Secrets

Manipulation de bits

Chaque bit d'un entier peut servir à stocker une valeur binaire. Comme de nombreuses situations impliquent de l'information binaire, comme vrai ou faux, inclusion ou exclusion, activé ou désactivé, la représentation binaire d'un entier de N bits offre un moyen compact d'encoder l'état binaire de N éléments. Cela rend la capacité de manipuler des bits et des octets essentielle en assembleur. Le jeu d'instructions x86-64 offre une grande variété d'instructions de manipulation de bits.

Manipulation d'un seul bit

Ces instructions agissent sur des bits individuels d'un opérande.

Elles prennent toutes deux opérandes, la seconde indique l'indice du bit manipulé dans le premier opérande. Toutes copient le bit sélectionné dans l'indicateur de retenue (CF).

Opérations bit à bit

Les opérations bit à bit sont effectuées sur tous les bits d'un opérande.

Elles ont toutes une instruction portant le même nom que l'opération bit à bit effectuée :

La plupart prennent deux opérandes, effectuent une opération bit à bit sur les deux et stockent le résultat dans l'opérande de destination. L'exception est not, qui ne prend qu'un seul opérande de destination.

Masques

Quand on interprète un et zéro comme inclusion et exclusion, respectivement, un entier est appelé un bitmask (ou simplement un mask).

Un masque binaire « masque » des éléments parce qu'un zéro au i-ième bit exclut le i-ième élément, tandis qu'un un l'inclut. On utilise aussi couramment un masque binaire pour inclure certains bits d'un entier tout en excluant les autres.

Par exemple, soit A un entier dont la représentation binaire est :

De même, soit M un entier dont la représentation binaire est :

Les deux sont des entiers de 8 bits. Dans ce cas, on peut dire que M sélectionne les bits 0, 2 et 3 de A, et exclut le reste.

Les instructions bit à bit vues plus haut sont utiles pour manipuler des entiers à l'aide de masques. Par exemple :

• Pour effacer les bits de A qui ne sont pas sélectionnés par M, on utilise le ET bit à bit : A AND M.
• Pour définir les bits de A sélectionnés par M, on utilise le OU bit à bit : A OR M.

L'instruction test

L'instruction test effectue un ET bit à bit entre les deux opérandes et positionne les indicateurs en fonction du résultat.

Si A est le premier opérande et B, le second :

Cette instruction prend deux opérandes et met à jour les indicateurs, mais ne modifie pas ses opérandes.

Opérations de décalage

Ces instructions décalent les bits de l'opérande de destination d'un nombre de positions spécifié par le second opérande. Le second opérande doit être un nombre constant (un immediate) ou le registre cl (les 8 bits de poids faible de rcx).

À noter que le compteur du second opérande est masqué sur 5 bits, ou 6 bits avec un opérande de destination de 64 bits. Tout bit au-delà est de fait ignoré. Cela signifie que le décalage maximal est de 31, ou de 63 avec un opérande de 64 bits.

Shl / Sal

shl et sal effectuent exactement la même opération ; l'une est un alias de l'autre.

À chaque décalage vers la gauche, les bits plus proches de la fin de la séquence que la longueur du décalage sont d'abord transférés dans CF, puis perdus. En revanche, un nombre de nouveaux bits à zéro égal à la longueur du décalage est ajouté au début.

Comme chaque bit d'un entier représente une puissance de 2, un décalage vers la gauche de n positions a pour effet de multiplier l'entier par 2ⁿ.

Shr / Sar

Il existe deux instructions pour décaler les bits vers la droite : shr et sar.

Quand l'une de ces deux instructions est utilisée, les bits plus proches du début de la séquence que la longueur du décalage sont d'abord transférés dans CF, puis perdus. En revanche, un nombre de nouveaux bits égal à la longueur du décalage est ajouté à la fin.

La différence entre les deux est que shr ajoute des bits 0 à l'extrémité gauche, tandis que sar ajoute 1 si le bit de poids fort était défini et 0 sinon. Cela signifie que sar préserve le signe lors du décalage d'un entier signé.

Comme chaque bit d'un entier représente une puissance de 2, un décalage vers la droite de n positions avec shr a pour effet d'effectuer une division non signée par 2ⁿ.

De même, un décalage vers la droite de n positions avec sar a pour effet d'effectuer une division signée par 2ⁿ.

Opérations de rotation

Ces instructions déplacent les bits de l'opérande de destination d'un nombre de positions spécifié par le second opérande. Le second opérande doit être un nombre constant (un immediate) ou le registre cl (les 8 bits de poids faible de rcx).

La différence entre une rotation et un décalage est qu'une rotation n'écarte ni n'ajoute aucun bit. Les bits qui seraient perdus lors d'un décalage sont déplacés à l'extrémité opposée. Ainsi, tous les bits restent, ils changent tous de place.

À noter que le compteur du second opérande est masqué sur 5 bits, ou 6 bits avec un opérande de destination de 64 bits. Tout bit au-delà est de fait ignoré. Cela signifie que la rotation maximale est de 31, ou de 63 avec un opérande de 64 bits.

Autres instructions de manipulation de bits

Il existe d'autres instructions utiles de manipulation de bits :

Ces instructions fonctionnent toutes avec deux opérandes de 16 bits, 32 bits ou 64 bits. Elles ne peuvent pas être utilisées avec des opérandes de 8 bits.