柳䬄...

어셈블리의 기본적인 구성요소로는, 정수 상수, 정수 수식, 실수 상수, 문자 상수, 문자열 상수, 예약어, 식별자, 디렉티브(Directives), 인스트럭션(Instructions), 레이블(Label)등이 있다.

상수란 결국에 어떤 한 값인데, 코드에 숫자 그대로 입력되어 실행중에 값을 변경할 수 없거나, 변수이지만 값을 변경시킬수 없는 것을 의미한다. 먼저 정수 상수에 대해 알아보자.

정수 상수는 우리가 흔히 쓰는 표기대로 부호는 있거나 없어도 되고, 없다면 양수로 취급된다. 단지 다른 것이 있다면, 숫자 뒤에 radix라는 것을 붙여주는데 쉽게 이야기하면 진법을 이야기 하는 것이다. 우리가 이진수를 1010(2)라고 쓰고, 8진수를 777(8)이라고 수학에서 사용하듯이, 이곳에서도 뒤에 진법을 표기해 준다. 물론 뒤에 진법을 표기하지 않는다면 십진수로 취급된다.

다음 표1을 보면 쉽게 이해가 갈 것이다. 참고로 radix에는 실수를 표현하기 위한 것으로 r도 올 수 있는데, 이는 실수가 메모리에 저장되는 방식을 직접 우리가 기술하는 것이다. 그다지 본 강좌의 목적과 부합하지 않으므로 자세한 설명은 생략하겠다.

이번에는 실수 상수에 대해 알아보자. 실수 역시 부호 규칙을 정수와 같다. 하지만 26과 26.은 다르다는 사실을 아는가? 실수는 반드시 .을 포함하고 있어야 한다. 26은 정수이고 26.은 실수이다. 정수와 실수는 컴퓨터에서 저장하는 형식이 다르다는 것은 알고 있으리라 믿는다. 또, 과학적 표기법을 사용할 수 있는데, 다음을 보아라.

C에서도 이런 것을 본 적이 있을 것이다. E는 exponent를 뜻하고 그냥 과학적 표기법을 표시하기 위해서 사용한다고 생각하면된다. 저 위에 있는 것을 풀어 이야기하면 "-44.2 곱하기 10의 +5승"이다. 뒤에 +5대신 -2가 온다면 "-44.2 곱하기 10의 -2승"이 될 것이다.

다음은 문자 상수이다. 어셈블리어에 내가 한 글자를 표현하고 싶다면 작은따옴표(')나 큰 따옴표를 이용해 묶으면 된다. 이 둘의 차이는 없다. C처럼 큰 따옴표를 사용한다고 문자열인 것은 아니니, 헷갈리지 않길 바란다.

'A'라고 쓰면 사실 코드에는 그렇게 보이지만 어셈블할 때(즉, 컴파일할 때) 이는 A에 해당되는 아스키코드로 변환된다. 즉, 정수와 같다는 이야기가 된다. 달리 특별한 것으로 착각하지 않길 바란다.

이번엔 문자열 상수에 대해 알아보자. 문자열 상수 역시 문자상수처럼 작은 따옴표 또는 큰 따옴표로 표기된다. 혹시라도 문자열 안에 따옴표를 쓰고 싶다면 다음과 같이 하면 된다.

      'I said "Hi, internet.com.".'

즉, 안쪽에 큰 따옴표를 쓰고싶다면 문자열의 시작과 끝을 나타내는 기호로 작은 따옴표를 사용하면 된다.

예약어란, 어셈블리언어가 먼저 사용하고 있는 단어들을 의미한다. C언어에서 예를 든다면 int같은 것이 있을 것이다.

- 인스트럭션 니모닉(Instruction mnemonics) : CPU에게 직접 내리는 명령(Instruction)이다.
- 디렉티브(Directives) : 어셈블리어에게 어떻게 어셈블할 것인지 지시해준다.
- 속성(Attributes) : BYTE와 WORD같이 변수등이 어떤 크기에 어떤정보를 담고 있을지를 알려주는 단어이다.
- 연산자(Operators) : 상수 수식에 사용되는 연산기호(*, +, -, / 같은 것들)를 뜻한다.
- 미리정의된 기호(Predefined Symbols) : @data와 같이 어셈블할 때 특정 값을 갖게되는 기호이다.

갑자기 이런 개념들이 나와 헷갈릴지 모르겠지만, 조금있다가 설명할 것이니 이런 것이 있구나, 하고 넘어가주길 바란다.

식별자는 프로그래머가 선택하는 이름이다. 변수이름, 상수이름, 프로시져(쉽게 말해서 함수)이름, 코드 레이블(label) 와 같은 것들이며, 다음의 규칙을 갖는다.

- 길이는 1~247글자이다.
- 대소문자를 구분하지 않는다. 즉, A와 a는 같다.
- 첫번째 글자는 반드시 (A~Z, a~z, _, @, $)중의 하나가 와야한다. 두번째 이상의 글자부터는 숫자가 올 수도 있다.
- 식별자는 예약어와 같아서는 안된다(위에 예약어에 대해 설명해 놓았다).

참고로, @로 시작하는 식별자는 되도록 쓰지 않는 것이 좋다. 어셈블러가 미리정의해 놓은 기호로 자주 사용되기 때문이다.

인스트럭션은 네 부분으로 구성된다.

       레이블:       니모닉            피연산자            ; 주석
       Label:        Mnemonic       Operand(s)        ; Comment

흔히 하나의 인스트럭션은 위와같이 구성되는데, Label과 Comment는 선택 사항이다. 단, Mnemonic은 반드시 있어야 하며, Mnemonic에 따라 Operand의 개수와 형(위에서말한 속성(attributes))이 결정된다. Instruction Mnemonic은 단지 CPU에 내리는 명령코드를 이해하기 쉽게 영문약자로 표시해준 것이고, Instruction은 피연산자와 부수적인 것들을 포함한 완전한 명령을 의미한다.

사소한 것이지만, 헷갈리지 않도록 한다. 레이블은 반드시 그 뒤에 콜론(:)이 붙어야 하며 주석은 반드시 그 앞에 (;)가 붙어야 한다. 이는 C++에서 // 와 같은 기능을 한다.

이제 이 네가지를 하나하나 살펴보기로 한다. 다음 페이지를 보라!

아까 인스트럭션 니모닉에 대해 잠시 언급한 바가 있다. 좀더 자세히 설명해 보자면, Mnemonic의 사전적 의미는 "기억을 도와주는 장치" 이다. 1회에서 필자가 말했던 것 처럼 CPU에게 내릴 명령코드를 의미있는 글자로 치환시켜주는 것이 어셈블리어의 기본 모토라고 하였다. 복잡한 명령 코드 대신 "기억을 도와주는 것"이 바로 이 니모닉이다. 대표적인 것으로 mov, add, sub와 같은 것이 있다. mov는 move의 약자이고, sub는 subtract의 약자이니까 어떤 일을 하는 인스트럭션인지는 짐작이 갈 것이다.

주석은 코드 자체가 수행할 일들과는 무관하지만, 보는 이로 하여금 좀더 쉽게 이해할 수 있도록 도와주는 것이다. 즉, 이부분에서 어떤 일을 하는지, 주의할 점은 무엇인지 등이다. 특히 어셈블리어는 프로시져가 어떤일을 하는지, 매개변수는 어떤 것을 받는지, 리턴값은 어떤지에 대해 주석을 달지 않으면 해석하기가 정말 힘들다. 게다가 매개변수로 레지스터 메모리를 사용하기라도 한다면 더더욱 이해하기 힘들어진다.

그래서 주석은 아무리 강조해도 지나침이 없다. 아까 설명했듯이 대표적인 주석은 세미콜론(;)인데, ;로 시작해서 그 줄의 끝까지가 주석이 된다. (이것을 가장 많이 쓰게 될 것이다.) 또다른 형태의 주석은, C에서 /* */와 같이 일종의 블럭안을 모두 주석으로 처리해 주는 것이다. 이는 다음과 같이 사용할 수 있다.

    COMMENT    ! 

           This line is a comment. 

           Welcome to Internet.com 

    !

!대신에 &와 같이 사용자가 하고싶은 기호를 사용해도 된다. 이렇게 하면 COMMENT  ! 와 !로 둘러싸인 부분이 모두 주석이 된다.

자료를 정의하는 방법을 배워보자. 쉽게 말해서 변수를 만드는 것이다. 그러기 위해서는 자료형을 알아야 한다. C에 int, long, float, double이 있는 것처럼, 어셈블리어에도 자료형이 있다. 다음의 표에 열거해 놓았으니 참고바란다.

 C로 치면 변수 선언 방법이라고 할 수 있고, 다음과 같은 형식을 같는다.

      이름    디렉티브    초기값, 초기값...

     value1 BYTE 'A'	; 문자 상수

     value2 BYTE 0

     value3 SBYTE ?

C언어에서 배열에 문자열 넣을 때는 char string[25] = "abcdef"; 이런식의 사용이 허용된다는 것을 기억하는가? 어셈블리어도 문자열 정의에 있어서는 많은 배려를 해주고 있다. 다음을 보라.

    greeting1 BYTE "Hi~>.<;",0		; 1번

    greeting2 BYTE 'H', 'i', '~','>', '.', '<', 0 	; 2번

       BYTE 1000 DUP(0)      ; 20 bytes, 모두 다 0이다.

       BYTE 4 DUP("ABC")     ; 12 bytes: "ABCABCABCABC"

위의 용어는 메모리에 각 바이트가 저장되는 순서를 의미한다. 앞장에서 우리는 데이터를 비트를 쭉 늘어놓았을 때, 맨 왼쪽이 최상위비트, 맨 오른쪽이 최하위비트라고 배웠다. 마찬가지로 16비트, 즉 2바이트를 늘어놓았을 때에도 왼쪽에 있는 바이트는 상위 바이트, 오른쪽에 있는 바이트는 하위 바이트라고 할 수 있다.

리틀 엔디안 오더는 "하위 바이트가 하위 주소에 저장되는 방식"이다. 주소에 상위와 하위가 있다고? 상위라는 것은 단지 메모리 주소를 나타내는 숫자가 크다는 뜻이므로 헷갈리지 않기 바란다. 다음 그림을 참고하면 더욱 이해하기 쉬울 것이다.

왼쪽이 리틀 엔디안 오더이고, 오른쪽이 빅 엔디안 오더이다. 빅 엔디안 오더란, 리틀 엔디안 오더의 반대 개념으로서 "하위 바이트가 상위 주소에 저장되는 방식"이다. IA-32는 리틀 엔디안 오더를 사용하고 있다. 단, 레지스터 메모리에는 적용되지 않는 개념이니 주의하기 바란다.

C언어에서 #define을 쓰는 것과 같은 효과를 낸다. 다음을 보아라.

    COUNT = 500

    mov al, COUNT

TITLE Add and Subtract              (AddSub.asm)


; This program adds and subtracts 32-bit integers.


INCLUDE Irvine32.inc

.data

val1 DWORD 10000h

val2 DWORD 40000h

val3 DWORD 20000h

finalVal DWORD ?


.code

main PROC

  	mov eax,val1	    	; EAX = 10000h

  	add eax,val2		    ; EAX = 50000h

  	sub eax,val3		    ; EAX = 30000h

  	mov finalVal, eax	; 결과를 finalVal에 저장한다.(30000h)

  	call DumpRegs

  	exit

main ENDP

END main

위의 프로그램이 하는 일은 우선 eax에 10000h(16진수로 10000)을 넣고, eax에 들어있는 값에 40000h를 더한 후 20000h를 빼는 것이다. 그리고 나서 레지스터 메모리에 있는 내용을 화면에 출력시킨 후 프로그램을 종료한다. 한줄한줄 천천히 보자.

먼저, 맨 위에 TITLE부 터 설명하겠다. TITLE은 디렉티브이며, 큰 의미는 없고, 단지 이름이 타이틀이기 때문에 소스코드에는 아무런 영향을 안미치며, 해당 줄에 쓰는 것들(Add and Subtract....)은 모두 주석처리가 되는 것이다. 있어도 되고 없어도 되는 부분이지만 만약 없다면 프로그램을 읽기가 매우 힘들 것이다.

다음은 ;로 시작하는 부분인데 지난번에 주석이라고 배웠다.
INCLUDE Irvine32.inc은 C에 비유하자면 #include <irvine32.inc>와 같다. 필자가 참고도서로 언급한 책에서 제공되는 라이브러리를 사용하기 위해서는 이와같이 써야한다. 또한 링크 할 때도 irvine32.lib를 붙여주어야 한다. 혹시 필요한 독자가 있다면 deltakam@hanmail.net로 연락주기 바란다. 필요한 라이브러리와 어셈블러를 보내드리겠다.

.data라 는 부분이 나오는데, .data는 데이터 세그먼트의 시작 부분을 나타내는 디렉티브이다. 본 프로그램이 실행될 때 메모리의 데이터 영역에 올라가게 될 내용을 이곳에 적게 된다. 본 예제에서는 네가지 DWORD(더블워드)의 변수를 정의하여 놓았다.

.code라는 부분역시 디렉티브이고, 코드 세그먼트의 시작 부분을 나타낸다. 본 프로그램이 실행될 때 메모리의 코드 영역에 올라가게 될 내용을 이곳에 적으며, 실질적인 프로그램 제어 등이 이곳에서 이루어진다.
 main PROC라는 것은 이름이 main인 프로시져의 정의가 이곳부터 작성될 것이라는 것을 알린다. C에서 함수의 헤더를 정의 앞에 적어주는 것에 비유해서 이해할 수 있다.

mov는 아까도 잠깐 설명했지만, 왼쪽에 있는 변수에 오른쪽에 있는 값을 저장하라는 인스트럭션이다. 코드의 첫 문장이 지났다면 이제 주석에서 보이는 대로 EAX에 10000h가 들어가게 될 것이다.

add는 왼쪽에 있는 변수의 값에 오른쪽에 있는 변수의 값을 더하라는 뜻이다. sub또한 마찬가지이다.

call DumpRegs는 irvine32라이브러리에 포함되어있는 프로시져 DumpRegs를 호출하는 것이다. 역할은 레지스터 메모리에 있는 내용을 화면에 출력시켜준다.

main ENDP는 이름이 main인 프로시져의 정의가 이곳까지라는 것을 나타낸다.
자세한 것은 나중에 다시 설명해 줄테니 일단은 이렇게 생긴 것이라고 이해를 해두기 바란다.

이번 회에서는 자세히 알지는 못하더라도, 개략적으로 어셈블리어가 어떻게 이루어져 있는지를 공부해 보았다. 디테일한 부분이 집착하지 않길 바라며, 혹시 레지스터 메모리가 헷갈린다 싶으면, 지난회를 다시 보기 바란다. 다음 회에서는 본격적으로 하나하나 인스트럭션과 유용한 디렉티브를 공부해 볼 것이다. 고급언어와의 연계를 생각하면서 강좌를 읽는다면 흥미를 유발할 수 있을 것이다. 그럼 다음 회에 건강한 모습으로 다시 뵐수 있길 빈다.

전광성의 어셈블리어 이해하기

* 이진수로 나타낸 부호있는 정수

컴퓨터는 ‘뺄셈’은 할 줄 모른다. 그럼 뺄셈을 어떻게 할까? 바로 앞에서 배운 2의 보수를 취하는 방법을 이용한다. 컴퓨터가 A-B를 계산해야 한다고 하자. 그러면 컴퓨터는 A + (-B)를 한다. 여기서 B에 -부호를 붙인다는 것은 2의 보수를 취한다는 것이다. 2의 보수표현방법의 강력한 장점중의 하나는 이 뺄셈에서 드러난다. A + (-B)로 함으로써 빼기 연산을 따로 만들 필요 없이, 음수표현 방법을 그대로 이용하여 계산할 수 있다는 것이다. 예를 들어보겠다.

 a. 4 0000 0100 b. 1 0000 0001 c. -1 1111 1111 a+c 3 0000 0011 

보다시피 a - b는 a + c와 같다. 마지막 단계에서 8비트를 넘어선 비트8(왼쪽에서부터 9번째 비트)에 넘어간 숫자는 어디갔을까? 컴퓨터는 지금 8비트(1바이트)형의 데이터에 대해 연산을 하고 있으므로, 이 범위를 벗어난 것은 그냥 버린다.

컴퓨터는 0과 1밖에 모른다. 그런데 어떻게 문자를 표현할까? 문자를 표현하기 위해 아스키(ASCII)코드라는 것이 정의 되어있다. 128가지를 표현할 수 있으며, 각 코드는 숫자와 문자를 일대일 대응 시켜놓았다. 따라서 48에 대응되는 문자를 출력하라고 하면 미리 대응시켜놓았던 그 문자가 표시되도록 하는 방식으로 문자를 처리한다.

표현 방법이 어떻든 간에 컴퓨터는 숫자로 이루어져 있다는 사실을 명심하라. 우리 눈에 보이는 a는 눈에만 문자로 보이지 사실은 65라는 숫자값이다. 다음은 자주쓰는 문자에 대한 아스키 코드값이다.

0~9, A~Z, a~z은 각각 오름차순으로 아스키코드에 들어가 있다. 따라서 문자의 대소를 비교할 때(예를 들면, 오름차순 정렬) 이에 대응하는 아스키 코드 값으로 대소를 비교할 수 있다.

컴퓨터를 아무리 깊이 모른다고 해도 이진 연산 쯤은 알고 있을 것이다. 수학에서도 가장 기초적인 개념으로 나오니 말이다. 이진수에 대한 AND, OR, NOT연산에 대해서는 간단히 표를 보여주고 넘어가겠다. 여기서 F는 false(거짓, 0)을 의미하고 T는 true(참, 1)을 의미한다. X, Y는 이진 변수로서 1 또는 0의 값을 가질 수 있다.

이번 회에서는 어셈블리어를 배우는데 있어 필수적인 기본 컴퓨터 '상식'들에 대해 공부해 보았다. 상식이라고 해서 크게 부담 가질 것 없다. 모를때 자꾸자꾸 다시 보다 보면 어느새 내 것이 되어있을테니까. 다음시간에는 CPU와 관련된 내용을 알아볼 것이다. 어셈블리어가 어떻게 CPU에 직접 접근하는지, 다음 강좌를 통해 알아보도록 하자!!

[출처] 어셈블리어 이해하기 < 강좌 소개 및 목차 >|작성자 멋쟁이

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[출처] 어셈블리어 이해하기 < 강좌 소개 및 목차 >|작성자 멋쟁이

1. 강좌 소개

본 강좌에서는 어셈블리어(Intel-based Assembly Language)를 배울 것이다. 고급언어 중에서도 특히 객체지향언어를 활용하는 지금, 굳이 어셈블리어를 배워보려는 이유는 무엇일까?

첫 번째 이유는 어셈블리어가 여전히 하드웨어 컨트롤과 커널 개발 등에 쓰인다는 것이고, 두번째 이유는 이것을 배움으로써 CPU가 어떤 일을 하는지, 컴퓨터가 어떻게 프로그램을 수행하는지 알 수 있다는 것이다. 프로그래밍 언어를 한번이라도 접해본 사람이라면 쉽게 이해할 수 있도록 설명할 예정이다.

어셈블러로는 매크로어셈블러(masm)6.15을 사용할 것이며, 아래 참고자료에 있는 라이브러리를 이용하여 예제를 보여줄 것이다. C에서 처음에 printf()함수를 이용해서 기초를 쌓듯, 우린 이 라이브러리를 이용해서 차근차근 배워갈 것이다.