- 아래의 포스팅은 한국외국어대학교 컴퓨터공학부 Mohsen Ali Alawami 교수님의 [컴퓨터구조] 강의를 기반으로 작성했습니다.
- 또한, 상업적 의도는 전무하며, 단순 학습 용도의 교재 자료를 첨부함을 알립니다.
"Mov" instruction (Cont.)
mov Instruction Variants - 접미어에 따른 데이터 크기 지정
mov 명령어는 데이터 크기를 명확히 하기 위해 접미어(suffix)를 가질 수 있음
b: byte (1바이트, 8비트)
w: word (2바이트, 16비트)
l: long (4바이트, 32비트)
q: quadword (8바이트, 64비트)
즉, mov는 상황에 따라 movb, movw, movl, movq로 번역됨.
이는 operand size (피연산자의 크기) 에 따라 결정되며,
CPU가 메모리로부터 가져오거나 쓰는 데이터의 크기를 명시함.
movb $0x01, %al ; 1바이트 값을 AL 레지스터에 저장
movw $0x1234, %ax ; 2바이트 값을 AX 레지스터에 저장
movl $0x12345678, %eax ; 4바이트 값을 EAX 레지스터에 저장
movq $0x123456789ABCDEF0, %rax ; 8바이트 값을 RAX 레지스터에 저장핵심 개념 정리
| 접미어 | 명령어 형태 | 의미 | 데이터 크기 |
|---|---|---|---|
| b | movb | Move Byte | 8비트 (1 byte) |
| w | movw | Move Word | 16비트 (2 bytes) |
| l | movl | Move Long | 32비트 (4 bytes) |
| q | movq | Move Quadword | 64비트 (8 bytes) |
포인트
mov 명령어는 데이터 크기 명시가 중요하며, 이는 CPU의 레지스터 구조와 메모리 접근 방식과 직결됨.
데이터 버스의 폭(예: 64비트 시스템)과도 관련이 있음.
Arithmetic and logical operations in Assembly
Arithmetic and Logic instructions
아래 명령어들은 모두 2개의 피연산자(src, dst) 를 사용하며, 연산 결과는 항상 dst에 저장됨
명령어 형식
op src, dst ; dst ← dst op srcrc: 레지스터, 메모리, 즉시값 가능
dst: 레지스터 또는 메모리 (단, 둘 다 메모리는 불가)
핵심 개념 정리
| Instruction | Effect | Description |
|---|---|---|
add | D ← D + S | 더하기 |
sub | D ← D - S | 빼기 |
imul | D ← D × S | 곱하기 |
xor | D ← D ^ S | XOR (비트 반전) |
or | D ← D | S | OR (논리합) |
and | D ← D & S | AND (논리곱) |
예시 코드 해설
addq %rcx, (%rax) ; %rcx + 메모리[%rax] → 메모리[%rax]
subq %rdx, 8(%rax) ; 메모리[%rax+8] ← 메모리[%rax+8] - %rdx
xorq $16, 8(%rdx) ; 메모리[%rdx+8] ← 메모리[%rdx+8] ^ 16
andl $12, (%rcx) ; 메모리[%rcx] ← 메모리[%rcx] & 12Control Follow and loops
Intro: Control Flow Instructions
셈블리 명령어는 레지스터와 메모리 사이의 값 전송을 수행함
이 명령어들 자체도 메모리에 저장되어 실행됨
핵심 학습 내용
루프(while, for)나 흐름 제어(if-else 등)의 구현 방식 이해
조건 비교 결과는 조건 코드(Condition Codes) 로 저장됨
Unconditional Jump Instruction
jmp 0x404f8 ; Direct jump - 0x404f8 주소로 이동
jmp *%rax ; Indirect jump - %rax에 저장된 주소로 이동jmp [target]: 조건 없는 점프 수행
두 가지 형태 존재:
jmp Label: Direct Jump → 고정 주소로 이동
jmp *Operand: Indirect Jump → 레지스터/메모리에 저장된 주소로 이동
| 구분 | 설명 |
|---|---|
| Direct Jump | 코드에 하드코딩된 주소로 이동 (jmp 0x404f8) |
| Indirect Jump | 주소가 저장된 레지스터나 메모리로 이동 (jmp *%rax) |
Conditional Jump Instruction
(1) Conditional Jump 개요
설명
조건문 (if, else, while, for 등)은 조건에 따라 흐름이 달라지는 제어문
어셈블리에서는 조건부 점프 명령어로 구현
cmp 명령어로 두 값을 비교하고, 조건부 점프(je, jne, jg 등)를 통해 흐름 분기
(2) Conditional Jump 명령어 패턴
cmp S1, S2 ; S2 - S1 수행
j[조건] target예시
je target → equal (ZF = 1)
jne target → not equal (ZF = 0)
jg target → greater
jge target → greater or equal
jl target → less
jle target → less or equal
조건별 명령어 정리
| Instruction | 의미 | 조건 (Set Condition) |
|---|---|---|
je | equal (==) | ZF = 1 |
jne | not equal (!=) | ZF = 0 |
jg | greater (>) | ZF = 0 and SF = OF |
jge | greater or equal (>=) | ZF = 1 or SF = OF |
jl | less (<) | SF ≠ OF |
jle | less or equal (<=) | ZF = 1 or SF ≠ OF |
(3) Condition Code와 비교 로직
설명
cmp S1, S2는 S2 - S1 연산을 수행하고 결과는 CPU 내부 condition code register에 저장됨
condition code들은 jump 명령어의 판단 기준으로 활용됨
대표적인 flag 종류
ZF (Zero Flag): 연산 결과가 0
CF (Carry Flag): 자리 올림 발생 여부
SF (Sign Flag): 결과가 음수인지
OF (Overflow Flag): 부호가 뒤틀린 오버플로우 발생 여부
조건 플래그
| Flag | 의미 | 설명 |
|---|---|---|
ZF | Zero Flag | 연산 결과가 0일 때 1로 설정 |
CF | Carry Flag | 자리 올림(carry) 발생 시 1로 설정 |
SF | Sign Flag | 연산 결과가 음수일 경우 1로 설정 |
OF | Overflow Flag | 부호 있는 연산에서 오버플로우 발생 시 1로 설정 |
Common If-Else Construction
(1) 단순 조건 분기 if-else (arg > 3)
c코드
int test(int arg) {
int num;
if (arg > 3) {
num = 10;
} else {
num = 0;
}
num++;
return num;
}어셈블리어
cmp $0x3, %edi ; arg와 3 비교
jle <else> ; arg ≤ 3이면 else 블록으로 점프
mov $0xa, %eax ; num = 10
jmp <end>
<else>:
mov $0x0, %eax ; num = 0
<end>:
add $0x1, %eax ; num++
retq설명
%edi에 arg가 들어있고, %eax가 num을 저장하는 역할.
조건 분기 후 각각의 분기에서 값을 넣고, 마지막에 num++ 수행 후 반환.
(2) 조건 계산이 포함된 if-else (x < y, 절댓값 계산)
c코드
long absdiff(long x, long y) {
long result;
if (x < y) {
result = y - x;
} else {
result = x - y;
}
return result;
}어셈블리어
cmp %rsi, %rdi ; x와 y 비교
jge <else> ; x ≥ y -> else로 점프
mov %rsi, %rax ; rax = y
sub %rdi, %rax ; rax = y - x
retq
<else>:
mov %rdi, %rax ; rax = x
sub %rsi, %rax ; rax = x - y
retq설명
%rdi에 x, %rsi에 y 전달.
cmp와 jge 조합으로 if 조건 처리.
최종 계산 결과는 rax 레지스터에 저장되어 return됨.
Common While and For Loops Construction
(1) while 문
(2) for 문
sum_array:
mov $0x0, %eax ; i = 0
mov $0x0, %edx ; sum = 0
.loop:
cmp %esi, %eax ; if (i >= nelems) → %esi는 nelems
jge .end_loop ; 조건 만족 시 종료
movslq %eax, %rcx ; rcx = (long)i
add (%rdi,%rcx,4), %edx ; sum += arr[i] → %rdi는 arr 주소
add $0x1, %eax ; i++
jmp .loop ; 다시 루프 시작
.end_loop:
mov %edx, %eax ; return sum
ret흐름 설명
(1) 초기화
%eax ← i = 0
%edx ← sum = 0
(2) 루프 조건 검사
cmp %esi, %eax : nelems와 i를 비교 (즉, i - nelems)
jge : i >= nelems이면 .end_loop로 점프
(3) 본문 실행
movslq : i를 64비트로 확장하여 배열 인덱싱 가능하게 함
add : sum += arr[i], 즉 메모리에서 값 읽어와 %edx에 누적
add : i 증가 (i++)
(4) 루프 반복
jmp .loop : 조건 검사로 되돌아감
(5)종료 및 반환
mov %edx, %eax : 결과(sum)를 리턴값으로 이동
ret : 함수 종료
큰일난 것 같다...
