Programação em Baixo Nível - print_rax.asm

[Nitczi]

Olá pessoal, boa noite!

 

Estou abrindo esse tópico pois preciso de ajuda para um entendimento em um código em assembly que aparece no livro "Programação em Baixo Nível - Igor Zhirkov" na página 52 ele mostra um código que tem o objetivo de mostrar o valor do registrador RAX, segue abaixo:

section .data
codes:
        db "0123456789ABCDEF"

section .text
global _start
_start:
        mov rax, 0x1122334455667788

        mov rdi, 1
        mov rdx, 1
        mov rcx, 64
          
        ; Cada 4 bits devem ser exibidos como um dígito hexadecimal
        ; Use o deslocamento (shift) e a operação bit a bit AND para isolá-los
        ; o resultado é o offset no array 'codes'

.loop:
        push rax
        sub rcx, 4
        ; cl é um registrador, a parte menor de rcx
        ; rax -- eax -- ax -- ah + al
        ; rcx -- ecx -- cx -- ch + cl
        sar rax, cl
        and rax, 0xf

        lea rsi, [codes + rax]
        mov rax, 1

        push rcx
        syscall
        pop rcx

        pop rax

        test rcx, rcx
        jnz .loop

        mov rax, 60
        xor rdi, rdi
        syscall

 

O que eu não estou conseguindo compreender é:

• Na linha onde está "sar rax,cl" vi que isso é uma operação de bit shifting para a direita, pesquisei em alguns sites para ver como ficaria essa operação e o resultado é sempre 5, mas rodando o programa o resultado é 1, por que?
• Não entendi o propósito do programa em si, quem souber explicar fico muito grato.

Tentei procurar na internet e utilizar o ChatGPT mas ainda não consegui entender na totalidade a ponto de saber explicar para alguém, quem puder me ajudar agradeço muito.

 

[Fernando Mercês]

Legais as perguntas! 🙂

Em 17/10/2023 em 21:39, Nitczi disse:

Na linha onde está "sar rax,cl" vi que isso é uma operação de bit shifting para a direita, pesquisei em alguns sites para ver como ficaria essa operação e o resultado é sempre 5, mas rodando o programa o resultado é 1, por que?

O nome é deslocamento aritimético para a direita. Tem o deslocamento lógico também, que é feito pela instrução SHL. 😉

O que essa instrução faz é, tomando o número em binário, "empurrar" todos os bits para a direita e aí o bit que "sobra" à esquerda é preenchido com zero ou um (caso ele já seja 1). Por exemplo:

0011 SAR 1 = 0001
1100 SAR 1 = 1110

O código faz 0x1122334455667788 SAR 0x3c (60) na primeira iteração do loop. Para entender, você teria que converter 0x1122334455667788 para binário e fazer a operação de deslocamento aritimético para a direita sessenta vezes, entende? Então vamos lá:

0x1122334455667788 em binário é: 0001 0001 0010 0010 0011 0011 0100 0100 0101 0101 0110 0110 0111 0111 1000 1000 (observe a parte em negrito, que será deslocada para a direita).

Deslocando somente uma vez para a direita, teremos:

0000 1000 1001 0001 0001 1001 1010 0010 0010 1010 1011 0011 0011 1011 1100 0100

O zero foi colocado à esquerda porque o bit original era zero.

Agora você teria que fazer o processo mais 59 vezes para chegar no resultado 1. 🙂

Fiz um programa em Python aqui para simular, trabalhando com o número como se fosse uma string. Espero que não confunda mais. 🤣

rax = '0001000100100010001100110100010001010101011001100111011110001000'

print(f'rax = {rax}')

for i in range(1, 61):
    if rax[0] == '0':
        rax = '0' + rax[:-1]
    else:
        rax = '1' + rax[:-1]

    print(f'rax SAR {i:02d} = {rax}')

A saída é:

rax = 0001000100100010001100110100010001010101011001100111011110001000
rax SAR 01 = 0000100010010001000110011010001000101010101100110011101111000100
rax SAR 02 = 0000010001001000100011001101000100010101010110011001110111100010
rax SAR 03 = 0000001000100100010001100110100010001010101011001100111011110001
rax SAR 04 = 0000000100010010001000110011010001000101010101100110011101111000
rax SAR 05 = 0000000010001001000100011001101000100010101010110011001110111100
rax SAR 06 = 0000000001000100100010001100110100010001010101011001100111011110
rax SAR 07 = 0000000000100010010001000110011010001000101010101100110011101111
rax SAR 08 = 0000000000010001001000100011001101000100010101010110011001110111
rax SAR 09 = 0000000000001000100100010001100110100010001010101011001100111011
rax SAR 10 = 0000000000000100010010001000110011010001000101010101100110011101
rax SAR 11 = 0000000000000010001001000100011001101000100010101010110011001110
rax SAR 12 = 0000000000000001000100100010001100110100010001010101011001100111
rax SAR 13 = 0000000000000000100010010001000110011010001000101010101100110011
rax SAR 14 = 0000000000000000010001001000100011001101000100010101010110011001
rax SAR 15 = 0000000000000000001000100100010001100110100010001010101011001100
rax SAR 16 = 0000000000000000000100010010001000110011010001000101010101100110
rax SAR 17 = 0000000000000000000010001001000100011001101000100010101010110011
rax SAR 18 = 0000000000000000000001000100100010001100110100010001010101011001
rax SAR 19 = 0000000000000000000000100010010001000110011010001000101010101100
rax SAR 20 = 0000000000000000000000010001001000100011001101000100010101010110
rax SAR 21 = 0000000000000000000000001000100100010001100110100010001010101011
rax SAR 22 = 0000000000000000000000000100010010001000110011010001000101010101
rax SAR 23 = 0000000000000000000000000010001001000100011001101000100010101010
rax SAR 24 = 0000000000000000000000000001000100100010001100110100010001010101
rax SAR 25 = 0000000000000000000000000000100010010001000110011010001000101010
rax SAR 26 = 0000000000000000000000000000010001001000100011001101000100010101
rax SAR 27 = 0000000000000000000000000000001000100100010001100110100010001010
rax SAR 28 = 0000000000000000000000000000000100010010001000110011010001000101
rax SAR 29 = 0000000000000000000000000000000010001001000100011001101000100010
rax SAR 30 = 0000000000000000000000000000000001000100100010001100110100010001
rax SAR 31 = 0000000000000000000000000000000000100010010001000110011010001000
rax SAR 32 = 0000000000000000000000000000000000010001001000100011001101000100
rax SAR 33 = 0000000000000000000000000000000000001000100100010001100110100010
rax SAR 34 = 0000000000000000000000000000000000000100010010001000110011010001
rax SAR 35 = 0000000000000000000000000000000000000010001001000100011001101000
rax SAR 36 = 0000000000000000000000000000000000000001000100100010001100110100
rax SAR 37 = 0000000000000000000000000000000000000000100010010001000110011010
rax SAR 38 = 0000000000000000000000000000000000000000010001001000100011001101
rax SAR 39 = 0000000000000000000000000000000000000000001000100100010001100110
rax SAR 40 = 0000000000000000000000000000000000000000000100010010001000110011
rax SAR 41 = 0000000000000000000000000000000000000000000010001001000100011001
rax SAR 42 = 0000000000000000000000000000000000000000000001000100100010001100
rax SAR 43 = 0000000000000000000000000000000000000000000000100010010001000110
rax SAR 44 = 0000000000000000000000000000000000000000000000010001001000100011
rax SAR 45 = 0000000000000000000000000000000000000000000000001000100100010001
rax SAR 46 = 0000000000000000000000000000000000000000000000000100010010001000
rax SAR 47 = 0000000000000000000000000000000000000000000000000010001001000100
rax SAR 48 = 0000000000000000000000000000000000000000000000000001000100100010
rax SAR 49 = 0000000000000000000000000000000000000000000000000000100010010001
rax SAR 50 = 0000000000000000000000000000000000000000000000000000010001001000
rax SAR 51 = 0000000000000000000000000000000000000000000000000000001000100100
rax SAR 52 = 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000100010010
rax SAR 53 = 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000010001001
rax SAR 54 = 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000001000100
rax SAR 55 = 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100010
rax SAR 56 = 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010001
rax SAR 57 = 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001000
rax SAR 58 = 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100
rax SAR 59 = 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010
rax SAR 60 = 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001

Com isso você prova que 0x1122334455667788 SAR 60 é igual a 1. Mas na próxima iteração do loop, RAX sofrerá uma operação SAR com 56, que já não é 1, e por aí vai... Ou seja, não é que é sempre 1. 😉

O objetivo deste programa é você imprimir na tela cada dígito hexa do registrador RAX, não importa o que você coloque lá. Testa com 0xf0f0caf0f0ca2023 por exemplo. 😉

Abraço!