오퍼랜드 식별자(operand specifier 어셈블리의 시작과 끝 - CS:APP 3.4.1

오퍼랜드 식별자란?
어셈블리에서 “이 데이터 어디서 가져올거야?”를 명시하는 방식
즉, 값의 출처(location of data) 를 어떻게 지정하느냐임

오퍼랜드의 종류

구분	예시	해석	핵심 특징
Immediate	$0x10	상수 16	값 그 자체
Register	%rax	레지스터 rax에 저장된 값	가장 빠름, 가장 흔함
Memory	8(%rbp)	rbp+8 위치의 메모리 값	간접 참조, 주소 계산 포함

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Immediate(즉시값) 타입 ($value)

movq $5, %rax ; rax에 5 저장

• $5 : 숫자 그 자체
• 앞에 $는 “뒤에 오는 것이 주소가 아닌 값” 이라는 선언
  • C로 따지면 x = 5; 같은 느낌

movq $0x10, %rax ;rax에 0x10을 저장

• 메모리에서 가져오는게 아닌, 명령어 내부에서 즉시 가져옴
• CPU는 값을 해석할 필요 없이 바로 실행
• 이는 명령어 저장 구조에 의해 가능
  • [opcode][destination][immediate 0x10]
• 속도 빠름, 비용 낮음, 하지만 무조건 상수만 가능

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Register 타입 (%rax, %rcx, …)

movq %rdi, %rax ; rdi -> rax

• 위 코드는 CPU 내부에 있는 저장소 간 복사를 의미
  • C로 따지면 x = y; 랑 대응되는 의미

addq %rax, %rbx

• 두 레지스터 간 연산
• CPU입장에서는 내부 저장소 끼리 연산수행
• 메모리 접근 안함 → 가장 빠름, 캐시나 버스 트래픽 없음

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Memory(메모리 참조) 타입 ((%rax), 8(%rbp), …)

movq (%rsp), %rax ; rsp(스택 꼭대기) -> rax

• 괄호는 무조건 메모리 참조라는 뜻
• (%rsp) → “rsp가 가리키는 주소에 있는 값”

movq (%rdi), %rax

• 여기서 %rdi는 그냥 주소
• 그 주소에 접근해 주소가 가리키는 값을 로드
  • 즉 괄호 → 메모리 간접 참조
  • (%rdi) = “%rdi에 있는 값을 주소로 생각해서, 그 메모리 위치에 있는 값 가져와”

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예시

movq 8(%rbp, %rcx, 4), %rax

• 의미 분석:
  • 베이스 : %rbp
  • 인덱스 : %rcx
  • 스케일 : 4 (즉, rcx * 4)
  • 오프셋 : 8
  • 전체 주소 = %rbp + (%rcx * 4) + 8

배열의 인덱스 접근 처럼 생긴 고급 메모리 참조 방식

마치 C에서의 arr[i + 2]나, struct[i].x에 대응

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주의사항

1. Immediate와 Memory 착각첫 째는 16을 rax로, 두 번째는 메모리 주소 0x10을 읽는 것
2. movq $0x10, %rax movq 0x10, %rax
3. mov %eax, (%rax) vs mov (%rax), %eax
   • 이는 읽기 / 쓰기가 바뀜
     • mov (%rax), %eax → 메모리에서 읽어오기
     • mov %eax, (%rax) → 메모리에 쓰기

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요약

• $ → 즉시값
• % → 레지스터
• ( ) → 메모리 주소 참조 (이때 64비트 레지스터만 주소 참조 가능)

표기	의미
$value	값 그 자체 (immediate)
%reg	레지스터 값
(%reg)	레지스터가 가리키는 주소의 값 (memory indirect)
offset(%reg)	주소 오프셋 포함된 메모리 참조
(%base, %idx, scale)	배열식 주소 연산

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오퍼랜드 형식 읽기

왜 필요한가?
”메모리 오퍼랜드”를 어떻게 해석하는지 정리된 도표
즉, mov, add, cmp, lea 같은 명령어가 ”어디서 값을 읽고/쓸지” 결정할 때 사용하는 주소 계산방식

각 Form 설명

Form	의미
$imm	즉시 값, 그냥 숫자. 메모리 안 봄
%rax	레지스터 값
imm	절대 주소. 거의 안 씀. OS나 커널 영역에서나 나옴
(%rax)	%rax가 가리키는 메모리
8(%rax)	%rax + 8 주소의 메모리
(%rax,%rcx)	%rax + %rcx 주소
8(%rax,%rcx)	%rax + %rcx + 8
(%rcx,4)	%rcx * 4 주소
8(,%rcx,4)	8 + %rcx * 4
(%rax,%rcx,4)	%rax + %rcx * 4 (진짜 배열처럼 생김)
8(%rax,%rcx,4)	%rax + %rcx * 4 + 8

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1. 컬럼
   1. Form : 어셈블리 문법상 어떻게 쓰이는지
   2. Operand Value : 내부적으로 어떤 주소를 참조하게 되는지 (메모리 접근 수식)
   3. Name : 해당 방식의 이름
2. 전체 주소 계산 공식 (‼중요)

[imm + R[rb] + R[ri]*s]
모든 주소 지정의 뿌리

• imm : 상수 오프셋 (Immediate)
• rb : Base Register (기준 주소)
• ri : Index Register (인덱스)
• s : Scale (배열 요소 크기 등, 1,2,4,8 중 하나)

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예제

movl 8(%rbp), %eax

→ rbp + 8 주소에서 4바이트 값을 읽어서 %eax(32비트, 4바이트)에 저장

movl (%rdi, %rcx, 4), %eax

→ 배열 접근

• %rdi = 배열 시작 주소
• %rcx = 인덱스
• *4 = 4바이트(구조체 크기)

즉 eax = A[rcx];

movb $1, 16(%rbx,%rdx,8)

→ 구조체 배열의 특정 필드에 값 저장하는 상황

• %rbx = struct 배열 시작 주소
• %rdx = 인덱스
• *8 = 8바이트(구조체 크기)
• +16 = 필드 오프셋

즉 arr[rdx].field = 1;

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• 구조체 크기는 1, 2, 4, 8 중 하나만 가능
• 메모리 ↔ 메모리 연산은 안 됨
  • add (%rax), (%rbx) 절대 불가

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연습문제

주소	값		레지스터	값
0x100	0xFF		%rax	0x100
0x104	0xAB		%rcx	0x1
0x108	0x13		%rdx	0x3
0x10C	0x11

Operand	Value
%rax
0x104
$0x108
(%rax)
4(%rax)
9(%rax,%rdx)
260(%rcx,%rdx)
0xFC(,%rcx,4)
(%rax,%rdx,4)

 

 

답안

| Operand | Value |
| --- | --- |
| %rax | 0x100 |
| 0x104 | 0xAB |
| $0x108 | 0x108 |
| (%rax) | 0xFF |
| 4(%rax) | 0xAB |
| 9(%rax,%rdx) | 0x11 |
| 260(%rcx,%rdx) | 0x13 |
| 0xFC(,%rcx,4) | 0xFF |
| (%rax,%rdx,4) | 0x11 |