#include <stdio.h> #include <iostream> #include <i...

Cool piece of code! 👀
Here’s a quick walk-through and a few things you might want to double-check or modernise.

---

What the program is doing

1. For each test array pair (A?, B?) it compares the difference between consecutive elements:

   $$a_{i+1}-a_i \;\stackrel{?}{=}\; b_{i+1}-b_i,\qquad i=0\dots N-2$$

2. Whenever the two differences match, it records two 16-bit values in C:

   • the address of A[i+1]
   • the address of B[i+1]

3. After the scan it prints how many pairs it found and the stored addresses.

---

Subtle issues you might run into

Area	What’s happening	Why it might bite
char signedness	Differences are computed in 8-bit registers (al, ah). On most x86 compilers char is signed, so e.g. -128-(-127) works, but on others it’s unsigned (wrap-around).	Results change silently when you move compilers/flags/architectures.
Storing addresses in short	C is short int C[30]. You write a 32-bit pointer (EAX) into a 16-bit slot (mov C[ebx*2], ax).	Fine on 16-bit real mode, but on 32-/64-bit hosts you’re truncating the upper word; the printed “address” is meaningless (and UB if it crosses a segment).
pairs_count is a char	You count addresses not pairs in BL, then store it in pairs_count.	Works while you find ≤127 addresses, but will wrap past that. With bigger N you’d overflow.
Hard-wired x86 inline asm	Uses MASM-style Intel syntax in MSVC.	Not portable: won’t compile with Clang/GCC on Windows, and not at all on Linux/macOS without rewriting.
Pointer arithmetic in the print	(C[i] - (short)A - 1) assumes the shortened address is still comparable to the base of A.	Undefined once the upper bits are lost.

---

If you only need the indices, life is simpler

cpp
vector<pair<int,int>> equal_diff_positions;

for (int i = 0; i < N - 1; ++i)
{
    int da = static_cast<int>(A[i+1]) - static_cast<int>(A[i]);
    int db = static_cast<int>(B[i+1]) - static_cast<int>(B[i]);
    if (da == db)
        equal_diff_positions.emplace_back(i + 1, i + 1); // store indices
}

cout << "Found " << equal_diff_positions.size() << " pair(s)\n";
for (size_t k = 0; k < equal_diff_positions.size(); ++k)
    cout << "Pair " << k + 1 << ": A[" << equal_diff_positions[k].first
         << "], B[" << equal_diff_positions[k].second << "]\n";

• Portable, works for any element size
• Keeps full 32/64-bit indices
• Much easier to read & unit-test

If you really need raw addresses, store them in uintptr_t or size_t, not short.

---

Suggested quick fixes (if you keep the assembly)

1. Change

   cpp
   short int C[30];
   char pairs_count;

   to

   cpp
   uintptr_t C[30];  // or size_t, std::uintptr_t
   unsigned int pairs_count = 0;

2. Write the full pointer:

   asm
   mov [C + ebx*PTRSIZE], eax   ; where PTRSIZE is 4 or 8

3. Use cmp ecx, N-2 if you later extend N and want every last diff.

---

Next steps?

• Need help modernising the whole thing in C++?
• Want an explanation of a specific asm instruction?
• Seeing wrong counts on one of the test cases?

Just let me know what you’d like to dive into!

Общий замысел

Программа — это учебный пример на C++ с встроенным ассемблером (x86, синтаксис MASM).
Она ищет позиции i, для которых разности соседних элементов двух массивов совпадают:

$$A[i+1] - A[i] \;=\; B[i+1] - B[i], \qquad i = 0\ldots N-2$$

• Если условие выполняется, адреса элементов A[i+1] и B[i+1] заносятся в массив C.
• После обхода печатается количество найденных пар и эти адреса.

Для проверки программа запускает восемь «тестов» — разных пар массивов A/B.

---

Структура кода

Элемент	Назначение
#define N 16	размер всех тестовых массивов
A1…A8, B1…B8	тестовые данные
short int C[30]	буфер для адресов (каждый адрес обрезается до 16 бит)
char pairs_count	фактическое количество записанных адресов (а не пар!)
processArrays()	функция-обёртка: печатает входные данные, выполняет ассемблер, выводит результат
main()	последовательно вызывает processArrays для 8 тестов

---

Детальный разбор processArrays

cpp
void processArrays(char* A, char* B, const char* testName)

1. Печать входных массивов
   Обычный C++-цикл по i = 0…15.

2. Встроенный ассемблер

   Регистр	Смысл
   ECX	индекс i
   EBX	счётчик записанных адресов
   ESI	база массива A
   EDI	база массива B

   asm
   xor ecx, ecx        ; i = 0
   xor ebx, ebx        ; count = 0
   mov esi, A          ; ESI = &A[0]
   mov edi, B          ; EDI = &B[0]

   Цикл main_loop

   asm
   cmp ecx, N-1        ; пока i <= 14  (последняя допустимая разница)
   jae finish

   1. ΔA = A[i+1] − A[i]

      asm
      mov  al, [esi + ecx + 1]
      sub  al, [esi + ecx]
      mov  ah, al            ; AH = ΔA

   2. ΔB = B[i+1] − B[i]

      asm
      mov  al, [edi + ecx + 1]
      sub  al, [edi + ecx]   ; AL = ΔB

   3. Сравнение разностей

      asm
      cmp  ah, al
      jne  continue_loop

      Если равны, выполняем «запись»:

      asm
      lea  eax, [esi + ecx + 1]   ; адрес A[i+1]
      mov  C[ebx*2], ax           ; кладём младшие 16 бит
      inc  ebx                    ; ++count
      
      lea  eax, [edi + ecx + 1]   ; адрес B[i+1]
      mov  C[ebx*2], ax
      inc  ebx

   4. Инкремент индекса

      asm
      continue_loop:
      inc  ecx
      jmp  main_loop

   Завершение

   asm
   finish:
   mov pairs_count, bl   ; BL = count (число адресов)

3. Печать результата

   cpp
   cout << "Количество найденных пар: " << (int)(pairs_count / 2) << endl;

   Затем цикл по двум адресам на каждую пару:

   cpp
   for (int i = 0; i < pairs_count; i += 2) {
       // вычисляем индекс как (адрес — &A[0]) и печатаем в hex
   }

---

Важные нюансы и ограничения

1. Адрес обрезается до 16 бит (mov C[ebx*2], ax).
   На 32-/64-битной ОС верхние биты теряются → «адреса» в выводе условны.

2. pairs_count хранит адреса, а не пары. Поэтому в C++-части делят на 2.

3. char по умолчанию подписанный → при выходе за диапазон -128…127 возможны переполнения в AL/AH.

4. Программа собирается только MSVC (Intel-синтаксис). Для GCC/Clang потребовался бы AT&T-синтаксис или asm volatile.

---

Что происходит на каждом тесте?

• Тест 1: Разности совпадают почти на всех позициях ⇒ ~14 пар.
• Тест 3: A — арифм. прогрессия +1, B — +2 ⇒ разности никогда не равны ⇒ 0 пар.
• Тест 5: Отрицательные числа, но шаги одинаковы ⇒ 15 пар.
• …и так далее, как указано в комментариях к вызовам.

---

Если нужна помощь дальше

• Переписать без ассемблера, на «чистом» C++?
• Исправить обрезание указателей и хранить полные uintptr_t?
• Подробно разобрать любой из регистровых приёмов?

Дайте знать, и разберём!

Шаг 1 — подготовка регистров

asm
xor  ecx, ecx        ; ECX = i  (индекс текущей разности)
xor  ebx, ebx        ; EBX = k  (сколько 16‑битных слов уже занесли в C)
mov  esi, A          ; ESI = &A[0]  (база массива A)
mov  edi, B          ; EDI = &B[0]  (база массива B)

EBX будет использоваться как сдвиг в байтах внутри C: каждое слово занимает 2 байта, значит адрес ячейки C[k] задаётся как C[ebx*2].

---

Шаг 2 — нашли совпавшие разности

Когда условие

asm
cmp  ah, al          ; ΔA == ΔB ?
jne  continue_loop

выполняется (разности равны), нужно сохранить адреса элементов A[i+1] и B[i+1].

---

Шаг 3 — вычисляем адрес A[i+1]

asm
lea  eax, [esi + ecx + 1]   ; EAX = &A[i+1]

• ESI — база A
• ECX — текущий индекс i
• «+ 1» — смещение к следующему элементу

LEA помещает полный 32‑битный указатель в EAX.

---

Шаг 4 — заносим его в C

asm
mov  C[ebx*2], ax           ; AX → C[k]
inc  ebx                    ; k++

• C объявлен как short int C[30], то есть массив 16‑битных слов.
• Инструкция mov …, ax берёт только младшие 16 бит регистра EAX; старшие обрезаются.
• Адрес ячейки выбирается как C + (EBX*2) — автоматическое x86‑масштабирование.

---

Шаг 5 — то же для B[i+1]

asm
lea  eax, [edi + ecx + 1]   ; EAX = &B[i+1]
mov  C[ebx*2], ax           ; AX → C[k]
inc  ebx                    ; k++

Теперь у нас в C подряд лежат:

text
C[k-2] = low16(&A[i+1])
C[k-1] = low16(&B[i+1])

---

Шаг 6 — после цикла

asm
mov  pairs_count, bl        ; BL содержит k — количество записанных слов

Каждая пара адресов занимает два слова, поэтому в C++‑части выводится pairs_count / 2.

---

Итого

1. LEA формирует 32/64‑битный указатель на нужный элемент.
2. MOV …, ax кладёт младшие 16 бит этого указателя в очередную ячейку C.
3. EBX после каждой записи увеличивается, поэтому следующая запись идёт в следующий слот.

⚠️ На современных 32‑/64‑битных системах это приводит к усечению адресов: в C хранится лишь половина реального указателя. Чтобы получить полноценные адреса, нужно объявить C как uintptr_t C[30] и писать целиком mov [C + ebx*PTR], eax, где PTR — 4 или 8.

inc ebx — это одно машинное-инструкция, а не функция.
Она просто увеличивает содержимое регистра EBX на единицу.

• На x86-32 EBX — 32-битный регистр, поэтому после инструкции его значение становится EBX = EBX + 1.
• Флаги процессора обновляются (ZF, SF, OF, AF, PF), но флаг переноса CF не затрагивается — это одна из особенностей INC.

В контексте вашей программы EBX служит счётчиком «сколько 16-битных слов уже занесли в массив C».
Каждый раз, когда адрес очередного элемента записан:

asm
mov  C[ebx*2], ax   ; кладём адрес в C[k]
inc  ebx            ; k++  → следующая запись пойдёт в C[k+1]

Поскольку адрес ячейки вычисляется как C + ebx*2, инкремент EBX переносит указатель вперёд ровно на один short (2 байта), позволяя последовательно заполнять массив.

Пошагово: как адрес очередного элемента попадает в массив C

Ниже речь идёт о двух инструкциях, которые выполняются для каждого совпадения
A[i + 1] – A[i] == B[i + 1] – B[i].

asm
lea  eax, [esi + ecx + 1]   ; ❶ вычислить адрес A[i+1]
mov  C[ebx*2], ax           ; ❷ сохранить младшие 16 бит адреса в C[k]
inc  ebx                    ; ❸ перейти к следующей ячейке C

№	Что делает‑ся	Подробно
❶ lea eax, [esi + ecx + 1]	Формирует полный 32‑битный указатель на A[i+1] и кладёт его в EAX. <br/>* ESI — база массива A (&A[0]) <br/>* ECX — текущий индекс i
❷ mov C[ebx*2], ax	Кладёт только младшее 16‑битное слово регистра EAX (то есть AX) в память по адресу &C[0] + EBX*2. <br/>Почему *2? Потому что C — массив short‑ов (2 байта каждый).
❸ inc ebx	Увеличивает счётчик EBX (число 16‑битных слов, уже записанных). Следующая запись пойдёт в следующую ячейку C.

После этого блок повторяется для массива B (вторая пара инструкций lea / mov / inc), поэтому за один проход цикла в C подряд кладутся два слова:

text
C[k]   = low16(&A[i+1])
C[k+1] = low16(&B[i+1])

где k — значение EBX до первого mov.

---

Иллюстрация на примере

Предположим, что:

• база C находится по адресу 0x1000
• EBX = 4 (уже записано 4 слова = адреса двух предыдущих пар)

Тогда:

1. C[ebx*2] адресуется как 0x1000 + 4*2 = 0x1008
   → сюда попадает обрезанный адрес &A[i+1].
2. inc ebx → EBX = 5
3. C[ebx*2] теперь 0x1000 + 5*2 = 0x100A
   → сюда кладётся обрезанный адрес &B[i+1].

---

Важное ограничение

Так как в C сохраняется только половина указателя (AX, 16 бит), на 32‑/64‑разрядных системах эта информация пригодна лишь для учебных целей (она не содержит старших разрядов реального адреса). Чтобы хранить полноценные адреса, нужно объявить

cpp
uintptr_t C[30];

и записывать целиком EAX/RAX.

C объявлен так:

cpp
short int C[30];

Тип short int — это знаковое целое короткой длины.
Стандарт C/C++ гарантирует лишь, что его размер не меньше 16 бит, но на всех «обычных» x86-32 и x86-64 компиляторах (gcc, clang, MSVC) он фиксирован и равен 2 байтам.

Это подтверждается и кодом на ассемблере:

asm
mov C[ebx*2], ax   ; *2 — каждое значение занимает 2 байта

Таким образом один элемент массива C занимает 2 байта памяти
(в редких экзотических ABI он мог бы быть 3 или 4 байта, но на практических современных платформах — ровно 2).

В C и C++ размер int не фиксирован стандартом — он определяется реализацией компилятора и целевой архитектурой. Стандарт лишь требует, чтобы:

• sizeof(char) == 1
• sizeof(short) ≤ sizeof(int) ≤ sizeof(long)

и чтобы диапазон int охватывал как минимум –32 767…+32 767 (т.е. минимум 16 бит).

Что встречается на практике

Платформа / ABI	Модель данных	sizeof(int)
x86‑32 Windows, Linux, macOS	ILP32 (int/long/ptr — 32 бит)	4 байта
x86‑64 Windows	LLP64 (int — 32 бит, long — 32, ptr — 64)	4 байта
x86‑64 Linux, macOS	LP64 (int — 32 бит, long/ptr — 64)	4 байта
8‑/16‑битные микроконтроллеры (AVR, MSP430 …)	часто 16 бит	2 байта
Некоторые DSP / старые DOS‑компиляторы	16 бит	2 байта

Поэтому на «обычных» настольных и серверных системах последних десятилетий int практически всегда занимает 4 байта. На встраиваемых 8‑/16‑битных платформах может быть 2 байта; на экспериментальных 128‑битных ABI‑вариантах теоретически мог бы быть и 8 байт.

Как узнать точно

В собственном коде всегда проверяйте:

cpp
std::cout << sizeof(int) << " bytes\n";

или

c
printf("%zu\n", sizeof(int));

Так вы получите реальный размер для конкретного компилятора и цели сборки.

Как адреса найденных элементов попадают в ResultArray (бывший C)

Ниже рассмотрен фрагмент, который выполняется каждый раз, когда разности совпадают
A[i+1] − A[i] == B[i+1] − B[i].

asm
; ---- сохранить адрес A[i+1] ---------------------------------
mov eax, ecx       ; EAX = i
shl eax, 1         ; *2 → байтовое смещение i*2
add eax, esi       ; + база A  →  &A[i]
add eax, 2         ; +2        →  &A[i+1]
mov dword ptr ResultArray[ebx*4], eax   ; записать адрес
inc ebx            ; счётчик ++

; ---- сохранить адрес B[i+1] ---------------------------------
mov eax, ecx
shl eax, 1
add eax, edi       ; + база B  →  &B[i]
add eax, 2         ; +2        →  &B[i+1]
mov dword ptr ResultArray[ebx*4], eax
inc ebx

Что здесь происходит пошагово

Шаг	Команды	Результат
1	mov eax, ecx <br>shl eax, 1	Преобразуем индекс i в байтовое смещение. Элементы short занимают 2 байта, поэтому i * 2 = i << 1.
2	add eax, esi	Прибавляем базу массива A (ESI = &A[0]). Получаем адрес &A[i].
3	add eax, 2	Смещаемся ещё на один элемент → &A[i+1].
4	mov dword ptr ResultArray[ebx*4], eax	Кладём полный 32-битный адрес в ResultArray[k], где k = EBX. <br>Множитель *4 используется потому, что ResultArray — массив int (4 байта).
5	inc ebx	Увеличиваем счётчик записанных адресов, чтобы следующая запись попала в следующую ячейку.
6	Повторяем шаги 1–5 для массива B, но вместо ESI берём EDI (базу B).

Итог после одного совпадения

text
ResultArray[k]   =  &A[i+1]       (k   == EBX до первой записи)
ResultArray[k+1] =  &B[i+1]       (k+1 == EBX до второй записи)

EBX увеличивается на 2, поэтому при следующем совпадении данные запишутся далее по массиву.

После выхода из цикла

asm
mov totalPairs, bx   ; BX = количество ЗАПИСАННЫХ адресов

Каждая пара даёт два адреса, поэтому при выводе в C++ коде используется totalPairs / 2.

---

Ключевые отличия от первой версии

Было (байтовые массивы)	Стало (массивы short)
mov C[ebx*2], ax — хранили 16 бит адреса	mov ResultArray[ebx*4], eax — храним полные 32 бита
Смещение считали как i (1 байт на элемент)	Смещение считаем как i << 1 (2 байта на элемент)
Адрес A[i+1] = ESI + ECX + 1	Адрес A[i+1] = ESI + (ECX<<1) + 2

Теперь адреса не усекаются, и массив-результат годится для реального употребления на 32-битной платформе (на x86-64 можно заменить int на intptr_t, чтобы сохранить 64-битный указатель целиком).

«Перемещение» адреса в массив C (ResultArray) делает одна‑единственная ассемблерная инструкция mov

asm
mov dword ptr ResultArray[ebx*4], eax

• eax – здесь уже лежит вычисленный указатель &A[i+1] или &B[i+1].
• ResultArray[ebx*4] – ячейка результата, куда нужно положить адрес.
  ‑ ebx — счётчик «сколько значений уже записали»;
  ‑ умножение *4 берётся автоматически, потому что ResultArray состоит из int‑ов (4 байта).

Инструкция mov просто копирует 4‑байтовое содержимое регистра в память:

память[ ResultArray + ebx*4 ]  ←  eax

Что происходит вокруг неё

1. lea / add формируют нужный адрес в eax
   (например, &A[i+1] = esi + (ecx<<1) + 2).
2. mov кладёт этот адрес в ResultArray.
3. inc ebx увеличивает счётчик, чтобы следующая запись пошла в следующую ячейку.

Никакой отдельной «C‑функции» здесь нет — всё делает одна инструкция mov, а «инкремент» ebx обеспечивает последовательное заполнение массива.

Откуда берётся «× 4» в ResultArray[ebx*4]

Массив	Тип элемента	Размер одного элемента
A, B	short int	2 байта
ResultArray	int (сюда кладём адреса)	4 байта на 32‑битной сборке

1. Индекс → байтовое смещение всегда умножается на «размер элемента»

• Для данных

  asm
  mov eax, ecx   ; eax = i
  shl eax, 1     ; i * 2  ->  каждое A[i] занимает 2 байта
  add eax, esi   ; адрес &A[i]

  Потому что A/B состоят из short‑ов (word, 2 байта).

• Для массива‑результата

  asm
  mov dword ptr ResultArray[ebx*4], eax

  Здесь ebx — это логический индекс k в ResultArray, а контроллер адресации x86 автоматически умножает его на 4 (двоичное смещение scale = 4), потому что каждый int занимает 4 байта.

2. Почему элемент ResultArray = 4 байта, а не 2

Мы решили хранить полные 32‑битные указатели &A[i+1] и &B[i+1].
Указатель в 32‑разрядной программе занимает 4 байта, поэтому:

cpp
int ResultArray[30];   // по 4 байта каждый

Раньше, в примере с char, мы клали только младшие 16 бит адреса, и массив был short C[30], тогда масштаб был *2.

3. Что будет в 64‑битном режиме

• Указатель — 8 байт
• Логично сменить тип на intptr_t ResultArray[30];
• В ассемблере придётся писать ResultArray[rbx*8] (масштаб 8).

---

Коротко: множитель 4 нужен не потому, что исходные массивы содержат «слова», а потому, что массив, куда мы пишем адреса, состоит из двойных слов (dword, 4 байта) — одного на каждый 32‑битный указатель.

Почему именно * 4, если в исходных массивах элементы по 2 байта?

Разберёмся, какие два разных массивa фигурируют в программе:

Массив	Тип элемента	Размер элемента	Что в нём лежит
A, B	short int	2 байта	сами данные, по условию задачи
ResultArray	int	4 байта (в 32-битной программе)	адреса найденных элементов

1. Про адресацию A[i] и B[i]

Чтобы обратиться к элементу № i в массиве short int, нужно перевести индекс в байтовое смещение:

смещение = i * sizeof(short) = i * 2

В ассемблере это сделано так:

asm
mov eax, ecx   ; eax = i
shl eax, 1     ; i * 2   ← т.к. sizeof(short) = 2
add eax, esi   ; &A[i]

2. Про адресацию ResultArray[k]

ResultArray хранит полные 32-битные указатели, то есть каждый его элемент занимает sizeof(int) = 4 байта.

Поэтому, чтобы положить очередной адрес в элемент № k, надо взять базу массива и прибавить k * 4:

asm
mov dword ptr ResultArray[ebx*4], eax

• ebx — счётчик уже записанных адресов (0, 1, 2 …);
• *4 — автоматическое умножение индекса на размер элемента (4 байта).

Если бы мы оставили *2, пришлось бы инкрементировать ebx не на 1, а на 2, чтобы каждый новый адрес уходил на 4 байта вперёд. Использовать масштаб 4 просто удобнее — счётчик растёт на единицу за каждую запись.

3. Почему элемент-адрес занимает 4 байта

В 32-битной среде любой указатель (&A[i], &B[i]) — это 32-битное целое, то есть 4 байта. Поэтому логично объявить

cpp
int ResultArray[30];   // или uintptr_t ResultArray[30];

и обращаться к нему со смещением 4.

---

Итого

• В массивах данных A и B умножаем индекс на 2, потому что элемент 2 байта.
• В массиве ResultArray умножаем индекс на 4, потому что элемент 4 байта.
• Масштаб (*1, *2, *4, *8) задаёт ассемблеру, во сколько байт превращать индекс, — это всё, что означает «умножение» в квадратных скобках.