Différences entre les versions de « Les opérations bit à bit/Les subtilités du XOR »

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Dans cette partie, nous allons voir ce qu'il est possible de faire avec l'instruction XOR. Faire un XOR entre deux nombres permet de faire pas mal de choses : émuler certaines instructions, échanger deux variables, fabriquer des listes chainées et j'en passe. Les techniques suivantesque nous allons voir se basent sur les propriétés de l'opération XOR. Pour rappel, nous avons vu au premier chapitre que : <math>a \oplus 0 = a</math> et <math>a \oplus a = 0</math>. Ces deux propriétés sont assez importantes, surtout la dernière. La première méthode a été utilisée dans le chapitre sur les masques, aussi nous ne l'utiliserons pas plus.
 
==Émulation d'instructions==
 
L'instruction XOR permet parfois d'émuler certainesdes opérations plus complexes., Elle permet notamment d'émulerdont des transferts entre registres/variables ou des initialisations de registres. Son utilisation première est notamment la mise à 0 d'un registre ou d'une variable.
 
===Mise à zéro rapide===
 
Initialiser une variable à 0 est une opération extrêmement courante. En conséquence, il vaut mieux la rendre la plus rapide possible. S'Et il n'y a pas de méthode particulière pour cela dans les langages de haut-niveau, les compilateurs ont cependant quelques possibilités d'optimisation. Il y a en effetexiste plusieurs méthodes pour mettre un registre à 0 en assembleur, certaines n'étant compatibles qu'avec certains processeurs. Certains processeurs ont une instruction machinedédiée pour mettre à 0 un registre : c'est alors la solution idéale dans la (quasi-)totalité des cas. Sur les architecturesprocesseurs qui n'ayantont pas cette instruction, on peut utiliser une instruction MOV (ou équivalent). Onpour peutmettre l'utiliser en adressage immédiat : on place alors la constanteun 0 dans le registre. D'autres processeurs possèdent un registre spécial, qui conserve en permanence la valeur 0 et n'est pas accessible en écriture. Il suffit alors d'effectuer un MOV de ce registre vers le registre à initialiser. Mais il existe une dernière solution : faire un XOR entre le registre et lui-même. C'est notamment ce qui est fait sur les architectures x86. L'utilisation d'une opération XOR peut permettre d'utiliser moins de cycles d'horloge (exécution plus rapide) et/ou économiser de la mémoire (encodage plus court).
 
Pour comprendre pourquoi cette solution fonctionne, il faut rappeler que l'on obtient 0 lorsque l'on XOR un bit avec lui-même : <math>a \oplus a = 0</math>. Si cela vaut pour un bit, cela s'applique aussi quand on effectue un XOR bit à bit sur un nombre : chacun de ses bits sera donc XORé avec lui-même, ce qui fait qu'un nombre XOR lui-même donnera toujours zéro. Cette propriété est utilisé par les compilateurs pour mettre à zéro un registre. Sur les architectures x86, cette solution est légèrement meilleure que celle utilisant un MOV avec adressage immédiat. Cette dernière solution demande d'intégrer une constante en adressage immédiat, qui prend facilement 8 à 16 bits. Un nom de registre est beaucoup plus court, ce qui fait que la solution avec un XOR donne des instructions plus petites. Sur d'autres processeurs, qui ne supportent pas l'adressage immédiat, la constante est lue depuis la mémoire. En comparaison, un XOR entre deux registres ne va rien charger en RAM et est donc plus rapide.
 
L'utilisation d'une opération XOR peut utiliser moins de cycles d'horloge et/ou économiser de la mémoire (encodage plus court). Si c'est le cas, elle est utilisée par les compilateurs pour mettre à zéro un registre. C'est notamment ce qui est fait sur les architectures x86, sur lesquelles cette solution est légèrement meilleure que celle utilisant un MOV. Sur ces architectures, il faut utiliser MOV en adressage immédiat, c'est à dire que la constante à mettre dans le registre est stockée dans l'instruction elle-même. Et cette constante prend facilement 8 à 16 bits, ce qui fait qu' l'instruction MOV est assez longue avec ce mode d'adressage. En comparaison, le XOR entre deux registre est très court car il suffit de préciser l'opcode et deux noms de registre eux-mêmes très courts (quelques bits). Sur d'autres processeurs, qui ne supportent pas l'adressage immédiat, la constante est lue depuis la mémoire. En comparaison, un XOR entre deux registres ne va rien charger en RAM et est donc plus rapide.
 
===Émulation du MOV===
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