library.

中实现的StrCompCase（区分大小写）

以下是一些使用dword比较的代码：

注意，首先检查字符串的长度。这是因为在提到的库中，字符串是长度前缀的，因此StrLen是即时O（1），并且扫描终止NULL仅作为后退提供（参见本答复的第二部分）。

在实际比较之前比较长度允许为不同的字符串设置速度O（1），在搜索大数组的情况下可以显着提高性能。

然后比较继续dwords，最后，如果字符串长度不是4的乘法，则剩余的1..3字节将逐字节进行比较。

proc StrCompCase, .str1, .str2
begin
        push    eax ecx esi edi

        mov     eax, [.str1]
        mov     ecx, [.str2]

        cmp     eax, ecx
        je      .equal

        test    eax, eax
        jz      .noteq

        test    ecx, ecx
        jz      .noteq

        stdcall StrLen, eax
        push    eax
        stdcall StrLen, ecx

        pop     ecx
        cmp     eax, ecx
        jne     .noteq

        stdcall StrPtr, [.str1]
        mov     esi,eax
        stdcall StrPtr, [.str2]
        mov     edi,eax

        mov     eax, ecx
        shr     ecx, 2
        repe cmpsd
        jne     .noteq
        mov     ecx, eax
        and     ecx, 3
        repe cmpsb
        jne     .noteq

.equal:
        stc
        pop     edi esi ecx eax
        return

.noteq:
        clc
        pop     edi esi ecx eax
        return
endp

关于StrLen代码：

这是StrLen的实现。

你可以看到，如果可能的话，它使用长度前缀字符串，这样就可以使执行时间为O（1）。如果这是不可能的，它会回到扫描算法，每个周期检查8个字节并且它很快，但仍然是O（n）。

proc StrLen, .hString    ; proc StrLen [hString]
begin
        mov     eax, [.hString]
        cmp     eax, $c0000000
        jb      .pointer

        stdcall StrPtr, eax
        jc      .error

        mov     eax, [eax+string.len]
        clc
        return

.error:
        xor     eax, eax
        stc
        return

.pointer:
        push    ecx edx esi edi

; align on dword
.byte1:
        test    eax, 3
        jz      .scan

        cmp     byte [eax], 0
        je      .found

        inc     eax
        jmp     .byte1

.scan:
        mov     ecx, [eax]
        mov     edx, [eax+4]

        lea     eax, [eax+8]

        lea     esi, [ecx-$01010101]
        lea     edi, [edx-$01010101]

        not     ecx
        not     edx

        and     esi, ecx
        and     edi, edx

        and     esi, $80808080
        and     edi, $80808080

        or      esi, edi
        jz      .scan

        sub     eax, 9

; byte 0 was found: so search by bytes.
.byteloop:
        lea     eax, [eax+1]
        cmp     byte [eax], 0
        jne     .byteloop

.found:
        sub     eax, [.hString]
        clc
        pop     edi esi edx ecx
        return
endp

请注意，零终止字符串同时存在性能和安全问题。

最好使用大小前缀字符串。例如，提到的库使用动态字符串，其中字符串包含偏移量为-4的dword字段（上面代码中的string.len），其中包含字符串的当前长度。

Answer 4

比第一个更快的字节每字节比较的规则是malloc字符串或.align 16任何常量字符串以确保

抵御安全违规的强大程度（读取过去分配的区域）
xxm（或64位）处理的最佳对齐

比较两个字符串（nul-terminated）而不是逐个字节地进行比较？

4 个答案:

在FreshLib/strlib.asm library.

关于StrLen代码：