비밀

비트 조작

정수의 각 비트는 이진 값을 저장하는 데 사용할 수 있어요. 참 또는 거짓, 포함 또는 제외, 켜짐 또는 꺼짐처럼 많은 상황이 이진 정보를 다루기 때문에, N비트 정수의 이진 표현은 N개 항목의 이진 상태를 간결하게 인코딩하는 방법을 제공해요. 덕분에 어셈블리에서는 비트와 바이트를 다루는 능력이 필수적이에요. x86-64 명령어 집합은 매우 다양한 비트 조작 명령어를 제공해요.

단일 비트 조작

이 명령어들은 피연산자의 단일 비트를 다뤄요.

모두 두 개의 피연산자를 받는데, 두 번째 피연산자는 첫 번째 피연산자에서 조작할 비트의 인덱스를 나타내요. 그리고 모두 선택한 비트를 **캐리 플래그(CF)**로 복사해요.

비트 연산

비트 연산은 피연산자의 모든 비트에 대해 수행해요.

수행하는 비트 연산과 이름이 같은 명령어가 각각 있어요:

대부분 두 개의 피연산자를 받아 두 피연산자에 비트 연산을 수행하고, 그 결과를 대상 피연산자에 저장해요. 예외는 not인데, 이는 대상 피연산자 하나만 받아요.

마스크

1과 0을 각각 포함과 제외로 해석할 때, 그 정수를 비트마스크(또는 간단히 마스크)라고 해요.

비트마스크는 항목을 "가려내는데", i번째 비트의 0은 i번째 항목을 제외하고 1은 포함하기 때문이에요. 또한 정수의 특정 비트는 포함하고 나머지는 제외하기 위해 비트마스크를 흔히 사용해요.

예를 들어, 이진 표현이 다음과 같은 정수를 A라고 해봐요:

또한 이진 표현이 다음과 같은 정수를 M이라고 해봐요:

둘 다 8비트 정수예요. 이 경우, M은 A의 0, 2, 3번째 비트를 선택하고 나머지는 제외한다고 말할 수 있어요.

앞서 살펴본 비트 연산 명령어들은 마스크를 사용해 정수를 조작할 때 유용해요. 예를 들어:

• M이 선택하지 않은 A의 비트를 해제하려면, 비트 AND 연산을 해요: A AND M.
• M이 선택한 A의 비트를 설정하려면, 비트 OR 연산을 해요: A OR M.

TEST 명령어

test 명령어는 두 피연산자 사이에 비트 AND 연산을 수행하고, 그 결과에 따라 플래그를 설정해요.

A가 첫 번째 피연산자이고 B가 두 번째 피연산자라면:

이 명령어는 두 개의 피연산자를 받아 플래그를 갱신하지만, 피연산자를 수정하지는 않아요.

시프트 연산

이 명령어들은 두 번째 피연산자로 지정한 위치 수만큼 대상 피연산자의 비트를 이동해요. 두 번째 피연산자는 상수(즉, immediate)이거나 cl 레지스터(rcx의 가장 낮은 8비트)여야 해요.

두 번째 피연산자의 이동 횟수는 5비트로 마스킹되는데, 64비트 대상 피연산자일 때는 6비트로 마스킹된다는 점에 유의해요. 그 이후의 비트는 사실상 무시돼요. 즉, 최대 시프트 횟수는 31이고, 64비트 피연산자일 때는 63이에요.

Shl / Sal

shl과 sal은 완전히 같은 연산을 수행하며, 하나는 다른 하나의 별칭이에요.

왼쪽 시프트가 일어날 때마다, 수열의 끝에서 시프트 길이만큼 넘어가는 비트들은 먼저 CF로 이동한 뒤 버려져요. 반대로, 시프트 길이와 같은 수의 새로운 0 비트가 수열의 앞쪽에 추가돼요.

정수의 각 비트는 2의 거듭제곱을 나타내므로, n 자리만큼 왼쪽으로 시프트하면 정수에 2ⁿ을 곱하는 효과가 있어요.

Shr / Sar

비트를 오른쪽으로 이동하는 명령어는 shr과 sar 두 가지가 있어요.

두 명령어 중 어느 것을 사용하든, 수열의 시작 쪽에서 시프트 길이만큼 넘어가는 비트들은 먼저 CF로 이동한 뒤 버려져요. 반대로, 시프트 길이와 같은 수의 새로운 비트가 끝에 추가돼요.

두 명령어의 차이는, shr은 왼쪽 끝에 0 비트를 채우고, sar은 최상위 비트가 설정되어 있으면 1을, 그렇지 않으면 0을 채운다는 점이에요. 즉, sar은 부호 있는 정수를 시프트할 때 부호를 보존해요.

정수의 각 비트는 2의 거듭제곱을 나타내므로, shr로 n 자리만큼 오른쪽으로 시프트하면 2ⁿ으로 부호 없는 나눗셈을 하는 효과가 있어요.

마찬가지로, sar로 n 자리만큼 오른쪽으로 시프트하면 2ⁿ으로 부호 있는 나눗셈을 하는 효과가 있어요.

회전 연산

이 명령어들은 두 번째 피연산자로 지정한 위치 수만큼 대상 피연산자의 비트를 이동해요. 두 번째 피연산자는 상수(즉, immediate)이거나 cl 레지스터(rcx의 가장 낮은 8비트)여야 해요.

회전과 시프트의 차이는, 회전은 비트를 버리거나 추가하지 않는다는 점이에요. 시프트라면 버려졌을 비트들이 대신 반대쪽 끝으로 이동해요. 따라서 모든 비트가 남아 있고, 모두 자리를 바꿔요.

두 번째 피연산자의 이동 횟수는 5비트로 마스킹되는데, 64비트 대상 피연산자일 때는 6비트로 마스킹된다는 점에 유의해요. 그 이후의 비트는 사실상 무시돼요. 즉, 최대 회전 횟수는 31이고, 64비트 피연산자일 때는 63이에요.

기타 비트 조작 명령어

그 밖에도 유용한 비트 조작 명령어가 있어요:

이 명령어들은 모두 두 개의 16비트, 32비트 또는 64비트 피연산자와 함께 동작해요. 8비트 피연산자와는 함께 사용할 수 없어요.