레지스터 기초

전체 코드

%include "io64.inc"

section .text
global CMAIN
CMAIN:
    mov rbp, rsp ; for correct debugging (디버깅 편의성)

    ; 레지스터에 데이터 저장 (mov 예제)
    mov eax, 0x1234        ; 32비트 레지스터 eax에 값 저장
    mov rbx, 0x12345678    ; 64비트 레지스터 rbx에 값 저장
    mov cl, 0xff           ; 8비트 레지스터 cl에 값 저장 (최하위 1바이트만 사용)

    ; 부분 레지스터만 조작하는 예제
    mov al, 0x00           ; rax 하위 1바이트만 변경 (나머지는 그대로)
    
    ; 레지스터 간 데이터 복사
    mov rax, rdx           ; rdx 값을 rax에 복사

    xor rax, rax            ; rax 레지스터를 0으로 초기화
    ret

section .data
    num db 0x00             ; 데이터 섹션에 1바이트 변수 정의

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1️⃣ 레지스터란?

레지스터 정의

• CPU 내부에 존재하는 초고속 메모리
• 연산 과정에서 나오는 중간 결과값을 저장하는 임시 저장소.
• CPU가 바로 접근할 수 있어서 가장 빠른 메모리.
• 하드디스크, 메인 메모리보다 훨씬 빠르지만 용량이 매우 적다.

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메모리 계층별 비교

저장 위치	속도	크기
레지스터	가장 빠름	매우 작음
메인 메모리(RAM)	중간	크다
하드디스크	가장 느림	매우 큼

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2️⃣ 레지스터 종류와 크기

데이터 크기 단위 정리

데이터 단위	크기
bit	0 또는 1
byte	8 bits
word	2 bytes (16 bits)
dword (double-word)	4 bytes (32 bits)
qword (quad-word)	8 bytes (64 bits)

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범용 레지스터 (x86-64 기준)

레지스터 이름	크기	설명
RAX	64비트	가장 큰 단위
EAX	32비트	하위 32비트
AX	16비트	하위 16비트
AH	8비트	상위 8비트 (AX 내부)
AL	8비트	하위 8비트 (AX 내부)

📌 주의

• AL, AH 같은 부분 레지스터를 조작해도 전체 RAX에는 일부만 영향을 줌.
• 반대로 EAX에 값을 넣으면 상위 32비트는 자동으로 0으로 초기화됨.

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3️⃣ 레지스터 사용 이유

왜 필요한가?

• CPU가 연산할 때 중간 결과를 저장할 초고속 저장소가 필요.
• RAM까지 왔다갔다 하면 너무 느리니까, 아예 CPU 내부에 빠른 저장 공간을 둠.
• 레지스터는 연산용 "작업대" 같은 존재.

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5️⃣ 명령어 분석 (한 줄씩 설명)

1. %include "io64.inc"

• 외부 매크로 라이브러리 포함.
• PRINT_STRING 같은 입출력 명령어를 쉽게 쓸 수 있게 해줌.

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2. section .text

• 실행 코드가 저장되는 섹션 정의.
• CPU가 실제로 읽고 실행할 명령어들이 들어감.

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3. global CMAIN

• 프로그램 진입점(CMAIN)을 링커에게 알려줌.
• C의 main()과 같은 역할.

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4. mov rbp, rsp

• 현재 스택 프레임 주소를 저장.
• 디버깅할 때 유용.

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5. 레지스터 데이터 저장

mov eax, 0x1234

• eax에 16진수 1234 저장.
• 32비트만 사용, 상위 32비트는 0으로 초기화.

mov rbx, 0x12345678

• rbx에 64비트 값 저장.

mov cl, 0xff

• cl은 8비트 레지스터.
• 상위 레지스터 영향 없음 (rcx 전체는 안 바뀜).

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6. 부분 레지스터 조작

mov al, 0x00

• rax 하위 1바이트만 0으로 설정.
• 나머지 상위 비트는 유지.

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7. 레지스터 간 데이터 이동

mov rax, rdx

• rdx 값을 rax로 복사 (64비트 전체 복사).

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8. 레지스터 초기화

xor rax, rax

• rax를 0으로 초기화하는 가장 빠른 방법.

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9. 함수 종료

ret

• 호출자에게 복귀.
• 프로그램 종료.

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6️⃣ 디버그 실습 포인트

디버그 방법

작업	단축키
빌드 및 실행	F9
디버그 시작	F5
다음 명령 실행 (Step Over)	F10
함수 안으로 들어가기 (Step Into)	F11
레지스터 창 보기	Ctrl+R
메모리 창 보기	Ctrl+M

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디버그 시 주목할 점

• mov 실행 후 레지스터 값 변화 확인.
• al 조작 후 rax 전체 변화 확인.
• rax 전체 초기화 여부 확인.

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7️⃣ 레지스터 크기와 부분 레지스터 관계 요약

크기	이름
64비트	RAX
32비트	EAX (상위 32비트는 0으로 채움)
16비트	AX
8비트 상위	AH
8비트 하위	AL

• mov eax, 0x1234하면

  • eax = 0x00001234
  • rax = 0x0000000000001234 (상위 32비트 0 자동 설정)

• mov al, 0x00하면

  • al만 0이 되고, 나머지는 유지.
  • 결과: rax = 0x0000000000001200

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8️⃣ mov 명령어 패턴 정리

패턴	설명
mov reg, 상수	상수를 레지스터에 저장
mov reg1, reg2	reg2 값 reg1에 복사
mov [메모리], 레지스터	레지스터 값 메모리에 저장
mov 레지스터, [메모리]	메모리 값 레지스터로 읽기

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