[04.05/week04]TIL

오늘 한줄 요약

여긴 어디 나는 누구?

새로 배우게 된 것

• CSAPP 3.5 ~ 3.7

CSAPP 3.5 ~ 3.7

3.7 프로시저

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고려할 3가지 사항

1. 제어권 전달

   • 리턴 주소를 스택에 저장
   • P가 Q 함수 호출
   • PC 값이 Q의 시작 주소로 이동
   • Q 종료 후 스택에서 주소를 꺼내 P의 다음 명령어로 복귀

2. 데이터 전달 (Parameter Passing)

   • P가 값을 Q에 전달
   • Q가 값을 리턴하여 P에 전달

3. 메모리 할당 및 반납

   • Q 함수는 지역변수를 위해 메모리를 사용
   • 스택에 저장소 확보
   • 리턴 시 스택 포인터 복구로 자동 반납

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3.7.1 런타임 스택

• 스택 구조

  • x86-64에서 작은 주소 방향으로 성장
  • %rsp는 스택 최상단을 가리킴

• 스택 프레임

  • 함수의 지역변수, 레지스터 백업용 공간
  • 함수 리턴 시 자동으로 반납되는 블록

[리턴 주소]               // call 시 스택에 push
[지역 변수, 레지스터 백업] // %rsp 기준 음수 offset에 저장
[7번 이후 인자]           // 스택을 통해 전달

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3.7.2 제어의 이동

• 함수 호출의 핵심: call, ret
  • call: 리턴 주소를 스택에 push하고, Q 함수 시작 주소로 점프
  • ret: 리턴 주소를 pop하고, 그 위치로 점프

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3.7.3 데이터 전송

• 최대 6개의 정수형 인자 → 레지스터 사용

순서	레지스터
1	%rdi
2	%rsi
3	%rdx
4	%rcx
5	%r8
6	%r9

• 7번째 이후 인자: 스택에 8Byte 단위로 저장
• 리턴 값: 항상 %rax에 저장

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3.7.4 스택에서의 지역 저장 공간

• 왜 스택에 저장?
  1. 레지스터 부족
  2. 주소 연산자(&) 사용 시
  3. 배열, 구조체는 레지스터에 담기 어려움

int x = 5;
int *p = &x;

• 스택 프레임 구조 예시

높은 주소
+-----------------------+  ← %rsp + 16
|     arg2 (7번째~)     |
+-----------------------+  ← %rsp + 8
|     arg1 (6번째~)     |
+-----------------------+  ← %rsp
|  return address        |
+-----------------------+
낮은 주소

• 함수 호출 예제

long foo(long x, long y) {
    long a = x + y;
    return a;
}

movq $val1, %rdi
movq $val2, %rsi
call foo

foo:
    pushq %rbp
    movq %rsp, %rbp
    subq $16, %rsp       ; 지역변수 공간 확보
    ...
    movq %rbp, %rsp
    popq %rbp
    ret

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3.7.5 레지스터를 이용하는 지역 저장소

• 호출자 저장 (Caller-Saved)
  • %rax, %rcx, %rdx, %rsi, %rdi, %r8~%r11
  • 함수 호출 전 push, 호출 후 pop 필요

pushq %rax
call foo
popq %rax

• 피호출자 저장 (Callee-Saved)
  • %rbx, %rbp, %r12~%r15
  • 함수 진입 시 push, 리턴 전 pop

foo:
    pushq %rbx
    ...
    popq %rbx
    ret

• 예제

int foo(int x) {
    int y = x + 1;
    int z = bar(y);
    return z * 2;
}

foo:
    pushq %rbx
    movq %rdi, %rbx
    addq $1, %rbx
    movq %rbx, %rdi
    call bar
    imulq $2, %rax, %rax
    popq %rbx
    ret

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3.7.6 재귀 프로시저

• 재귀 함수 특징

  • 함수가 자기 자신을 호출
  • 호출될 때마다 독립적인 스택 프레임 생성

• 예제

long rfact(long n) {
    long result;
    if (n <= 1)
        result = 1;
    else
        result = n * rfact(n - 1);
    return result;
}

rfact:
    pushq %rbx
    movq %rdi, %rbx
    movl $1, %eax
    cmpq $1, %rdi
    jle  .Ldone
    leaq -1(%rdi), %rdi
    call rfact
    imulq %rbx, %rax
.Ldone:
    popq %rbx
    ret

공부하다가 아쉬웠던 점

하루종일 CSAPP만 봤는데 집중력 유지가 아무래도....힘들었다.