Pythonでの算術シフトの実装

Question

Pythonでの算術シフトの記述方法を教えていただきたいです。
逆アセンブル、逆コンパイルしたバイナリファイルをpythonで記述し直す際に、SAR命令をどのように実装すればよいのか分かりません。
例えば、mov eax,0x83; sar al,0x4といったアセンブリ命令があったときに、pythonでbin(0x83 >> 0x4)とすると、0b1000となってしまい、0b11111000という求めるべき結果になりません。
bin(0x83)を使いstrにして、7ビット目が0か1か判定するという方法も試しましたが、sarが出てきた際に毎回この記述をするのも面倒だと思ったので、何か方法があれば教えていただきたいです。

Comments

[toast-uz]

興味深い問題なので、アプローチは考えましたが今実装の時間なく、夜に回答します。

[holmirr707]

よろしくお願いします

Answer 1

こういう、Pythonの組み込みクラス（この場合はint）に似ているけどちょっと違うような演算を作るのは、クラスを継承するに限ります。

よって、intを継承したGPR8（汎用8ビットレジスタ）クラスを作ってみました。
とりあえず、右シフト操作を中心に実装してみました。同様にいろいろな演算を定義するとともに、「キャリーフラグ」を実装したり、上位8ビットと下位8ビットを組み合わせた16ビット演算を定義してみたり、いろいろ作り上げてみてください。きっと"楽しい"です。

class GPR8(int):   # 汎用8ビットレジスタ
	bit = 8
	@classmethod
	def _mod(cls, num):  # 整数を0〜2^bitに丸める
		return int(num) % (2**cls.bit)
	
	def __new__(cls, num, *args, **kw):
		num = cls._mod(num)
		return super().__new__(cls, num, *args, **kw)

	def __repr__(self):   # print等の演算をオーバーロード
		return f'{self:08b}'	

	@property
	def msb(self):   # 最上位ビット
		return int(self) // 2**(self.bit-1)

	def _rshift1(self):   # 右1bitシフト、最上位は残す
		msb = self.msb
		result = int(self) >> 1
		result += 2**(self.bit-1) if msb == 1 else 0
		return GPR8(result)

	def __rshift__(self, shift):  # 右シフト演算をオーバーロード
		result = self
		for _ in range(shift):
			result = result._rshift1()
		return result

al = GPR8(1)
al = GPR8(1)
print(al)
#00000001
al = GPR8(-1)
print(al)
#11111111
al = GPR8(100)
print(al)
#01100100
print(al >> 2)
#00011001
al = GPR8(0x83)
print(al)
#10000011
print(al >> 4)
#11111000
print(al)   # alそのものは変更されていない（Pythonの演算子と同じ考え）
#10000011
al >>= 4    # alそのものを変更するシフト演算子も記述可能
print(al)
#11111000

Comments

[holmirr707]

ご丁寧にありがとうございます。
クラスの継承は思いつきませんでした。面白そうなので、いろいろ試してみようと思います。

Answer 2

最上位ビットをチェックする必要がありますが、１バイト数値の場合は、0x80 でandすればその判定ができます

Comments

[holmirr707]

文字列にして面倒な操作をしていたのが、and演算でとても簡単になりました。
判定後もor演算で　result = (num >> 4) | 0b11110000　このようにsarを実装する方法も思いつきました。ありがとうございました。

Answer 3

((~((num & 0x80)-1)|num)>>4) & 0xff

いったん符号付の整数にしてからシフトして8bit分取り出してみました。