## 🚀 임베디드 시스템 부트 코드 완전 정복! (feat. ARM 어셈블리 명령어)

안녕하세요, 여러분! 오늘은 임베디드 시스템의 심장, 부트 코드를 탐험하는 시간을 가져볼 거예요. 💻 마치 미지의 세계를 탐험하는 탐험가처럼, 부트 코드를 이루는 ARM 어셈블리 명령어들을 하나하나 파헤쳐 보겠습니다. 준비되셨나요? 🧐

🛠️ 부트 코드란 무엇일까요?

부트 코드(Boot Code)는 컴퓨터나 임베디드 시스템이 처음 시작될 때 실행되는 코드 조각이에요. 마치 건물의 기초 공사와 같아서, 시스템이 정상적으로 작동하기 위한 준비 작업을 담당하죠. 🧱 부트 코드는 하드웨어를 초기화하고, 운영체제를 로드하거나 사용자 애플리케이션을 실행하는 등 중요한 역할을 해요.

🧩 ARM 어셈블리 명령어 살펴보기

부트 코드는 주로 어셈블리 언어로 작성되는데, 오늘은 그중에서도 ARM 아키텍처에서 자주 사용되는 몇 가지 명령어들을 함께 살펴볼 거예요. 마치 레고 블록처럼, 이 명령어들을 조합하여 부트 코드를 만들 수 있답니다! 🧱

1️⃣ 데이터 로딩과 저장 💾

• ldr r1, [r0] (Load Register): r0 레지스터가 가리키는 메모리 주소에서 값을 읽어 r1 레지스터에 저장해요. 마치 책장에서 책을 꺼내어 읽는 것과 같아요! 📚
• str r1, [r0] (Store Register): r1 레지스터의 값을 r0 레지스터가 가리키는 메모리 주소에 저장해요. 마치 읽은 책을 다시 책장에 꽂아두는 것과 같죠! 📚
• r0, r1: ARM 코어의 저장 공간! 데이터를 저장하고 연산에 사용되는 레지스터들이에요. 마치 컴퓨터의 작업대와 같죠! 🧰

2️⃣ 스택 조작 🗄️

• sub sp, sp, #4: 스택 포인터(sp)를 감소시켜 스택에 4바이트 공간을 할당해요. 마치 서랍을 한 칸 확장하는 것과 같아요! 🗄️
• stmf sp!, {r0-r3, lr} (Store Multiple Full descending): 여러 레지스터 값들을 스택에 저장하고, 스택 포인터를 그만큼 감소시켜요. 중요한 물건들을 서랍에 차곡차곡 넣어두는 것과 같아요! 🗄️
• ldmf sp!, {r0-r3, pc} (Load Multiple Full ascending): 스택에서 여러 레지스터 값들을 로드하고, 스택 포인터를 그만큼 증가시켜요. 서랍에 넣어둔 물건들을 꺼내는 것과 같죠! 🗄️

3️⃣ 레지스터와 상태 레지스터 조작 ⚙️

• mrs r0, cpsr (Move from Status Register): 현재 프로그램 상태 레지스터(cpsr) 값을 r0 레지스터에 복사해요. 마치 현재 시스템의 상태를 스냅샷으로 찍는 것과 같아요! 📸
• bic r0, r0, #0x1F (Bit Clear): r0 레지스터의 특정 비트들을 0으로 만들어요. 마치 스위치를 끄는 것과 같죠! 💡
• orr r1, r1, #0x10 (Bitwise OR): r1 레지스터의 특정 비트들을 1로 설정해요. 마치 스위치를 켜는 것과 같죠! 💡
• lsrl rq, #2 (Logical Shift Right): rq 레지스터의 값을 오른쪽으로 2비트 만큼 논리 시프트 연산합니다. 마치 데이터를 옮기는 것과 같아요! 🧮
• msr cpsr_cxsf, r1 (Move to Status Register): r1 레지스터의 값을 상태 레지스터(cpsr)의 특정 필드에 저장하여, 프로세서 모드나 인터럽트 설정을 변경해요. 마치 시스템 설정을 변경하는 것과 같아요! ⚙️

4️⃣ 기타 요소들 🏷️

• handel: 어떤 데이터를 가리키는 레이블 또는 주소! 마치 지도상의 특정 위치를 표시하는 것과 같아요. 🗺️
• label: 코드 내에서 특정 위치를 나타내는 레이블! 마치 코드의 표지판과 같아요. 📍
• locktime: 시스템 락이나 타이머 관련 설정에 사용되는 변수! 마치 시계의 설정 값과 같아요. ⏱️
• rq: 특정 데이터 처리에 사용되는 레지스터 변수! 🧮
• mend: 코드 블록의 끝을 표시하는 레이블! 마치 영화의 엔딩 크레딧과 같아요. 🎬

🧩 부트 코드 조립하기

이 명령어들은 마치 레고 블록처럼 조합되어 다양한 동작을 수행할 수 있어요. 예를 들어, 부트 코드는 다음과 같은 작업을 수행할 수 있죠.

1. 초기화: 시스템을 특정 모드로 설정하고, 하드웨어를 초기화해요.
2. 데이터 복사: 플래시 메모리에서 RAM으로 코드를 복사해요.
3. 함수 호출: 운영체제나 사용자 애플리케이션으로 점프해요.
4. 데이터 처리: 주소를 조정하거나 특정 데이터를 계산해요.

🤔 조금 더 깊이 들어가 볼까요?

• sub sp!, stmf와 ldmf: 이 명령어들은 함수 호출 시 스택 프레임을 생성하고 제거하는 데 필수적이에요. 함수 호출 전에 필요한 레지스터 값을 스택에 저장하고, 함수 종료 후 복원하는 역할을 하죠. 🗄️
• cpsr 조작: mrs, bic, orr, msr 명령어들은 cpsr 레지스터를 조작하여 프로세서의 동작 모드, 인터럽트 설정 등을 변경할 수 있게 해 줍니다. ⚙️
• lsrl: rq 레지스터에 저장된 값을 오른쪽으로 시프트하여 주소나 데이터를 조작합니다.🧮

🎉 마치며

오늘 우리는 부트 코드를 이루는 ARM 어셈블리 명령어들을 함께 탐험해 봤어요. 🚀 처음에는 복잡해 보였지만, 하나하나 뜯어보니 마치 레고 블록처럼 쉽게 이해할 수 있었죠? 😉 부트 코드는 시스템의 시작을 알리는 중요한 부분이니, 오늘 배운 내용을 바탕으로 더욱 깊이 있는 학습을 이어가시길 바랍니다! 🙌

더 궁금한 점이나 질문이 있다면 언제든지 댓글로 남겨주세요! 🙋‍♀️🙋‍♂️