© Иван Рощин, Москва

Процедура сравнения строк на ассемблере Z80

(«Радиомир. Ваш компьютер» 6/2003)

При написании программы BestView мне понадобилась процедура сравнения двух строк со следующими входными и выходными параметрами: в HL задаётся адрес первой строки, в DE — адрес второй строки, в BC — длина строки (не равная 0); на выходе флаг Z установлен, если строки совпали, и сброшен в противном случае.

Алгоритм сравнения строк очень простой: берём байт по адресу, указанному в DE, сравниваем его с байтом по адресу, указанному в HL, в случае неравенства — выходим из процедуры (флаг Z при этом сброшен), в случае равенства — увеличиваем HL и DE на 1 (таким образом, они будут теперь указывать на следующие байты сравниваемых строк) и уменьшаем BC на 1 (т.е. уменьшаем счётчик); если после уменьшения BC<>0, переходим к сравнению следующих байтов, иначе (BC=0) строки совпали, тогда выходим из процедуры (флаг Z при этом установлен).

Соответственно, я написал такую процедуру, которая использовалась в BestView до версии 2.14 включительно:

COMP_ST    LD   A,(DE)
           CP   (HL)
           RET  NZ   ;Не совпали.

           INC  HL         ;!
           INC  DE         ;!
           DEC  BC         ;!
           LD   A,B        ;!
           OR   C          ;!
           JR   NZ,COMP_ST

           RET       ;Совпали.

И вот недавно, просматривая её, я обратил внимание вот на что: увеличение HL и DE на 1, уменьшение BC на 1, проверка BC на равенство нулю — да ведь в системе команд процессора Z80 есть команда, которая делает всё это!

Команда LDI копирует байт из (HL) в (DE), увеличивает HL и DE на 1, уменьшает BC на 1, сбрасывает флаг P/V, если после уменьшения BC=0, и устанавливает флаг P/V в противном случае. То есть эта команда делает практически то же, что и помеченный «!» фрагмент процедуры, только, во-первых, ещё копирует байт из (HL) в (DE), и, во-вторых, помещает информацию о равенстве BC нулю во флаг P/V, а не во флаг Z.

Копирование байта из (HL) в (DE) в рассматриваемой процедуре совершенно ни к чему. Однако, приглядевшись внимательнее, можно заметить, что после команды RET NZ байт по адресу, указанному в HL, заведомо равен байту по адресу, указанному в DE (действительно, если бы они не были равны, то после их сравнения произошёл бы выход из процедуры).

А если байты равны, значит, копирование из (HL) в (DE) не изменит (DE), то есть окажется безвредным побочным эффектом. Тогда весь участок процедуры, помеченный «!», можно заменить на одну команду LDI, одновременно заменив команду условного перехода к началу цикла (JR NZ,COMP_ST) на команду JP PE,COMP_ST — ведь теперь именно флаг P/V указывает на выполнение или невыполнение условия BC=0.

Но остаётся ещё одна проблема: при выходе из процедуры в случае совпадения строк флаг Z должен быть установлен. И если в первоначальном варианте процедуры он автоматически оказывался установлен при проверке условия выхода из цикла (BC=0), то теперь проверка этого условия вообще не связана с флагом Z.

Сначала я хотел добавить перед выходом из процедуры в случае совпадения строк (т.е. перед последней командой RET) команду XOR A, устанавливающую флаг Z. Но, посмотрев в справочник, я увидел, что команда LDI не меняет флаг Z, а посмотрев на процедуру, увидел, что после сравнения очередных байтов строк флаг Z заведомо будет установлен (ведь строки совпадают!). Таким образом, ничего специально добавлять не потребовалось.

Итак, оптимизированный вариант процедуры:

COMP_ST    LD   A,(DE)
           CP   (HL)
           RET  NZ   ;Не совпали.

           LDI       ;На Z не влияет!
           JP   PE,COMP_ST

           RET       ;Совпали, Z=1!

Длина процедуры уменьшилась на 2 байта, а время выполнения сократилось следующим образом: в случае, когда сравниваемые строки не совпадают (причём их первые n байтов совпадают), выигрыш составляет 12n тактов, а в случае, когда строки совпадают (n — их длина), выигрыш составляет 12(n–1)+7 тактов.