개발하는데 다 이유가 있겠지

3.4 정보 접근하기

• x86_64 CPU는 64비트 값을 저장할 수 있는 16개의 범용 레지스터를 보유
  • 레지스터는 정수 데이터와 포인터를 저장

3.4.1 오퍼랜드 식별자

• 인스트럭션은 하나 이상의 오퍼랜드를 가짐
• 연산을 수행할 소스값과 그 결과를 저장할 목적지의 위치를 명시
• 결과값은 레지스터나 메모리에 저장

타입(Type)

1. 상수(immediate) -> ‘$’ 기호 다음에 C 표준서식을 사용하는 정수
2. 레지스터(register) -> 레지스터의 내용
3. 메모리 참조 -> 유효 주소(effective address)에 의해 메모리 위치에 접근

일반적인 형태

Imm + R[rb] + R[ri]*s
Imm : 상수 오프셋
rb : 베이스 레지스터 (64비트)
ri : 인덱스 레지스터 (64비트)
s : 배율 (1, 2, 4 ,8) 값을 가짐

 

연습문제 3.1

Operand	Value	Comment
%rax	0x100	%rax 레지스터의 값
0x104	0xAB	메모리 주소 0x104에 저장된 값
$0x108	0x108	상수 값
(%rax)	0xFF	%rax(0x100) 주소에 저장된 값
4(%rax)	0xAB	%rax(0x100) 주소에 4를 더한 0x104 주소의 값
9(%rax,%rdx)	0x11	%rax와 %rdx를 더하고 9를 더한 주소(0x10C)의 값
260(%rcx,%rdx)	0x13	%rcx와 %rdx를 더하고 260을 더한 주소(0x108)의 값
0xFC(,%rcx,4)	0xFF	%rcx를 4배 하고 0xFC를 더한 주소(0x100)의 값
(%rax,%rdx,4)	0x11	%rax와 %rdx의 4배 값을 더한 주소(0x10C)의 값

3.4.2 데이터 이동 인스트럭션

데이터를 한 위치에서 다른 위치로 복사하는 명령

인스트럭션(2가지)

1. 소스 값을 레지스터에 적재하는 인스트럭션
2. 레지스터의 값을 목적지에 쓰기 위한 인스트럭션

MOV 클래스

• movb(1 바이트), movw(2 바이트), movl(4 바이트), movq(8 바이트)
• 서로 다른 크기의 데이터에 대한 계산

MOVZ(Zero-Extend) 클래스

• 목적지의 남은 바이트들을 모두 0으로 채움(Unsigned 표현에 사용)
• movz 명령어는 unsigned 데이터를 이동시킬 때 사용됨
• 이 명령어는 이동하는 데이터를 0으로 확장시킴(부호 비트는 영향을 받지 않음)

MOVS(Sign-Extend) 클래스

• 소스 오퍼랜드의 가장 중요한 비트를 반복해서 복사하는 부호 확장으로 채움
• movs 명령어는 signed 데이터를 이동시킬 때 사용됨
• 이 명령어는 이동하는 데이터를 부호 비트에 따라 확장시킴
• 음수일 경우에는 1로, 양수일 경우에는 0으로 확장됨

소스 오퍼랜드

상수, 레지스터 저장 값, 메모리 저장 값

목적 오퍼랜드

레지스터 또는 메모리 주소의 위치를 지정

특징

• 레지스터의 크기는 인스트럭션의 마지막 문자(‘b’,’w’,’l’,’q’)가 나타내는 크기와 일치해야 함

• 예외사항으로 movl이 레지스터를 목적지로 하는 경우
  • 레지스터의 상위 4바이트도 0으로 설정
• 소스 오퍼랜드가 먼저 나오고 목적 오퍼랜드가 나옴

참고

• 보수 : 컴퓨터에서 음수를 표현하는 방법
  • 1의 보수(Ones' complement):
    • 1의 보수는 음수를 표현하기 위해 원래 숫자의 모든 비트를 반전시키는 방법입니다. 즉, 0은 1로, 1은 0으로 바꿉니다. 예를 들어, 4비트 숫자에서 3(0011)의 1의 보수는 -3(1100)입니다. 이 방법은 산술 연산에서 오버플로우가 발생하는 것을 방지하지 못하는 단점이 있습니다.
  • 2의 보수(Two's complement):
    • 2의 보수는 1의 보수에 1을 더하는 방법입니다. 예를 들어, 4비트 숫자에서 3(0011)의 2의 보수는 -3(1101)입니다. 이 방법은 1의 보수의 단점을 보완하고, 0을 포함한 모든 정수를 고유하게 나타낼 수 있습니다. 또한 덧셈 및 뺄셈을 하나의 연산으로 수행할 수 있습니다.

연습문제 3.2

레지스터	크기	설명
%eax	32비트	확장 누산기 레지스터 (Extended Accumulator). 일반적으로 정수 연산에 사용되며, 함수의 반환값을 저장하는 데 사용. x86-64 아키텍처에서도 널리 사용
%rsp	64비트	스택 포인터 레지스터 (Stack Pointer). 현재 스택의 최상단을 가리키며, 함수 호출과 반환, 로컬 변수 할당 등에 사용
%rdx	64비트	데이터 레지스터 (Data Register). 정수 연산, 특히 나눗셈 연산에서 나머지를 저장하거나 시스템 호출에서 추가 인자 전달에 사용
%dx	16비트	%rdx 레지스터의 하위 16비트. 특정 상황에서 16비트 연산에 사용되며, 호환성을 위해 남아있음
%bl	8비트	베이스 레지스터 (Base Register) %rbx의 하위 8비트. 주로 데이터 처리와 논리 연산에 사용
%rbx	64비트	베이스 레지스터. 데이터 저장 및 연산에 사용되며, 메모리 주소 지정에 자주 사용
%rax	64비트	누산기 레지스터 (Accumulator). 일반적인 계산, 특히 64비트 연산에 사용되며, 시스템 호출의 반환값 처리에도 사용
%dl	8비트	1데이터 레지스터 %rdx의 하위 8비트. 주로 8비트 데이터 처리와 논리 연산에 사용

 

연습문제 3.3

movb $0xF, (%ebx)
# %ebx는 32비트 레지스터이고, x86-64 아키텍처에서는 사용되지 않음. 즉, %rbx와 같은 64비트 레지스터를 사용해야 함

movl %rax, (%rsp)
# %rax는 64비트 레지스터. 그러나 movl 명령어는 32비트 데이터를 이동시키는 데 사용. 따라서, 64비트 레지스터와 32비트 명령어 사이에 크기 불일치가 있음

movw (%rax),4(%rsp)
# 어셈블리어에서는 한 명령어 안에서 소스와 대상이 모두 메모리 참조일 수 없음. 이 명령어는 메모리에서 메모리로 데이터를 직접 이동시키려고 하므로, 문법에 맞지 않음

movb %al,%sl
# %sl이라는 레지스터는 존재하지 않음. sil 같은 x86-64 아키텍처의 올바른 8비트 레지스터 이름을 사용해야 함

movq %rax,$0x123
# movq 명령어는 대상이 레지스터나 메모리 주소여야 함. $0x123 같은 상수 값(immediate value)은 소스로만 사용될 수 있고, 대상으로는 사용될 수 없음

movl %eax,%rdx
# 여기서 %eax는 32비트 레지스터이고, %dx는 16비트 레지스터. 두 레지스터의 크기가 다르므로, 이 명령어는 크기 불일치 오류 발생

movb %si, 8(%rbp)
# %si는 16비트 레지스터. movb는 8비트 데이터를 이동시키는 명령어이므로, %si와 같은 16비트 레지스터는 사용할 수 없고 %sil 또는 다른 8비트 레지스터를 사용해야 함

 

연습문제 3.4

src_t	dest_t	Instruction	Comments
long	long	movq (%rdi), %rax	8바이트를 읽어서 %rax에 저장
		movq %rax, (%rsi)	%rax에 저장된 8바이트를 (%rsi)에 저장
char	int	movsbl (%rdi), %eax	부호 있는 char를 int로 변환
		movl %eax, (%rsi)	변환된 4바이트 int 값을 (%rsi)에 저장
char	unsigned	movsbl (%rdi), %eax	부호 있는 char를 int로 변환
		movl %eax, (%rsi)	변환된 4바이트 값을 (%rsi)에 저장
unsigned char	long	movzbl (%rdi), %eax	부호 없는 char를 0으로 확장하여 long으로 변환
		movq %rax, (%rsi)	변환된 8바이트 값을 (%rsi)에 저장
int	char	movl (%rdi), %eax	4바이트 int 값을 읽어 %eax에 저장
		movb %al, (%rsi)	%eax의 하위 1바이트인 %al을 (%rsi)에 저장
unsigned	unsigned char	movl (%rdi), %eax	4바이트 값을 읽어 %eax에 저장
		movb %al, (%rsi)	%eax의 하위 1바이트인 %al을 (%rsi)에 저장
char	short	movsbw (%rdi), %ax	부호 있는 char를 short로 변환
		movw %ax, (%rsi)	변환된 2바이트 값을 (%rsi)에 저장

 

[출처]
https://rninche01.tistory.com/entry/%EB%A6%AC%EB%B2%84%EC%8B%B1-%EC%96%B4%EC%85%88%EB%B8%94%EB%A6%AC%EC%96%B4