[CSAPP] 3.4 Accessing Information(정보 접근하기)

3.4 Accessing Information(정보 접근하기)

레지스터는 8개의 16-bit길이로 시작하여, x86-64로 확장하면서 16개의 64-bit길이까지 확장되었다.

그림에서 알 수 있듯, 16-bit연산은 최하위 2바이트에 대해 연산을 할 수 있고, 32-bit연산은 최하위 4바이트에 대해 연산을 할 수 있고, 64-bit 연산은 레지스터 전체에 접근할 수 있다.

3.4.1 Operand Specifiers

대부분의 명령어는 하나 이상의 오퍼랜드를 가진다. 또한 오퍼랜드는 연산을 수행하는 소스 값과 그 결과를 저장할 위치를 갖고 있다. 오퍼랜드는 세 가지 타입으로 구분할 수 있다.

1. immediate - 상수값, [‘$’ + 정수] 형식으로 나타낸다. (ex) ‘$0x1F’ )
2. register - 레지스터의 내용 [r_a] 형식으로 나타내며, 레지스터 식별자가 인덱스된 R[r_a] 배열을 레지스터 집합으로 간주한다.
3. ***memory - ‘effective address(유효주소)’***에 의해 메모리에 접근 M_b[Addr] 형식으로 나타내며, 이는 메모리 주소 Addr부터 저장된 b바이트를 참조하는 것을 의미한다. 일반적으로 아래첨자 b는 생략한다. 메모리 참조를 위한 주소지정방식은 다양하지만, 가장 일반적인 형태는 Imm(r_b,r_i,s) 이다. 이때 유효주소는 Imm+R[r_b]+R[r_i] * s 이다.

• sol)
  1. 0x100
  2. 0xAB
  3. 0x108
  4. 0xFF
  5. 0xAB
  6. 0x11
  7. 0x13
  8. 0xFF
  9. 0x11

3.4.2 Data Movement Instructions

• MOV 클래스
• movb, movw, movl, movq, movabsq(64-bit 상수)
• 관습에 의해 movl은 상위 4바이트를 0으로 설정한다.
• 오퍼랜드

1. 소스 오퍼랜드 - 상수, 레지스터(혹은 메모리) 저장 값
2. 목적 오퍼랜드 - 레지스터(혹은 메모리)의 주소

• 명령어

1. 소스 값을 레지스터에 적재하는 명령어
2. 레지스터 값을 목적지에 쓰는 명령어

• MOVZ 클래스

→ zero extention을 사용

💡 movzlq가 없는 이유?

→ movl로 구현 가능하기 때문!

• MOVS 클래스

→ sign extention을 사용

위와 동일

• movslq %eax, %rax를 압축하여 인코딩한 cltq 명령어도 존재한다

3.4.3 Data Movement Example

순서

1. xp / y → 레지스터 %rdi / %rsi 에 저장
2. x를 메모리(%rdi)에서 읽어서 레지스터 %rax에 저장
3. y를 메모리(%rdi)에 저장

주목할 점

1. ‘포인터’는 단순히 주소이다.
2. 지역변수는 메모리보다는 레지스터에 저장된다. 속도가 월등히 빨라진다.

3.4.4 Pushing and Popping Stack Data

• 쿼드 워드 값을 스택에 추가하려면, 스택 포인터를 8 감소시키고, 값을 스택의 새로운 top주소에 기록하는 것으로 구현된다. 즉, 아래 두 코드는 동일하다.

pushq %rbq

subq $8, %rsp
movq %rbp, (%rsp)

💡 스택 포인터가 ‘감소’하는 이유

위와 동일히게 popq 명령어 또한 다음 한 쌍의 명령어로 정의할 수 있다.

movq (%rsp), %rax

addq $8, %rsp

또한, 3번째 그림처럼 pushq 이후 popq를 했을 때, top위에 존재하는 값은 다시 덮어쓰거나 임의로 지우기 전까지는 남아있게 된다.