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:

 
LSL Rd, Rn, #shift

• `Rd`: Zielregister
• `Rn`: Quellregister
• `#shift`: Anzahl der Bitverschiebungen

Beispiel

 
LSL X0, X1, #3  // X0 = X1 << 3

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:

LSR Rd, Rn, #shift

Beispiel

LSR X0, X1, #2  // X0 = X1 >> 2

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:

ASR Rd, Rn, #shift

Beispiel

ASR X0, X1, #2  // X0 = X1 arithmetisch >> 2

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:

ROR Rd, Rn, #shift

Beispiel

ROR X0, X1, #4  // X0 = X1 rotierte 4 Bits nach rechts

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:

1. Ein Bit aus dem Register "herausfällt".
2. 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	-