REP / REPZ / REPE / REPNZ/ REPNE 操作指令

0x0 概述

重复指令主要用于进行循环操作，通过每次递减 (E)CX 寄存器，并结合相关条件，来完成循环操作。

重复指令一般配合串指令一起工作，常见串指令包括 MOVS、LODS、STOS、CMPS 和 SCAS。

当运行串指令后，SI / DI 的值会自动递增或递减，取决于标识寄存器的 DF 标识。

为了简单表述，下面相关的寄存器都是用 32 位进行表示，同时 DF = 0，表示正反向增长。

0x1 串传送指令

MOVS 作为串传送指令，主要是将数据从 DS:ESI 复制到 ES:EDI，之后递增 ESI 和 EDI 寄存器值。

串传送指令所复制的数据类型大小，都有对应类型的指令：

使用 rep 指令，循环拷贝：

mov ecx, 10h
rep movsb

0x2 串存储指令

STOS 用于串存储，同 MOVS 类似，将源数据复制到 ES:EDI。区别在于，STOS 将 EAX / AX / AL 作为数据源，同样类型大小取决于对应的指令：

Windows 程序中常见的栈初始化：

mov ecx, 4
mov eax, 0CCCCCCCCh
rep stosd

0x3 串加载指令

LODS 同 STOS 相反，从 DS:ESI 加载数据到 EAX / AX / AL 寄存器：

对于循环加载 rep lods 的意义不是很大，因为每次都会覆盖上一次寄存器的值，通常 LODS 会配合 LOOP 来使用，在每次复制后，对 EAX / AX / AL 依次进行处理：

lodsb
mov bl, al

0x4 串对比指令

CMPS 同 CMP 指令类似，都是将两个操作数进行减法运算，以影响标识寄存器。CMPS 将 DS:ESI 作为数据源，同 ES:EDI 的数据进行对比：

比较常见的是结合 repz / repnz 来使用。repz 即 repeat while zero ，repe 和 repz 具有相同的意义，在每次进行对比后，如果遇到两个数据不相等，即 ZF = 0，则停止循环操作，否则循环进行对比，直到 ECX = 0。

mov ecx, 10
repe cmpsb
mov eax, ecx

repnz 和 repne 则同上述相反，即 repeat while not zero，当遇到两个数据相等或 ECX = 0 停止循环。

0x5 串扫描指令

SCAS 同 CMPS 类似，对数据进行对比，两个对比数分别为 EAX / AX / AL 和 DS:EDI。

常见的使用 repne scas 来计算 null-terminated 的字符串长度：

mov ecx, -1
mov al, 0
repne scasb
mov eax, -2
sub eax, ecx

首先初始化 ECX = -1，并设置 AL = 0，开始循环后，ECX 依次递减（-2、-3、-4）。当到达字符串结尾符时，循环结束。

最后，使用 -2 减去 ECX 值，ECX 为负数： $$ x = [ECX],x < 0\
-2 - (-x) = -2 + x $$ 最终得到字符串长度。对于为啥使用负数初始化 ECX，原因在于每次 rep 运行后，都会递减 ECX 的值，所以不能使用递增的方式来存储 ECX。

同时也不能用零，否则 nepne 就停止循环了 (=ﾟДﾟ=)

另一种计算字符串长度的方法：

mov ecx, -1
mov ebx, edi
mov al, 0
repne scasb
sub edi, ebx

还有类似的：

mov ecx, -1
repne scasb
add ecx, 2  ; -x + 2 => -(-x + 2) = -2 + x
neg ecx     ; 取反