어셈블리어 기초 사용법 & 예제 총정리

1. 어셈블리어란?

어셈블리어는 컴퓨터와 직접적으로 상호작용하는 저급 프로그래밍 언어로, 기계어의 가독성을 향상시키기 위해 만들어진 언어입니다. 컴퓨터의 CPU가 이해할 수 있는 기계어와 일대일로 대응하는 어셈블리어 명령어로 구성되어 있으며, 주로 특정한 하드웨어를 제어하거나 성능을 최적화하기 위해 사용됩니다.

어셈블리어 프로그래밍은 기계어를 직접 작성하는 것보다 읽기 쉽고 이해하기 쉽게 작성할 수 있습니다. 어셈블리어 명령어는 사람이 읽기 편한 형태의 기호나 단어로 이루어져 있으며, 메모리 위치에 직접 접근하여 데이터를 읽거나 쓰는 등의 작업을 수행할 수 있습니다.

어셈블리어는 저급 프로그래밍 언어로서 하드웨어 제어, 임베디드 시스템 개발, 네트워크 프로그래밍 등에 많이 사용되며, 고급 프로그래밍 언어와의 결합을 통해 성능 최적화나 특정 기능 구현에 유용하게 활용됩니다. 어셈블리어를 사용하면 프로그램의 성능을 향상시킬 수 있지만, 이해하기 어려운 부분도 있으므로 경험이 필요합니다.

2. 어셈블리어의 기본 문법

어셈블리어의 기본 문법은 다음과 같이 구성됩니다:

레지스터

어셈블리어에서 가장 중요한 개념은 레지스터입니다. 레지스터는 CPU 내에 있는 기억 장치로서 데이터를 저장하고 연산을 수행하는데 사용됩니다. 각 레지스터에는 고유한 이름이 있으며, 예를 들어 ax, bx, cx, dx 등이 자주 사용되는 일반적인 레지스터입니다. 어셈블러는 이러한 레지스터를 사용하여 연산을 수행하고 데이터를 저장합니다.

명령어

어셈블리어 프로그램은 명령어의 연속으로 구성됩니다. 각 명령어는 하나의 기능을 수행하며, 어셈블러는 이러한 명령어를 기계어로 변환하여 실행합니다.

명령어는 일반적으로 다음과 같은 형식을 가지고 있습니다:

[레이블:] 명령어 [오퍼랜드]

• 레이블: 명령어의 위치를 가리키는 식별자입니다. 명령어에 대한 참조 위치를 지정하는 데 사용됩니다.
• 명령어: 실제로 수행할 작업을 지정하는 명령어입니다.
• 오퍼랜드: 명령어에 전달되는 인자 또는 데이터입니다. 오퍼랜드는 필요에 따라 생략될 수 있습니다.

데이터 전송

어셈블리어는 데이터 전송을 위해 mov 명령어를 사용합니다. 예를 들어 다음과 같은 코드는 레지스터 간 데이터를 전송합니다:

mov ax, bx  ; bx 레지스터의 값을 ax 레지스터로 전송

위 코드는 bx 레지스터의 값을 ax 레지스터로 복사합니다.

산술 연산

어셈블리어는 다양한 산술 연산을 지원합니다. add, sub, mul, div 등의 명령어를 사용하여 레지스터 간 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 등의 연산을 수행할 수 있습니다. 예를 들어 다음과 같은 코드는 ax 레지스터와 bx 레지스터의 값을 더한 후 결과를 cx 레지스터에 저장합니다:

add cx, ax, bx  ; ax + bx의 결과를 cx 레지스터에 저장

조건부 분기

조건부 분기는 조건을 기반으로 프로그램의 실행 흐름을 제어하는데 사용됩니다. cmp 명령어를 사용하여 두 값을 비교하고, je, jne, jg, jl, jmp 등의 명령어를 사용하여 특정 조건을 만족할 때 분기할 수 있습니다. 예를 들어 다음과 같은 코드는 ax 레지스터의 값이 0인 경우 레이블 zero로 분기합니다:

cmp ax, 0   ; ax와 0 비교
je zero     ; ax가 0이면 zero로 분기

위 코드는 ax 레지스터의 값이 0인 경우 zero라는 레이블로 분기합니다.

어셈블리어 프로그래밍은 이러한 기본 문법과 다양한 명령어를 활용하여 복잡한 프로그램을 작성할 수 있습니다. 이를 통해 하드웨어와 직접적으로 상호작용하고 성능을 최적화할 수 있습니다.

3. 어셈블리어의 데이터 처리

어셈블리어는 데이터를 처리하기 위해 다양한 명령어와 기능을 제공합니다. 다음은 어셈블리어에서 데이터를 처리하는 주요한 내용들입니다:

데이터 로드와 저장

어셈블리어에서는 데이터를 메모리에서 레지스터로 로드하거나 레지스터에서 메모리로 저장할 수 있습니다. mov 명령어를 사용하여 데이터를 로드하거나 저장할 수 있습니다. 예를 들어 다음과 같은 코드는 메모리의 주소값을 bx 레지스터에 로드합니다:

mov bx, [address]  ; 메모리의 주소값을 bx에 로드

위 코드에서 address는 메모리 주소를 나타내는 상수나 레이블입니다.

데이터 연산

어셈블리어에서는 다양한 산술 연산을 수행할 수 있습니다. add, sub, mul, div 등의 명령어를 사용하여 레지스터 간 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 등의 연산을 수행할 수 있습니다. 예를 들어 다음과 같은 코드는 ax 레지스터의 값을 bx 레지스터와 더한 후 결과를 cx 레지스터에 저장합니다:

add cx, ax, bx  ; ax + bx의 결과를 cx 레지스터에 저장

비트 연산

어셈블리어는 비트 연산을 지원하여 데이터의 비트 단위 조작을 가능하게 합니다. and, or, xor, not, shift 등의 비트 연산명령어를 사용하여 논리 연산, 비트 뒤집기, 비트 이동 등의 작업을 수행할 수 있습니다. 예를 들어 다음과 같은 코드는 ax 레지스터와 bx 레지스터의 값을 and 연산한 후 결과를 cx 레지스터에 저장합니다:

and cx, ax, bx  ; ax와 bx를 and 연산한 결과를 cx 레지스터에 저장

문자열 처리

어셈블리어에서는 문자열 처리를 위한 명령어들이 제공됩니다. movs, cmps, scas, lods, stos 등의 명령어를 사용하여 문자열을 로드하고 저장하며, 문자열 간의 비교 및 검색도 수행할 수 있습니다. 예를 들어 다음과 같은 코드는 문자열을 한 글자씩 읽어가며 지정된 값을 검색하고, 발견되면 레지스터에 저장합니다:

mov cx, length    ; 검색할 문자열의 길이
mov al, search    ; 검색할 값
mov di, offset    ; 문자열의 시작 주소
repne scasb       ; 문자열 내에서 검색

위 코드에서 length는 검색할 문자열의 길이, search는 찾을 문자열이며, offset은 문자열의 시작 주소입니다.

어셈블리어에서 데이터를 처리하기 위해 이러한 다양한 기능들을 활용할 수 있습니다. 데이터의 로딩과 저장, 연산, 비트 조작 등을 통해 원하는 결과를 얻을 수 있으며, 이를 적절하게 조합하여 다양한 프로그램을 작성할 수 있습니다.

4. 어셈블리어의 제어문

어셈블리어는 프로그램의 실행 흐름을 제어하기 위해 다양한 제어문을 제공합니다. 다음은 어셈블리어에서 사용되는 주요한 제어문들에 대한 상세한 설명입니다:

조건부 분기

조건부 분기는 조건을 기반으로 프로그램의 실행 흐름을 변경하는데 사용됩니다. 어셈블리어에서는 cmp 명령어를 사용하여 두 값을 비교하고, je, jne, jg, jl, jmp 등의 명령어를 사용하여 특정 조건을 만족할 때 분기할 수 있습니다.

• je (Jump if Equal): 비교 결과가 같으면 분기합니다.
• jne (Jump if Not Equal): 비교 결과가 다르면 분기합니다.
• jg (Jump if Greater): 비교 결과가 크면 분기합니다.
• jl (Jump if Less): 비교 결과가 작으면 분기합니다.
• jmp (Unconditional Jump): 무조건 분기합니다.

예를 들어 다음과 같은 코드는 ax 레지스터의 값이 0인 경우 zero로 분기합니다:

cmp ax, 0   ; ax와 0 비교
je zero     ; ax가 0이면 zero로 분기

위 코드에서 cmp 명령어를 사용하여 ax 레지스터와 0을 비교하고, je 명령어를 사용하여 비교 결과가 같으면 zero로 분기합니다.

반복문

반복문은 일련의 작업을 반복적으로 수행하는 데 사용됩니다. 어셈블리어에서는 loop, rep, repe, repne과 같은 반복 지시자를 사용하여 반복문을 작성할 수 있습니다.

loop 명령어

loop 명령어는 CX 레지스터의 값을 감소시키고, 감소된 값이 0보다 크면 지정된 레이블로 분기하는 역할을 합니다. 일반적으로 loop 명령어는 다음과 같은 형식을 가지고 있습니다:

loop label  ; CX 레지스터의 값을 1 감소시키고, 0보다 크면 label로 분기

다음은 loop 명령어를 사용하여 10번 반복하는 예제입니다:

mov cx, 10   ; CX 레지스터에 10을 저장
loop label   ; CX 값 1 감소 및 분기

위 예제에서 loop 명령어는 label로 분기하기 전에 CX 레지스터의 값을 1씩 감소시키며, CX 값이 0보다 크면 계속 반복합니다.

rep, repe, repne 명령어

rep, repe, repne 명령어는 문자열과 함께 사용되어 반복 작업을 수행합니다. rep는 무조건 반복, repe는 조건이 참인 경우 반복, repne은 조건이 거짓인 경우 반복을 의미합니다. 일반적으로 rep 명령어는 다음과 같은 형식을 가지고 있습니다:

rep 명령어  ; 반복할 명령어

다음은 rep 명령어를 사용하여 문자열을 반복하는 예제입니다:

mov cx, 5   ; CX 레지스터에 5를 저장
mov al, 'A' ; 출력할 문자
mov ah, 0eh ; 문자 화면에 출력하는 BIOS 함수
rep stosb   ; al 값을 문자열에 저장하고 CX값 감소

위 예제에서 rep stosb는 al 값을 문자열에 저장하는 명령을 CX 레지스터의 값 만큼 반복합니다.

어셈블리어에서는 이 외에도 다양한 제어문을 사용하여 프로그램의 실행 흐름을 제어할 수 있습니다. 조건부 분기와 반복문을 적절히 조합하여 복잡한 로직을 작성할 수 있으며, 이를 통해 프로그램의 제어 흐름을 원하는대로 조작할 수 있습니다.

5. 어셈블리어 예제 및 실습

어셈블리어를 실습하고 예제를 통해 실제 코드를 살펴보면 어셈블리어의 사용법과 원리를 더 잘 이해할 수 있습니다. 다음은 어셈블리어 예제 및 실습에 대한 상세한 설명입니다.

예제 1: 두 수의 합 구하기

다음은 어셈블리어로 작성된 예제 코드입니다. 이 코드는 ax 레지스터와 bx 레지스터에 저장된 두 수의 합을 cx 레지스터에 저장합니다:

mov ax, 10   ; 첫 번째 수인 10을 ax 레지스터에 저장
mov bx, 20   ; 두 번째 수인 20을 bx 레지스터에 저장
add cx, ax, bx   ; ax와 bx의 값을 더해 cx에 저장

위 코드에서 mov 명령어를 사용하여 ax 레지스터에 첫 번째 수인 10을 저장하고, bx 레지스터에 두 번째 수인 20을 저장합니다. 그리고 add 명령어를 사용하여 ax와 bx 값을 더한 후 결과를 cx 레지스터에 저장합니다. 따라서 cx 레지스터의 값은 10과 20의 합인 30이 됩니다.

예제 2: 문자열 출력하기

다음은 어셈블리어로 작성된 예제 코드입니다. 이 코드는 문자열을 출력합니다:

mov ah, 9    ; 화면에 문자열 출력하는 BIOS 함수
mov dx, offset message   ; 출력할 문자열의 주소를 dx 레지스터에 저장
int 21h      ; 인터럽트 호출하여 문자열 출력

위 코드에서 mov 명령어를 사용하여 ah 레지스터에 9를 저장합니다. 이는 화면에 문자열을 출력하는 BIOS 함수를 호출하기 위한 값입니다. 그리고 mov 명령어를 사용하여 dx 레지스터에 출력할 문자열의 주소를 저장합니다. offset은 문자열의 시작 주소를 의미합니다. 마지막으로 int 명령어를 사용하여 인터럽트를 호출하여 문자열을 출력합니다.

실습

이제 위의 예제를 바탕으로 직접 어셈블리어 코드를 작성해보고 실행해 봅시다.

1. 예제 1을 참고하여 두 수의 차 구하기

   • 두 번째 수에서 첫 번째 수를 뺀 결과를 구하는 코드를 작성해보세요.
   • 레지스터 및 연산에 사용되는 명령어를 적절히 활용하세요.

2. 예제 2를 참고하여 자신이 원하는 메시지 출력하기

   • 자신이 원하는 메시지를 출력하는 코드를 작성해보세요.
   • mov 명령어와 int 명령어를 사용하여 필요한 값을 설정하고, 원하는 메시지의 주소를 저장하세요.

작성한 코드를 어셈블하고 실행하여 결과를 확인해보세요. 이를 통해 어셈블리어의 작동 원리와 코드 작성 방법을 실제로 경험해볼 수 있습니다.