csapp다

csapp 3.3

오늘은 3.4랑 3.7가능하면 3.8을 할 예정이다

나머지보다 이것들이 이번 주차 주요 단원이라니

중요한것부터 끝내고 시간나면 나머지 보는 느낌으로 말이다

csapp 3.4

1. 레지스터 구조와 이름 체계 이해가 중요하다

   • 예전 8086의 16비트 레지스터 → 32비트로 (%eax 등) → 64비트로 확장됨 (%rax 등)

   • 새로운 8개 레지스터는 %r8 ~ %r15

2. 레지스터는 크기별로 나누어 접근 가능하다

   • 1바이트(%al), 2바이트(%ax), 4바이트(%eax), 8바이트(%rax) 등

3. 레지스터 값을 덮어쓸 때의 규칙이 있다

   • 1, 2바이트 쓰기: 나머지 바이트는 그대로 둠

   • 4바이트 쓰기: 상위 4바이트는 0으로 자동 초기화

4. 호출 규약(Calling Convention) 에 따라

   • 특정 레지스터는 함수 인자, 반환값, 스택 관리 등에 정해진 역할을 가진다

어셈블리 코드 분석이나 시스템 수준의 최적화, 디버깅을 위해 알아둬야 할 내용을 다루는 듯 하다

csapp 3.4.1 피연산자 지정자

대부분의 명령어는 소스 값과 목적지 값을 지정하는 하나 이상의 피연산자를 가진다

피연산자는 세 가지 유형으로 분류 된다

• 즉시(Immediate):
  
  • 상수 값으로, AT&T 형식 어셈블리 코드에서는 ‘$’ 뒤에 정수가 붙는다 (예: $-577 또는 $0x1F)
• 레지스터(Register):
  
  • 레지스터의 내용을 나타낸다
• 메모리(Memory):
  
  • 메모리에서 값을 가져오거나 저장한다. 다양한 주소 지정 형식이 있다
  • (예: 절대 주소, 간접 주소, 베이스 + 변위, 인덱싱된 주소, 스케일된 인덱싱된 주소)

표

종류	문법 형식	의미	명칭
Immediate	$Imm	상수 값	즉시 값
Register	ra	R[ra], 즉 레지스터 값	레지스터
Memory	Imm	M[Imm]	절대 주소 참조
Memory	(ra)	M[R[ra]]	간접 참조
Memory	Imm(rb)	M[Imm + R[rb]]	기준 + 오프셋
Memory	(rb,ri)	M[R[rb] + R[ri]]	인덱스 주소
Memory	Imm(rb,ri)	M[Imm + R[rb] + R[ri]]	인덱스 + 오프셋
Memory	(,ri,s)	M[R[ri] * s]	스케일 인덱스
Memory	Imm(,ri,s)	M[Imm + R[ri] * s]	스케일 + 오프셋
Memory	(rb,ri,s)	M[R[rb] + R[ri] * s]	스케일 인덱스
Memory	Imm(rb,ri,s)	M[Imm + R[rb] + R[ri] * s]	완전 일반형

여기서 s(스케일 값)는 반드시 1, 2, 4, 8 중 하나여야 하며, rb, ri는 모두 64비트 레지스터여야 한다.

csapp 3.4.2 데이터 이동 명령어

mov 클래스 : 기본 데이터 복사

변환 없이 소스 위치에서 목적지 위치로 데이터를 그대로 복사

mov 클래스 명령어

명령어	설명	동작
mov	일반 복사	D ← S
movb	1바이트(byte) 복사
movw	2바이트(word) 복사
movl	4바이트(double word) 복사
movq	8바이트(quad word) 복사
movabsq	64비트 즉시값 복사	R ← I

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mov 명령어 조합 예시

예시 명령어	의미
movl $0x4050, %eax	즉시값 → 레지스터 (4바이트)
movw %bp, %sp	레지스터 → 레지스터 (2바이트)
movb (%rdi, %rcx), %al	메모리 → 레지스터 (1바이트)
movb $-17, (%esp)	즉시값 → 메모리 (1바이트)
movq %rax, -12(%rbp)	레지스터 → 메모리 (8바이트)

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movabsq: 64비트 즉시값 복사

일반적으로 movq 명령어는 즉시값을 32비트의 2의 보수로 해석하고 이를 부호확장(sign-extend) 해서 64비트로 만든다

하지만 정확한 64비트 즉시값을 사용할 필요가 있을 때에는 movasbsq를 사용한다.

• 특징

  • 즉시값은 64비트 전체를 사용 가능

  • 목적지는 반드시 레지스터만 가능

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확장 복사 명령어

• 2가지가 있다

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movz클래스 : 제로 확장 (Zero-extension)

레지스터 또는 메모리에서 값을 읽고, 레지스터에 복사할 때 남은 상위 바이트를 0으로 채운다

명령어	설명
movzbw	바이트 → 워드 (1 → 2바이트)
movzbl	바이트 → 더블워드 (1 → 4바이트)
movzwl	워드 → 더블워드 (2 → 4바이트)
movzbq	바이트 → 쿼드워드 (1 → 8바이트)
movzwq	워드 → 쿼드워드 (2 → 8바이트)

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movs클래스 : 부호 확장 (Sign-extension)

상위 비트는 소스의 최상위 비트(sign bit)를 복제하여 채운다

명령어	설명
movsbw	바이트 → 워드
movsbl	바이트 → 더블워드
movswl	워드 → 더블워드
movsbq	바이트 → 쿼드워드
movswq	워드 → 쿼드워드
movslq	더블워드 → 쿼드워드
cltq	%eax → %rax (부호 확장)

cltq는 movslq %eax, %rax와 동일한 의미이지만, 더 짧은 인코딩을 가진다

3.4.3 데이터 이동 예제

C 코드와 어셈블리 코드로 데이터 이동 예제가 나온다

함수 인수는 레지스터를 통해 전달되며, 반환 값은 %rax 레지스터에 저장된다는 걸 확인 가능하다

3.4.4 스택 데이터 푸시(Push) 및 팝(Pop)

스택과 푸시, 팝이다

여기에 대강 정리해 놨으니 대충만 설명하겠다

pushq 명령어

• 기능: 8바이트(quad word)를 스택에 추가

• 동작:

  1. %rsp를 8만큼 감소

  2. 해당 위치에 값을 저장

예시

pushq %rbp

는 아래의 두 명령어와 동일

subq $8, %rsp         ; 스택 포인터 감소
movq %rbp, (%rsp)     ; 값을 스택에 저장

차이점이라면 puqsh는 1바이트 인코딩이고 위 두 명령어는 총 8바이트 인코딩이다

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popq 명령어

• 기능: 스택에서 8바이트 값을 꺼내어 레지스터에 저장

• 동작:

  1. %rsp가 가리키는 위치에서 값을 읽어옴

  2. %rsp를 8만큼 증가

예시

popq %rax

는 아래와 같다

movq (%rsp), %rax     ; 스택에서 값 읽기
addq $8, %rsp         ; 스택 포인터 증가

요약

명령어	동작 요약
pushq S	%rsp -= 8 → [rsp] = S
popq D	D = [rsp] → %rsp += 8

• 스택은 아래 방향으로 증가 (주소 감소)

• %rsp는 항상 현재 top을 가리킨다

• 스택 접근은 메모리 참조 방식으로 직접 지정도 가능