Recréer strlen et strcmp dans Assembly : un guide étape par étape

Écrire des fonctions de bas niveau en assembleur peut sembler intimidant, mais c'est un excellent moyen d'approfondir votre compréhension de la façon dont les choses fonctionnent sous le capot. Dans ce blog, nous allons recréer deux fonctions populaires de la bibliothèque standard C, strlen et strcmp, en langage assembleur et apprendre à les appeler à partir d'un programme C.

Ce guide est destiné aux débutants, alors ne vous inquiétez pas si vous êtes nouveau dans la programmation assembleur. Allons-y ! ?

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Table des matières

1. Introduction à l'assemblage et à l'intégration C
2. Que sont strlen et strcmp ?
3. Configuration de votre environnement
4. Écrire strlen en Assemblée
5. Écriture de strcmp en Assembly
6. Intégration d'Assembly avec C
7. Compilation et exécution du programme
8. Résultat attendu
9. Conclusion
10. Connectez-vous sur Twitter

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1. Introduction à l'assemblage et à l'intégration C

Le langage assembleur fonctionne à un niveau très bas, proche du code machine. En combinaison avec un langage de haut niveau comme le C, vous obtenez le meilleur des deux mondes :

• Lisibilité de haut niveau.
• Contrôle et optimisation de bas niveau.

Dans ce guide, nous allons écrire deux fonctions en assembly (my_strlen et my_strcmp) et les appeler depuis C pour démontrer cette intégration.

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2. Que sont strlen et strcmp ?

• strlen : Cette fonction calcule la longueur d'une chaîne terminée par un caractère nul (une chaîne qui se termine par ).
• strcmp : Cette fonction compare deux chaînes caractère par caractère. Il renvoie :
  • 0 si les chaînes sont identiques.
  • Une valeur négative si la première chaîne est plus petite.
  • Une valeur positive si la première chaîne est plus grande.

Nous reproduirons leur comportement lors de l’assemblage.

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3. Configuration de votre environnement

Outils requis :

1. NASM (Netwide Assembler) : Pour assembler le code assembleur.
2. GCC (GNU Compiler Collection) : Pour compiler et lier le code C et assembleur.

Installation des outils (Linux) :

Exécutez les commandes suivantes :

sudo apt update
sudo apt install nasm gcc

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4. Écrire strlen en Assemblée

Logique de strlen :

1. Commencez avec un compteur initialisé à 0.
2. Lisez chaque caractère de la chaîne jusqu'à ce que le terminateur nul ( ) soit trouvé.
3. Renvoyer le compteur comme longueur.

Code d'assemblage pour my_strlen :

sudo apt update
sudo apt install nasm gcc

• Registres utilisés :
  • RDI : pointe vers la chaîne d’entrée.
  • RAX : stocke la longueur de la chaîne (sortie).

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5. Écrire strcmp en Assembly

Logique de strcmp :

1. Comparez les caractères de deux chaînes.
2. Arrêtez-vous lorsque les caractères diffèrent ou que le terminateur nul ( ) est atteint.
3. Retour :
   • 0 si les chaînes sont égales.
   • Différence des valeurs ASCII si elles diffèrent.

Code d'assemblage pour 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

• Registres utilisés :
  • RDI et RSI : pointeurs vers les chaînes d'entrée.
  • RAX : stocke le résultat (sortie).

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6. Intégration de Assembly avec C

Écrivons un programme C qui appelle ces fonctions d'assemblage.

Code 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;
}

je .done ; If

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

, strings are equal inc rdi ; Advance pointers inc rsi jmp .next_char ; Repeat .diff: sub rax, [rsi] ; Return difference .done: ret

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7. Compilation et exécution du programme

1. Enregistrez le code assembleur dans function.asm.
2. Enregistrez le code C dans main.c.
3. Compilez-les et reliez-les :

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

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8. Résultat attendu

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9. Conclusion

En écrivant strlen et strcmp en assembly, vous comprenez mieux :

• Opérations de mémoire de bas niveau.
• Comment les chaînes sont traitées au niveau de la machine.
• Intégrer Assembly avec C pour tirer parti des atouts des deux langages.

Quelles autres fonctions de la bibliothèque standard C aimeriez-vous voir recréées en assembly ? Faites-le moi savoir dans les commentaires ci-dessous !

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10. Connectez-vous sur Twitter

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