Shiften und Rotation
In der ARM64-Assemblerprogrammierung spielen Shift- und Rotationsoperationen sowie der Umgang mit dem Carry-Flag eine wichtige Rolle für die Manipulation von Bits in Registern. Hier ist eine detaillierte Übersicht:
Shiften (Bitverschiebung)
Logical Shift Left (LSL)
- Verschiebt die Bits eines Registers nach links.
- Mit jedem Shift-Schritt wird rechts eine `0` eingefügt.
- Kann verwendet werden, um Werte zu multiplizieren (z. B. mit Potenzen von 2).
Syntax: <syntaxhighlight lang="asm"> LSL Rd, Rn, #shift <\syntaxhighlight>
- `Rd`: Zielregister
- `Rn`: Quellregister
- `#shift`: Anzahl der Bitverschiebungen
Beispiel
<syntaxhighlight lang="asm"> LSL X0, X1, #3 // X0 = X1 << 3 <\syntaxhighlight> Dies verschiebt die Bits in `X1` um 3 Stellen nach links.
Logical Shift Right (LSR)
- Verschiebt die Bits eines Registers nach rechts.
- Mit jedem Shift-Schritt wird links eine `0` eingefügt.
- Kann verwendet werden, um Werte zu dividieren (z. B. durch Potenzen von 2).
Syntax: <syntaxhighlight lang="asm"> LSR Rd, Rn, #shift <\syntaxhighlight>
Beispiel
<syntaxhighlight lang="asm"> LSR X0, X1, #2 // X0 = X1 >> 2 <\syntaxhighlight> Dies verschiebt die Bits in `X1` um 2 Stellen nach rechts.
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Arithmetic Shift Right (ASR)
- Verschiebt die Bits eines Registers nach rechts, behält aber das Vorzeichen bei.
- Das höchstwertige Bit (Sign-Bit) wird aufgefüllt, um den Wert konsistent zu halten (z. B. bei negativen Zahlen im Zweierkomplement).
Syntax: <syntaxhighlight lang="asm"> ASR Rd, Rn, #shift <\syntaxhighlight>
Beispiel
<syntaxhighlight lang="asm"> ASR X0, X1, #2 // X0 = X1 arithmetisch >> 2 <\syntaxhighlight> Dies eignet sich für signierte Division durch Potenzen von 2.
Rotation
Rotate Right (ROR)
- Verschiebt die Bits eines Registers nach rechts und "dreht" die herausfallenden Bits zurück auf die linke Seite.
- Die Bitanzahl bleibt unverändert.
Syntax: <syntaxhighlight lang="asm"> ROR Rd, Rn, #shift <\syntaxhighlight>
Beispiel
<syntaxhighlight lang="asm"> ROR X0, X1, #4 // X0 = X1 rotierte 4 Bits nach rechts <\syntaxhighlight> Wenn `X1 = 0b1101_0001`, wird es zu `0b0001_1101`.
Carry-Flag und Rotation mit Carry
Der Carry-Flag wird bei Shifts oder Rotationen verwendet, wenn:
- Ein Bit aus dem Register "herausfällt".
- Dieses Bit in das Carry-Flag geschrieben wird.
Einsatz von Carry-Flag
- Wird vor allem für Mehrwort-Arithmetik (z. B. 128-Bit-Operationen mit zwei 64-Bit-Registern) oder für rotierende Operationen verwendet.
Zusammenfassung der Unterschiede
| Operation | Verhalten | Auffüllung links/rechts |
|---|---|---|
| LSL | Linksverschiebung, rechts `0` | Rechts `0` |
| LSR | Rechtsverschiebung, links `0` | Links `0` |
| ASR | Rechtsverschiebung mit Vorzeichenbit | Links Vorzeichenbit |
| ROR | Rotation nach rechts, wieder einfügen | - |
