बिट मैनिपुलेशन
पूर्णांक के हर बिट का उपयोग एक बाइनरी वैल्यू संग्रहीत करने के लिए किया जा सकता है।
चूँकि बहुत सी स्थितियों में बाइनरी जानकारी होती है, जैसे सही या गलत, शामिल होना या न होना, चालू या बंद, इसलिए N-बिट पूर्णांक का बाइनरी निरूपण N चीज़ों की बाइनरी स्थिति को एनकोड करने का एक संक्षिप्त तरीका देता है।
इसलिए असेंबली में बिट और बाइट को मैनिपुलेट करने की क्षमता आवश्यक हो जाती है।
x86-64 निर्देश सेट बिटवाइज़ मैनिपुलेशन के लिए कई तरह के निर्देश देता है।
एकल बिट मैनिपुलेशन
ये निर्देश ऑपरेंड के एकल बिट पर काम करते हैं।
इन सभी को दो ऑपरेंड चाहिए, जिनमें दूसरा यह इंडेक्स बताता है कि पहले ऑपरेंड में किस बिट पर काम किया जा रहा है।
ये सभी चुने गए बिट को कैरी फ्लैग (CF) में कॉपी करते हैं।
| नाम |
विवरण |
bt |
बिट को CF में कॉपी करता है, बिना किसी ऑपरेंड को बदले |
bts |
बिट को CF में कॉपी करता है और उसे डेस्टिनेशन ऑपरेंड में सेट करता है |
btr |
बिट को CF में कॉपी करता है और उसे डेस्टिनेशन ऑपरेंड में क्लियर करता है |
btc |
बिट को CF में कॉपी करता है और उसे डेस्टिनेशन ऑपरेंड में कॉम्प्लिमेंट (फ्लिप) करता है |
बिटवाइज़ ऑपरेशन
बिटवाइज़ ऑपरेशन ऑपरेंड के सभी बिट पर किए जाते हैं।
हर निष्पादित बिटवाइज़ ऑपरेशन के लिए उसी नाम का एक निर्देश होता है:
| नाम |
विवरण |
and |
1, अगर दोनों बिट 1 हैं |
or |
1, अगर कम से कम एक बिट 1 है |
xor |
1, अगर बिट अलग-अलग हैं |
not |
1, अगर बिट 0 था; 0, अगर बिट 1 था |
इनमें से अधिकांश दो ऑपरेंड लेते हैं, दोनों पर बिटवाइज़ ऑपरेशन करते हैं और परिणाम को डेस्टिनेशन ऑपरेंड में संग्रहीत करते हैं।
अपवाद not है, जो केवल एक डेस्टिनेशन ऑपरेंड लेता है।
मास्क
जब हम एक और शून्य को क्रमशः शामिल होना और न होना मानते हैं, तो पूर्णांक को बिटमास्क (या सिर्फ मास्क) कहा जाता है।
एक बिटमास्क चीज़ों को "मास्क आउट" करता है, क्योंकि i-वें बिट में शून्य होने का मतलब है कि i-वाँ आइटम शामिल नहीं है, जबकि एक होने का मतलब है कि वह शामिल है।
हम आम तौर पर बिटमास्क का उपयोग पूर्णांक के कुछ बिट को शामिल करने और बाकी को बाहर रखने के लिए भी करते हैं।
उदाहरण के लिए, मान लीजिए A एक ऐसा पूर्णांक है जिसका बाइनरी निरूपण यह है:
| इंडेक्स |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
| बिट |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
साथ ही, मान लीजिए M एक ऐसा पूर्णांक है जिसका बाइनरी निरूपण यह है:
| इंडेक्स |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
| बिट |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
दोनों 8-बिट पूर्णांक हैं।
इस स्थिति में, हम कह सकते हैं कि M A के बिट 0, 2 और 3 चुनता है, और बाकी को बाहर रखता है।
पहले बताए गए बिटवाइज़ निर्देश मास्क के साथ पूर्णांक को मैनिपुलेट करने में उपयोगी होते हैं।
उदाहरण के लिए:
-
A के जो बिट M ने नहीं चुने हैं, उन्हें क्लियर करने के लिए बिटवाइज़ AND लीजिए: A AND M।
-
M द्वारा चुने गए A के बिट को सेट करने के लिए बिटवाइज़ OR लीजिए: A OR M।
TEST निर्देश
test निर्देश दोनों ऑपरेंड के बीच बिटवाइज़ AND करता है और परिणाम के अनुसार फ्लैग सेट करता है।
अगर A पहला ऑपरेंड है और B दूसरा, तो:
| फ्लैग |
यह होने पर सेट होता है |
CF |
हमेशा क्लियर रहता है |
ZF |
A AND B == 0 |
SF |
A AND B का साइन बिट सेट है |
OF |
हमेशा क्लियर रहता है |
यह निर्देश दो ऑपरेंड लेता है और फ्लैग अपडेट करता है, लेकिन अपने ऑपरेंड को नहीं बदलता।
शिफ्ट ऑपरेशन
ये निर्देश डेस्टिनेशन ऑपरेंड के बिट को उतने स्थान तक खिसकाते हैं जितने दूसरा ऑपरेंड बताता है।
दूसरा ऑपरेंड एक स्थिर संख्या (एक immediate) या रजिस्टर cl होना चाहिए (rcx के सबसे निचले 8 बिट)।
| नाम |
विवरण |
shl/sal
|
बिट को बाएँ शिफ्ट करता है |
shr/sar
|
बिट को दाएँ शिफ्ट करता है |
ध्यान दीजिए कि दूसरे ऑपरेंड की गिनती को 5 बिट तक मास्क कर दिया जाता है, और 64-बिट डेस्टिनेशन ऑपरेंड के साथ 6 बिट तक।
इसके बाद का कोई भी बिट व्यावहारिक रूप से अनदेखा कर दिया जाता है।
इसका मतलब है कि अधिकतम शिफ्ट 31 है, और 64-बिट ऑपरेंड के साथ 63।
Shl / Sal
shl और sal दोनों बिल्कुल एक ही काम करते हैं, एक दूसरे का एलियस है।
जब भी बाएँ शिफ्ट किया जाता है, तो सीक्वेंस के अंत की ओर के उतने बिट, जितनी शिफ्ट की लंबाई है, पहले CF में ले जाए जाते हैं और फिर हटा दिए जाते हैं।
दूसरी ओर, शुरुआत में शिफ्ट की लंबाई के बराबर संख्या में नए क्लियर बिट जोड़ दिए जाते हैं।
चूँकि पूर्णांक का हर बिट 2 की एक घात दर्शाता है, n स्थान बाएँ शिफ्ट करने का असर पूर्णांक को 2ⁿ से गुणा करने जैसा होता है।
Shr / Sar
बिट को दाएँ खिसकाने के लिए दो निर्देश हैं: shr और sar।
जब भी इन दोनों में से कोई निर्देश इस्तेमाल होता है, तो सीक्वेंस के शुरू की ओर के उतने बिट, जितनी शिफ्ट की लंबाई है, पहले CF में ले जाए जाते हैं और फिर हटा दिए जाते हैं।
दूसरी ओर, अंत में शिफ्ट की लंबाई के बराबर संख्या में नए बिट जोड़ दिए जाते हैं।
इनके बीच का अंतर यह है कि shr बाएँ सिरे पर 0 बिट डालता है, जबकि sar तब 1 डालता है जब सबसे महत्वपूर्ण बिट सेट हो, और वरना 0 डालता है।
इसका मतलब है कि sar साइन्ड पूर्णांक की शिफ्ट में चिह्न बनाए रखता है।
चूँकि पूर्णांक का हर बिट 2 की एक घात दर्शाता है, shr का उपयोग करके n स्थान दाएँ शिफ्ट करने का असर 2ⁿ से अनसाइन्ड भाग देने जैसा होता है।
इसी तरह, sar का उपयोग करके n स्थान दाएँ शिफ्ट करने का असर 2ⁿ से साइन्ड भाग देने जैसा होता है।
रोटेशन ऑपरेशन
ये निर्देश डेस्टिनेशन ऑपरेंड के बिट को उतने स्थान तक घुमाते हैं जितने दूसरा ऑपरेंड बताता है।
दूसरा ऑपरेंड एक स्थिर संख्या (एक immediate) या रजिस्टर cl होना चाहिए (rcx के सबसे निचले 8 बिट)।
रोटेशन और शिफ्ट में अंतर यह है कि रोटेशन कोई बिट न तो हटाता है और न ही जोड़ता है।
जो बिट शिफ्ट में हटा दिए जाते, वे रोटेशन में इसके बजाय दूसरे सिरे पर पहुँचा दिए जाते हैं।
इस तरह सारे बिट बने रहते हैं, बस उनकी जगहें बदल जाती हैं।
| नाम |
विवरण |
rol |
बिट को बाएँ घुमाता है |
ror |
बिट को दाएँ घुमाता है |
ध्यान दीजिए कि दूसरे ऑपरेंड की गिनती को 5 बिट तक मास्क कर दिया जाता है, और 64-बिट डेस्टिनेशन ऑपरेंड के साथ 6 बिट तक।
इसके बाद का कोई भी बिट व्यावहारिक रूप से अनदेखा कर दिया जाता है।
इसका मतलब है कि अधिकतम रोटेशन 31 है, और 64-बिट ऑपरेंड के साथ 63।
अन्य बिट मैनिपुलेशन निर्देश
बिट मैनिपुलेशन के कुछ और उपयोगी निर्देश भी हैं:
| नाम |
विवरण |
popcnt |
सेट बिट की संख्या गिनता है |
bsr |
सबसे महत्वपूर्ण सेट बिट का इंडेक्स देता है। अगर कोई बिट सेट नहीं है, तो परिणाम अपरिभाषित होता है |
bsf |
सबसे कम महत्वपूर्ण सेट बिट का इंडेक्स देता है। अगर कोई बिट सेट नहीं है, तो परिणाम अपरिभाषित होता है |
ये सभी निर्देश दो 16-बिट, 32-बिट या 64-बिट ऑपरेंड के साथ काम करते हैं।
इन्हें 8-बिट ऑपरेंड के साथ इस्तेमाल नहीं किया जा सकता।
सीखने का अभ्यास
