رازها

دستکاری بیت

هر بیت از یک عدد صحیح می‌تواند برای ذخیره‌ی یک مقدار دودویی استفاده شود. از آنجا که بسیاری از موقعیت‌ها اطلاعات دودویی دارند، مانند «درست» یا «غلط»، شامل بودن یا نبودن، روشن یا خاموش، نمایش دودویی یک عدد صحیح N بیتی روشی فشرده برای رمزگذاری وضعیت دودویی N مورد فراهم می‌کند. به همین دلیل، توانایی دستکاری بیت‌ها و بایت‌ها در اسمبلی ضروری است. مجموعه‌دستورات x86-64 انواع گسترده‌ای از دستورهای دستکاری بیتی ارائه می‌دهد.

دستکاری بیت تکی

این دستورها روی بیت‌های تکی در یک عملوند کار می‌کنند.

همه‌ی آن‌ها دو عملوند می‌گیرند؛ عملوند دوم اندیس بیتی را مشخص می‌کند که در عملوند اول روی آن عمل می‌شود. همه‌ی آن‌ها بیت انتخاب‌شده را در پرچم نقلی (CF) کپی می‌کنند.

عملیات بیتی

عملیات بیتی روی همه‌ی بیت‌های یک عملوند انجام می‌شوند.

هر کدام از آن‌ها دستوری دارند که اسمش با عملیات بیتی انجام‌شده یکی است:

بیشتر آن‌ها دو عملوند می‌گیرند، روی هر دو یک عملیات بیتی انجام می‌دهند و نتیجه را در عملوند مقصد ذخیره می‌کنند. استثنا not است که فقط یک عملوند مقصد می‌گیرد.

ماسک

وقتی یک و صفر را به‌ترتیب به معنای شامل بودن و نبودن بگیریم، به یک عدد صحیح ماسک بیتی (یا به‌سادگی ماسک) می‌گوییم.

یک ماسک بیتی، موارد را «ماسک می‌کند»؛ چون صفر بودن بیت iاُم، مورد iاُم را کنار می‌گذارد و یک بودن آن، آن را نگه می‌دارد. همچنین معمولاً از یک ماسک بیتی استفاده می‌کنیم تا بعضی از بیت‌های یک عدد صحیح را نگه داریم و بقیه را کنار بگذاریم.

برای مثال، فرض کنید A عدد صحیحی باشد که نمایش دودویی آن چنین است:

همچنین فرض کنید M عدد صحیحی باشد که نمایش دودویی آن چنین است:

هر دو عدد صحیح 8 بیتی هستند. در این حالت می‌توان گفت M بیت‌های 0، 2 و 3 از A را انتخاب می‌کند و بقیه را کنار می‌گذارد.

دستورهای بیتی که پیش‌تر بحث شدند، برای دستکاری اعداد صحیح با ماسک مفید هستند. برای مثال:

• برای صفر کردن بیت‌های A که با M انتخاب نشده‌اند، عملیات AND بیتی را انجام دهید: A AND M.
• برای تنظیم کردن بیت‌های A که با M انتخاب شده‌اند، عملیات OR بیتی را انجام دهید: A OR M.

دستور TEST

دستور test یک AND بیتی بین دو عملوند انجام می‌دهد و پرچم‌ها را بر اساس نتیجه تنظیم می‌کند.

اگر A عملوند اول و B عملوند دوم باشد:

این دستور دو عملوند می‌گیرد و پرچم‌ها را به‌روزرسانی می‌کند، اما عملوندهای خود را تغییر نمی‌دهد.

عملیات شیفت

این دستورها بیت‌های عملوند مقصد را به اندازه‌ی تعداد موقعیت‌هایی که عملوند دوم مشخص می‌کند، شیفت می‌دهند. عملوند دوم باید یک عدد ثابت (یک immediate) یا ثبات cl (پایین‌ترین 8 بیت rcx) باشد.

توجه کنید که مقدار شمارش در عملوند دوم به 5 بیت ماسک می‌شود، یا با یک عملوند مقصد 64 بیتی به 6 بیت. هر بیتی پس از آن عملاً نادیده گرفته می‌شود. این یعنی بیشترین مقدار شیفت 31 است، یا با یک عملوند 64 بیتی 63.

Shl / Sal

shl و sal هر دو دقیقاً یک عملیات یکسان را انجام می‌دهند؛ در واقع همان یک دستورند و فقط اسمشان فرق دارد.

هر بار شیفت به چپ انجام می‌شود، بیت‌هایی که به انتهای دنباله نزدیک‌تر از طول شیفت هستند، ابتدا به CF منتقل و سپس دور ریخته می‌شوند. در عوض، تعدادی بیت صفرشده‌ی جدید برابر با طول شیفت به ابتدا اضافه می‌شود.

از آنجا که هر بیت در یک عدد صحیح نماینده‌ی توانی از 2 است، شیفت به چپ به اندازه‌ی n موقعیت، اثر ضرب عدد صحیح در 2ⁿ را دارد.

Shr / Sar

دو دستور برای شیفت بیت‌ها به راست وجود دارد: shr و sar.

هر بار که یکی از این دو دستور استفاده شود، بیت‌هایی که به ابتدای دنباله نزدیک‌تر از طول شیفت هستند، ابتدا به CF منتقل و سپس دور ریخته می‌شوند. در عوض، تعدادی بیت جدید برابر با طول شیفت به انتها اضافه می‌شود.

تفاوت آنها این است که shr بیت‌های 0 را به انتهای چپ می‌برد، در حالی که sar اگر پرارزش‌ترین بیت تنظیم شده باشد 1 و در غیر این صورت 0 را می‌برد. این یعنی sar هنگام شیفت یک عدد صحیح علامت‌دار، علامت را حفظ می‌کند.

از آنجا که هر بیت در یک عدد صحیح نماینده‌ی توانی از 2 است، شیفت به راست به اندازه‌ی n موقعیت با shr اثر یک تقسیم بدون علامت بر 2ⁿ را دارد.

به همین ترتیب، شیفت به راست به اندازه‌ی n موقعیت با sar اثر یک تقسیم علامت‌دار بر 2ⁿ را دارد.

عملیات چرخش

این دستورها بیت‌های عملوند مقصد را به اندازه‌ی تعداد موقعیت‌هایی که عملوند دوم مشخص می‌کند، می‌چرخانند. عملوند دوم باید یک عدد ثابت (یک immediate) یا ثبات cl (پایین‌ترین 8 بیت rcx) باشد.

تفاوت چرخش و شیفت در این است که چرخش هیچ بیتی را دور نمی‌ریزد یا اضافه نمی‌کند. بیت‌هایی که با شیفت دور ریخته می‌شوند، در عوض به انتهای مخالف منتقل می‌شوند. بنابراین همه‌ی بیت‌ها باقی می‌مانند؛ فقط جایشان عوض می‌شود.

توجه کنید که مقدار شمارش در عملوند دوم به 5 بیت ماسک می‌شود، یا با یک عملوند مقصد 64 بیتی به 6 بیت. هر بیتی پس از آن عملاً نادیده گرفته می‌شود. این یعنی بیشترین مقدار چرخش 31 است، یا با یک عملوند 64 بیتی 63.

سایر دستورهای دستکاری بیت

دستورهای مفید دیگری هم برای دستکاری بیت وجود دارد:

این دستورها همه با دو عملوند 16 بیتی، 32 بیتی یا 64 بیتی کار می‌کنند. نمی‌توان از آنها با عملوندهای 8 بیتی استفاده کرد.