বিট ম্যানিপুলেশন
একটি ইন্টিজারের প্রতিটি বিট একটি বাইনারি মান সংরক্ষণ করতে ব্যবহার করা যায়।
যেহেতু অনেক পরিস্থিতিতেই বাইনারি তথ্য জড়িত থাকে, যেমন ট্রু বা ফলস, অন্তর্ভুক্তি বা বর্জন, অন বা অফ, তাই একটি N-বিট ইন্টিজারের বাইনারি রূপ N সংখ্যক আইটেমের বাইনারি অবস্থা এনকোড করার একটি সংক্ষিপ্ত উপায় দেয়।
এ কারণেই অ্যাসেম্বলিতে বিট ও বাইট ম্যানিপুলেট করার সামর্থ্য অপরিহার্য হয়ে ওঠে।
x86-64 ইন্সট্রাকশন সেট অনেক রকমের বিটওয়াইজ ম্যানিপুলেশন ইন্সট্রাকশন সরবরাহ করে।
একক বিট ম্যানিপুলেশন
এই ইন্সট্রাকশনগুলো একটি অপারেন্ডের একক বিট নিয়ে কাজ করে।
এগুলো সবই দুটি অপারেন্ড নেয়, দ্বিতীয়টি প্রথম অপারেন্ডে যে বিটটি নিয়ে কাজ করা হচ্ছে তার ইনডেক্স নির্দেশ করে।
এগুলোর সবই নির্বাচিত বিটটি ক্যারি ফ্ল্যাগ (CF)-এ কপি করে।
| নাম |
বিবরণ |
bt |
কোনো অপারেন্ড পরিবর্তন না করেই বিটটি CF-এ কপি করে |
bts |
বিটটি CF-এ কপি করে এবং ডেস্টিনেশন অপারেন্ডে সেট করে |
btr |
বিটটি CF-এ কপি করে এবং ডেস্টিনেশন অপারেন্ডে ক্লিয়ার করে |
btc |
বিটটি CF-এ কপি করে এবং ডেস্টিনেশন অপারেন্ডে কমপ্লিমেন্ট (ফ্লিপ) করে |
বিটওয়াইজ অপারেশন
একটি অপারেন্ডের সব বিটে বিটওয়াইজ অপারেশন করা হয়।
এগুলোর প্রত্যেকটির জন্য সম্পাদিত বিটওয়াইজ অপারেশনের মতোই একই নামের একটি ইন্সট্রাকশন আছে:
| নাম |
বিবরণ |
and |
দুটি বিটই 1 হলে 1 |
or |
অন্তত একটি বিট 1 হলে 1 |
xor |
বিট দুটি ভিন্ন হলে 1 |
not |
বিট 0 হলে 1; বিট 1 হলে 0 |
এগুলোর বেশিরভাগই দুটি অপারেন্ড নেয়, দুটির উপরই একটি বিটওয়াইজ অপারেশন করে এবং ফলাফলটি ডেস্টিনেশন অপারেন্ডে সংরক্ষণ করে।
ব্যতিক্রম হলো not, যা শুধু একটি ডেস্টিনেশন অপারেন্ড নেয়।
মাস্ক
আমরা যখন এককে অন্তর্ভুক্তি আর শূন্যকে বর্জন হিসেবে ব্যাখ্যা করি, তখন একটি ইন্টিজারকে বিটমাস্ক (বা সহজভাবে মাস্ক) বলা হয়।
একটি বিটমাস্ক আইটেমগুলোকে "মাস্ক আউট" করে, কারণ i-তম বিটে শূন্য থাকলে i-তম আইটেমটি বাদ পড়ে, আর এক থাকলে সেটি অন্তর্ভুক্ত হয়।
আমরা সাধারণত একটি বিটমাস্ক ব্যবহার করে একটি ইন্টিজারের নির্দিষ্ট কিছু বিট অন্তর্ভুক্ত করি আর বাকিগুলো বাদ দিই।
উদাহরণস্বরূপ, ধরা যাক A এমন একটি ইন্টিজার যার বাইনারি রূপ:
| index |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
| bits |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
আবার, ধরা যাক M এমন একটি ইন্টিজার যার বাইনারি রূপ:
| index |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
| bits |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
দুটোই 8-বিট ইন্টিজার।
এক্ষেত্রে বলা যায়, M A-এর বিট 0, 2 এবং 3 নির্বাচন করে, আর বাকিগুলো বাদ দেয়।
আগে আলোচনা করা বিটওয়াইজ ইন্সট্রাকশনগুলো মাস্ক দিয়ে ইন্টিজার ম্যানিপুলেট করার সময় কাজে লাগে।
যেমন:
-
M যে বিটগুলো নির্বাচন করে না, A-এর সেগুলো ক্লিয়ার করতে বিটওয়াইজ AND নিন: A AND M.
-
M যে বিটগুলো নির্বাচন করে, A-এর সেগুলো সেট করতে বিটওয়াইজ OR নিন: A OR M.
TEST ইন্সট্রাকশন
test ইন্সট্রাকশন দুটি অপারেন্ডের মধ্যে বিটওয়াইজ AND করে এবং ফলাফল অনুযায়ী ফ্ল্যাগ সেট করে।
যদি A প্রথম অপারেন্ড হয় আর B দ্বিতীয়টি:
| ফ্ল্যাগ |
যে অবস্থায় সেট হয় |
CF |
সবসময় ক্লিয়ার থাকে |
ZF |
A AND B == 0 |
SF |
A AND B-এর সাইন বিট সেট থাকে |
OF |
সবসময় ক্লিয়ার থাকে |
এই ইন্সট্রাকশন দুটি অপারেন্ড নেয় এবং ফ্ল্যাগ আপডেট করে, কিন্তু এর অপারেন্ডগুলো পরিবর্তন করে না।
শিফট অপারেশন
এই ইন্সট্রাকশনগুলো ডেস্টিনেশন অপারেন্ডের বিটগুলোকে দ্বিতীয় অপারেন্ডে বলা পজিশন সংখ্যা অনুযায়ী সরিয়ে দেয়।
দ্বিতীয় অপারেন্ডটি অবশ্যই একটি ধ্রুব সংখ্যা (একটি immediate) অথবা cl রেজিস্টার হতে হবে (rcx-এর সর্বনিম্ন 8 বিট)।
| নাম |
বিবরণ |
shl/sal
|
বিট বামে শিফট করে |
shr/sar
|
বিট ডানে শিফট করে |
লক্ষ্য করুন, দ্বিতীয় অপারেন্ডের কাউন্টটি 5 বিটে মাস্ক করা হয়, অথবা 64-বিট ডেস্টিনেশন অপারেন্ডের ক্ষেত্রে 6 বিটে।
এর পরের যেকোনো বিট কার্যত উপেক্ষিত হয়।
এর মানে হলো সর্বোচ্চ শিফট 31, অথবা 64-বিট অপারেন্ডের ক্ষেত্রে 63।
Shl / Sal
shl আর sal দুটোই হুবহু একই অপারেশন করে, একটি হলো অন্যটির অ্যালিয়াস।
যখনই বামে শিফট করা হয়, সিকোয়েন্সের শেষ প্রান্ত থেকে শিফটের দৈর্ঘ্যের মধ্যে থাকা বিটগুলোকে প্রথমে CF-এ নেওয়া হয় এবং তারপর বাদ দেওয়া হয়।
অন্যদিকে, শিফটের দৈর্ঘ্যের সমান সংখ্যক নতুন ক্লিয়ার করা বিট শুরুতে যোগ করা হয়।
যেহেতু ইন্টিজারের প্রতিটি বিট 2-এর একটি ঘাত প্রকাশ করে, তাই n পজিশন বামে শিফট করলে ইন্টিজারটিকে 2ⁿ দিয়ে গুণ করার মতো ফল পাওয়া যায়।
Shr / Sar
ডানে বিট সরানোর জন্য দুটি ইন্সট্রাকশন আছে: shr আর sar।
এই দুটি ইন্সট্রাকশনের যেকোনোটি ব্যবহার করলে, সিকোয়েন্সের শুরু থেকে শিফটের দৈর্ঘ্যের মধ্যে থাকা বিটগুলোকে প্রথমে CF-এ নেওয়া হয় এবং তারপর বাদ দেওয়া হয়।
অন্যদিকে, শিফটের দৈর্ঘ্যের সমান সংখ্যক নতুন বিট শেষে যোগ করা হয়।
এদের মধ্যে পার্থক্য হলো, shr বাম প্রান্তে 0 বিট বসায়, আর sar সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিট সেট থাকলে 1 এবং অন্যথায় 0 বসায়।
এর মানে হলো, sar সাইনড ইন্টিজারের শিফটে সাইন সংরক্ষণ করে।
যেহেতু ইন্টিজারের প্রতিটি বিট 2-এর একটি ঘাত প্রকাশ করে, তাই shr দিয়ে n পজিশন ডানে শিফট করলে 2ⁿ দিয়ে একটি আনসাইনড ভাগ করার মতো ফল পাওয়া যায়।
একইভাবে, sar দিয়ে n পজিশন ডানে শিফট করলে 2ⁿ দিয়ে একটি সাইনড ভাগ করার মতো ফল পাওয়া যায়।
রোটেশন অপারেশন
এই ইন্সট্রাকশনগুলো ডেস্টিনেশন অপারেন্ডের বিটগুলোকে দ্বিতীয় অপারেন্ডে বলা পজিশন সংখ্যা অনুযায়ী সরিয়ে দেয়।
দ্বিতীয় অপারেন্ডটি অবশ্যই একটি ধ্রুব সংখ্যা (একটি immediate) অথবা cl রেজিস্টার হতে হবে (rcx-এর সর্বনিম্ন 8 বিট)।
রোটেশন আর শিফটের পার্থক্য হলো, রোটেশন কোনো বিট বাদ দেয় না বা যোগ করে না।
শিফটে যে বিটগুলো বাদ পড়ত, সেগুলো বরং উল্টো প্রান্তে সরিয়ে নেওয়া হয়।
ফলে সব বিটই টিকে থাকে, শুধু তারা সবাই জায়গা বদলায়।
| নাম |
বিবরণ |
rol |
বিট বামে রোটেট করে |
ror |
বিট ডানে রোটেট করে |
লক্ষ্য করুন, দ্বিতীয় অপারেন্ডের কাউন্টটি 5 বিটে মাস্ক করা হয়, অথবা 64-বিট ডেস্টিনেশন অপারেন্ডের ক্ষেত্রে 6 বিটে।
এর পরের যেকোনো বিট কার্যত উপেক্ষিত হয়।
এর মানে হলো সর্বোচ্চ রোটেশন 31, অথবা 64-বিট অপারেন্ডের ক্ষেত্রে 63।
অন্যান্য বিট ম্যানিপুলেশন ইন্সট্রাকশন
আরও কিছু কাজের বিট ম্যানিপুলেশন ইন্সট্রাকশন আছে:
| নাম |
বিবরণ |
popcnt |
সেট করা বিটের সংখ্যা গোনে |
bsr |
সর্বোচ্চ গুরুত্বপূর্ণ সেট বিটের ইনডেক্স দেয়। কোনো বিট সেট না থাকলে ফলাফল অনির্ধারিত |
bsf |
সর্বনিম্ন গুরুত্বপূর্ণ সেট বিটের ইনডেক্স দেয়। কোনো বিট সেট না থাকলে ফলাফল অনির্ধারিত |
এই ইন্সট্রাকশনগুলো সবই দুটি 16-বিট, 32-বিট বা 64-বিট অপারেন্ড নিয়ে কাজ করে।
এগুলো 8-বিট অপারেন্ডের সাথে ব্যবহার করা যায় না।
লার্নিং অনুশীলনী
