제목 : 특강 안녕하세요 허르미입니다. 오늘은 인라인 어셈블리에 대 해서 알아보도록 하겠읍니다. 제가 하고 있는 강좌의 대부분의 내용을 이해하기 위해서는 어셈블리에 대한 기초 지식이 있어야 합니다. 복잡한 부분까지는 필요없고 inline Assembly 라는 편리 하고 간단한 형식에 대해서만 알아보도록 하겠읍니다. inline Assembly 라는 것은 간단히 말해서 C 의 함수안에 어셈블리 코드 를 포함시키는 방법을 의미하는 것입니다. 원래는 기계어 코드를 직접 써주어야 했지만 asm 이라는 키워드에 의해서 어셈블리 니 모닉을 직접 써줄수 있게 되었고 이것은 그대로 C 가 컴파일하는 도중에 끼워넣게 됩니다. 이것을 Tc 2.0 에서는 Tasm 을 호출하 여 컴파일 하고,BC 2.0 에서는 자체내에서 컴파일,혹은 Tasm 을 호출합니다. 이러한 방식의 장점은 우선 간편함에 있읍니다. 자 신이 쓰고 싶어하는 코드의 형식만을 간단히 기술할 수 있으며 C 와의 인수교환이 간단합니다. 도입코드,탈출코드의 복잡한 구성 을 생각할 필요가 없으며 이부분은 C 컴파일러가 만들어 주므로 속도도 어셈블리로 직접 작성하는 것에 비해 별 차이가 없읍니 다. (이론상으로는 조금 느림. 불필요한 도입코드가 있을 수 있 으므로.) 그래서 저는 inline assembly 를 애용하는 편입니다. 물론 어셈블리 코드로 직접 작성하는 것도 좋지만 디버깅등의 측 면에서 보아도 inline assembly 로 작성하는 것이 보다 편리합니 다. BC++ 2.0 은 특히 통합환경내에서의 inline Assembly 의 Trace,레지스터 값보기,컴파일 등이 가능하므로 거의 환상적인 환경이라고 하겠읍니다. 그럼 이 inline assembly 를 사용하기 위해서 기본적인 내용을 보도록 하겠읍니다. 우선 몇가지 지켜야 할 사항이 있는데 이를 보겠읍니다. 1. inline assembly 로 된 함수안에서의 C 적인 사용법을 억제 한다. 즉 C 의 문장과 혼용하지 않는다. 2. 혹시 산술식이나 C 함수 호출등을 할 일이 있다면 함수의 앞 부분에서 한다. inline assembly 의 사이에 넣으면 레지스터 값이 변할 위험이 있다. 그럼 어셈블리에 대한 내용을 간단하게 먼저 알아보겠읍니다.간 단한 어셈블리 프로그래밍이란 몇개 안되는 명령어와 몇개 안되 는 변수(레지스터) 를 가지고 프로그래밍 하는 것이라고 생각하 면 됩니다. 그중 지켜야할 몇가지 사항이 있으며 이것만 지킨다 면 사실 간단한 목적에 어셈블리를 사용하는 것은 그리 어려운 일은 아닙니다. 위에서 '몇개 안되는' 변수 라는 말을 했는데 레지스터중 우리가 주로 사용할 것은 AX,BX,CX,DX,SI,DI,ES,DS 입니다. 이 7 가지만 알면 대충 프로그램을 작성할 수 있게 됩니 다. 이중 AX : 어큐물레이터. 계산등 다양한 목적에 쓰임 BX : 다양한 목적에 쓰일 수 있으나 보통 주소지정에 쓰임 CX : 보통 카운터에 쓰임 DX : 값 보존등 다양한 목적에 쓰임 SI : 주소지정.. 인덱스에 쓰임 (Source Index) DI : 주소지정.. 인덱스에 쓰임 (Destination Index) ES : 보통 Destination Segment 로 쓰임 DS : 보통 Source Segment 로 쓰임 이중에서 AX,BX,CX,DX 는 16 비트 레지스터이며 AX 는 AH,AL 의 8 비트 레지스터로 나누어서 쓸 수 있읍니다. BX,CX,DX 도 마찬 가지입니다. 위에서 세그먼트라는 말이 나왔읍니다. 우리가 사용 하는 8088 프로세서의 경우 주소를 16 비트로 관리합니다. 80286,80386 은 보다 진보된 방식이 있지만 DOS 상태에서 Real Mode 로 작동할때는 역시 16 비트로 관리합니다. 16 비트이면 2^16 = 64 KB 밖에 관리할 수 없읍니다. 그러나 PC 는 Segment : Offset 이라는 표기법으로 좀더 많은 메모리를 지시할 수 있게 합니다. 곧 Segment 란 메모리의 어느 부분을 지정하게 만든 것 입니다. Offset 은 그 위치부터의 상대값이 되겠읍니다. Offset 은 16 bit 값이므로 Segment 하나당 Offset 으로 지정할 수 있는 범위는 64 KB 로 제한됩니다. 실제 Address = Segment << 4 + Offset 이 되겠읍니다. 그러니까 4 bit 가 추가되므로 20 비트로 관리할 수 있읍니다. 즉 2^20 = 1 MB 이므로 Real Mode 에서의 최대 주소지정 범위는 1 MB 인 셈입니다. 보통 포인터나 함수등 을 다룰때 Near 또는 Far 라는 말을 씁니다. Near 는 참조하는 부분부터 64 KB 이내에 있는,즉 같은 세그먼트안에 위치할 수 있 는 것을 말하고 Far 는 그렇지 못한 것을 말합니다. 내부적으로 보면 Near 란 Offset 만 가지고 참조할 수 있는 것,Far 는 Segment 의 값까지 알아야 하는 것을 말합니다. 보통 Segment 레 지스터를 다루기 위해서 우리는 ES 레지스터를 이용합니다. ES 는 함수내부에서 변경해도 저장/복귀 해주지 않아도 좋습니다. 어떤 경우는 해주어야 하는 경우도 있지만 대부분의 경우 이상이 없읍니다. 블럭전송등 한군데에서 다른곳으로 데이터를 전송하고 자 한다면 세그먼트 레지스터가 하나 더 필요할 것입니다. 이때 DS 레지스터를 사용합니다. 곧 DS:offset1 -> ES:offset2 로의 전송이 되는 것이죠. 이경우 DS 를 반드시 저장/복귀 해주어야 합니다. DS 는 함수내에서 마음대로 변경되어서는 안되는 값이기 때문입니다. 그러면 이제 Assembly 의 명령에 대해서 조금 알아 보겠읍니다. 꼭 필요한 명령을 굳이 말하자면 1. 단순전송 (Load or 이동) 2. 계산 3. 루프 4. 판단 5. 분기 6. 블럭전송 정도가 있겠읍니다. 1. 단순전송의 대표적인 명령은 mov 입니다. mov 는 값을 레지스 터에 Load 하거나 Register-to-Register 이동등에 쓰이는 가장 흔히 쓰이는 명령입니다. 예를 들어본다면 mov ax,bx <- bx 의 내용을 ax 로 mov ax,5 <- ax 에 5 를 넣는다. 이런 식이 되겠읍니다. 비슷한 명령으로 주소를 로드하는 함수가 있읍니다. lds (load DS) , les (load ES) , lea (load offset) 등이 있읍니다. lds 와 les 는 DS,ES 에 어떤 버퍼의 주소를 로 드할때 쓰입니다. 이런 버퍼들은 Far 거리,즉 다른 세그먼트에 있는 경우가 대부분이므로 ( C 에서 넘겨준 버퍼도 마찬가 지.Large Model 의 경우 ) 세그먼트와 옵셋을 한번에 로드해야 합니다. 이를 행해주는 함수가 바로 lds,les 인 것입니다. 만일 buff 의 주소를 segment : ds, offset : si 로 하고자 하면 lds si,buff 하면 됩니다. segment : es , offset : di 로 하고자 하면 les di,buff 가 되겠죠. 실제로 ds 는 si 와 짝을,es 는 di 와 짝을 이루어 블럭전송등을 행할때 쓰이므로 잘 알아둘 필요가 있읍니다. 그럼 주소 지정법에 대해서 조금 알아보겠읍니다. 레지스터를 [] 로 싸면 레지스터의 값을 주소로 한 메모리값을 말합니다. 그런데 AX,CX,DX 는 이러한 방법으로 쓸 수 없읍니다. 그래서 보통 BX 를 주소지정 레지스터로 많이 쓰는 것입니다. SI,DI 도 이러한 처리가 가능합니다. 세그먼트 레지스터와 함께 표시할때는 ES:[DI] 처럼 나타낼 수 있읍니다. 또한 [BX+DI] 또는 [BX+SI] 처럼도 가능합니다. 이는 BX 를 Base 로 해서 DI 나 SI 를 Index 로 사용하게 하는 것을 가능케 합니다. 저는 보통 es:[di] 나 ds:[si] 와 같은 형식을 많이 씁니다. 예를 들면 char* 형의 buff 의 첫번째 바이트를 ah 에 담고 싶다면 lds si,buff mov ah,ds:[si] 하면 됩니다. 2. 계산의 대표적인 명령은 덧셈,뺄셈등의 산술 연산과 쉬프트연 산,and 등의 논리연산.. 이렇게 세가지 정도를 알아 두면 편합니 다. 물론 복잡한 명령어들도 많이 있지만 여기서는 기본적인 명 령만을 알아보도록 하겠읍니다. 우선 덧셈명령은 add 입니다. 뺄 셈은 sub,곱셈은 mul 을 씁니다. 단 mul 은 인수가 하나입니다. 대상은 어큐물레이터가 됩니다. 아래를 봅시다. mov ax,80 mov bx,y mul bx 하면 ax 에는 80*y 가 저장됩니다. 또 인수가 하나인 대표적인 예로는 1 을 증가시키는 명령인 inc,1 을 감소시키는 명령인 dec 가 있읍니다. add ax,1 보다는 inc ax 가 빠르므로 이것을 사용 합니다. 또하나, adc 명령이 있는데 덧셈을 수행할때 Carry 플래 그도 더합니다. 이것은 Carry 플래그의 값을 획득할 필요가 있을 때 쓰면 됩니다. 다음,쉬프트연산을 위해서는 왼쪽 쉬프트인 shl,오른쪽 쉬프트인 shr,오른쪽 회전인 ror,왼쪽 회전인 rol 이 있읍니다. Carry 도 포함해서 회전할 수 있는 명령등이 있긴 하 지만 여기있는 명령은 모두 레지스터만을 회전/쉬프트하되 나가 는 비트를 Carry 로 넣기만 합니다. 단 이 명령들의 쉬프트/회전 횟수에는 1 또는 cl 레지스터만이 올 수 있다는 점을 기억하세 요. 즉 shl ax,1 혹은 shl ax,cl 의 형태만이 가능합니다. ax 자 리에 주소가 오는 것은 상관없지만요.. 왼쪽으로 쉬프트 하는 것 은 2 를 곱하는 것이고,오른쪽으로 쉬프트하는 것은 2 로 나누는 것과 같기 때문에 느린 Mul 명령등을 대신하는데 쓰이기도 합니 다. 그럼 논리 연산을 보겠읍니다. and,or,xor,not 을 알아야 합 니다. and,or,xor 은 연산항을 두개 가집니다. and 는 보통 Bitmasking 하는데 쓰입니다. 즉 mov bx,0f0h mov ax,somevalue and ax,bx 는 ax 에 저장되어 있던 16 비트 값중 하위바이트의 상위 4 비트 만을 보존하고 나머지를 0 으로 합니다. OR 은 어떤 비트를 강제 로 1 로 하고 싶을때 사용하며 not 은 연산항이 1 개이며 1 의 보수를 취하고 싶을때,즉 각 비트를 반전할때 쓰입니다. 참고로 2 의 보수는 neg 를 쓰면 됩니다. xor 은 보통 레지스터를 Clear 할때 쓰입니다. xor ax,ax 가 mov ax,0 보다 빠릅니다. 3. 루프는 cx 레지스터와 loop 명령을 이용해서 구현합니다. 즉 mov cx,5 lp1: . . loop lp1 하면 lp1 ~ loop 까지를 5 번 수행합니다. cx 의 값은 loop 를 거칠때 마다 1 씩 감소하게 됩니다. 만약 nested loop,즉 중복루 프를 만들려면 어떻게 될까요.. 외부루프는 10 번,내부루프는 5 번 돈다고 합시다. mov cx,10 lp0: push cx lp1: mov cx,5 . . loop lp1 pop cx loop lp0 위와 같이 합니다. push 는 스택에 레지스터를 저장하는 명령이 고 pop 은 스택에서 값을 읽어오는 명령입니다. 이처럼 이중루프 를 구성할때 사용하고,어떤 값을 임시로 보존할때 쓰기도 합니 다. 예를 들면 push ax . somefunction() . pop ax 처럼 C 의 함수를 호출해야만 할때 somefunction 이 내부에서 AX 레지스터를 변경시켜버린다고 하면 이를 보존하기 위해서는 위와 같이 하면 되는 것이죠. loop 명령은 하나의 약점이 있는데.. 루 프를 구성할 수 있는 명령어군이 128 byte 를 넘어서는 안됩니 다. 왜냐하면 loop 명령은 일종의 '상대점프' 이기 때문입니다. 즉 위의 예라면 lp1~loop1 , lp0~loop0 사이가 128 byte 를 넘으 면 안됩니다. 일단 '상대점프' 는 어떤 지점을 기점으로 변위만 을 가지고 점프하므로 128 바이트 이상의 차이는 점프하지 못한 다고만 알아두십시요.TASM 의 경우 특별한 극복방법이 있기는 하 지만 전통적인 방법은 판단과 '절대점프' 를 이용하는 것입니다. 이는 판단,분기명령을 본후에 다시 설명하도록 하겠읍니다. 4. 판단은 cmp 명령을 사용합니다. cmp 명령은 레지스터를 특정 값과 비교하여 Flag register 의 여러가지 값을 변경시켜 줍니 다. Flag Register 의 값중 중요하게 쓰이는 것으로 S (sign),C (carry) ,Z (Zero) 가 있읍니다. 이밖에도 O (overflow),P (Parity) 등이 있지만 이것은 잘 쓰이지 않습니다.S 는 계산결과 가 음수일때 1 이 됩니다. C 는 쉬프트 되어 Out 된 비트가 1 일 때,혹은 8 비트 레지스터에 더한 결과가 8 비트 값을 넘어서는등 Out 된 비트가 1 일때 C 도 1 이 됩니다. Z 는 연산값이 0 일때 1 이 됩니다. Flag 레지스터는 add,sub 등에도 변하지만 cmp 명 령의 특징은 연산항의 값을 직접 변화시키지 않고도 Flag 레지스 터를 변화시킨다는 점입니다.즉 cmp ax,bx 는 ax-bx 의 연산결과 를 Flag 레지스터에 적당히 세팅한 셈이죠.이정도 알아두시고 분 기를 보세요. 5. inline assembly 에서는 어셈블리어를 asm 이라는 키워드 뒤 에 쓰면 됩니다. 이때 라벨은 그 앞에 씁니다. 분기는 무조건 분 기와 조건 분기가 있는데 무조건 분기명령인 jmp 는 절대점프입 니다. 즉 무조건 분기를 하되 128 바이트의 제한에 걸리지 않습 니다. 조건분기는 어셈블러의 옵션에 따라서 다른데 보통 상대점 프로 번역합니다. 조건 분기란 Flag Register 를 조사하여 점프 의 여부를 결정하는데 복잡하게 생각할 것 없이 다음의 명령만 알아두면 됩니다. je ; 같을때 (Zero flag = 1) jne ; 같지 않을때 (Zero flag = 0) jb ; 작을때 (unsigned 형 에서) ja ; 클때 (unsigned 형) jl ; 작을때 (signed 형) jg ; 클때 (signed 형) jbe ; jb or je = jna jae ; ja or je = jnb jge ; jg or je = jnl jle ; jl or je = jng 이들 명령들은 cmp 명령 뒤에 보통 옵니다. 위에서 unsigned,signed 를 구분한것은 형 (Type) 때문입니다. 0x8000 은 부호가 있게 보면 음수이므로 0x2000 보다 작습니다. 그러나 Unsigned 형으로 보면 0x8000>0x2000 이 됩니다.그러한 차이가 jb 와 jl,ja 와 jg 사이에 있는 것입니다. 아래의 예제는 ax 가 5 보다 작으면 go1 로 가고 아니면 go2 로 갑니다. asm cmp ax,5 asm jl go1 asm jmp go2 go1: asm .. . . go2: asm .. . . 그럼 루프에서 말했던 '상대점프' 에의 해결을 봅시다. 예를 들 어 아래의 루프를 봅시다. mov cx,5 lp1:. . loop lp1 jmp lp1 temp1: . . cx 는 1 씩 감소하므로 루프의 마지막에서 0 이 되었을 때 다음 다음문장으로 진행시키고 0 이 아니면 cx 를 1 감소시키고 '절대 점프' jmp 명령으로 루프의 처음으로 돌려놓습니다. 6. 블럭전송명령에 많이 쓰이는 것은 movsb,movsw 가 있읍니다. 앞의 것은 바이트단위 전송,뒤의 것은 워드(16 bit) 단위 전송입 니다. 뒤의 것이 속도상 빠르지만 홀수 바이트는 전송할 수 없는 약점이 있읍니다.보통의 경우 movsb 를 사용하면 됩니다. 특수한 프로그램에서는 movsb 를 movsw 로 대신하여 전송하기도 하지만 여기에서는 언급하지 않겠읍니다. movsb 명령은 DS:[SI] 에서 ES:[DI] 으로 CX 번만큼 전송하며 DF (direction Flag) 의 값에 따라 한바이트 전송한후 SI,DI 값을 결정합니다. DF 가 1 이면 SI,DI 모두 1 을 빼줍니다. 그러나 DF 가 0 이면 SI,DI 모두 1 을 더해줍니다. 그러니까 DF 가 1 일때는 전송하고자 하는 마지 막 부분을 SI,DI 가 가리키도록 해야 하고 DF 가 0 일때는 첫부 분을 가리키게 합니다. 보통 DF 는 0 으로 놓고 전송합니다. 왜 냐하면 버퍼의 첫주소를 알아내기가 쉽기 때문입니다. DF 를 0 으로 하는 명령은 cld 입니다. DF 를 1 로 하려면 std 하면 됩니 다. 이 명령을 수행한 후에 movsb 를 수행하는데.. 그냥 쓰면 한 번밖에 수행하지 않으므로 아래와 같이 합니다. REP movsb 앞의 REP 는 반복지시어입니다. 이것이 있어야 CX 번만큼 전송하 게 됩니다. 블럭 전송명령은 많은 데이터를 빠르게 전송하고자 할때 다른 어떤 명령보다도 효율적입니다. 많은 데이터를 다룬다 면 이 명령을 쓰는 것이 가장 좋죠. 아래의 예는 buff1 에서 buff2 로 number 만큼 전송하는 예입니다. lds si,buff1 les di,buff2 mov cx,number cld REP movsb 허르미 한글 라이브러리의 Scroll,Image 제어등 대부분의 그래픽 부분이 이 명령을 이용하고 있읍니다. 비슷한 블럭제어 명령을 하나 더 알아보겠읍니다. stosb 는 특정 값으로 메모리를 채울때 유리합니다. 이때 채우는 값은 al 레지스터에 넣습니다. les di,buff1 mov cx,number mov al,WRITEVALUE cld REP stosb 하면 buff1 을 WRITEVALUE 로 number 수만큼 채우게 됩니다. 허 르미한글라이브러리에서는 Boxfill 에 이 명령을 이용하고 있읍 니다. 역시 많은 데이터의 처리에 상당히 효과적인 명령입니다. 지금까지 설명한 내용을 참고한다면 간단한 inline assembly 프 로그램의 작성이 가능하리라고 봅니다. 일단 제 강좌를 이해하는 데에는 무리가 없을 것입니다. 그럼 마지막으로 예제를 하나 보 이고 끝내겠읍니다. 아래 예제는 buff 라는 char * 형의 포인터 와 num 이라는 integer 형의 인수를 받아서 buff 의 각바이트를 num 개 만큼 reverse 하는 ( 1 의 보수를 취함 ) 예제입니다. void reverse(char *buff,int num) { asm les di,buff asm mov cx,num lp1: asm mov ah,es:[di] asm not ah asm mov es:[di],ah asm inc di asm loop lp1 } 함수내에서 ES 레지스터를 변경하고 있으나 ES 의 경우 특별한 경우가 아니라면 보존/복귀해줄 필요는 없읍니다. 그럼.. 도움이 되셨기를 ..허르미.. !!!