Kyojun Jin

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Stack and Subprograms 3

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Enter 와 Leave 명령어

함수가 호출될 때,

push  ebp
mov   ebp, esp
sub   esp, LOCAL_BYTES

...

mov  esp, ebp
pop  ebp

와 같은 방식으로

  1. ebp의 저장 push ebp
  2. esp의 저장 mov ebp, esp
  3. 지역변수 할당 sub esp, LOCAL_BYTES
    ~ 함수의 동작 ~
  4. esp 복구 mov esp, ebp
  5. ebp 복구 pop ebp

의 다섯 줄은 필수였다. 그러나 이제 1 ~ 3 을 enter, 4 ~ 5 를 leave 라는 명령어로 대체하자.

위 코드는

subprogram :
            enter LOCAL_BYTES, 0
            
            ;
            
            leave
            ret

으로 쉽게 대체된다. enter는 call frame 의 생성, leave 는 call frame 의 제거이다.

Reentrant 와 recursive 한 subprogram

reentrant 한 subprogram 은 다음을 만족해야 한다.

  1. 그 어떤 코드 명령어도 바꿔선 안 된다.
  2. 지역변수를 바꿔서도 안 된다. (data와 bss 세그먼트에 있는 값)
  3. 모든 변수는 스택에 저장되어야 한다.

reentrant 한 코드 작성의 장점

  1. reentrant 한 subprogram 은 재귀적으로 호출될 수 있다.
  2. reentrant 한 프로그램은 여러 프로세스들이 쓸 수 있다.
  3. 멀티 스레드 프로그램에서 더 잘 돌아간다.

reentrant 한 프로그램은 다중 프로세서, 다중 스레드에서
그 함수를 공유할 때 문제가 없어야 한다.

다중 모듈 프로그램

다중 모듈 (multi-module) 프로그램은 두 개 이상의 오브젝트 파일로 구성된다.
모듈 A 가 모듈 B 에서 정의된 레이블을 쓰기 위해선 extern 이라는 directive 가 사용되어야 한다.
레이블은 기본적으로 외부에서 접근할 수가 없다. 그러기 위해선 global 이란 directive 로, global 함이 선언되어야 한다.

main.asm

extern  get_int, print_sum

call  get_int
...
call  print_sum

sub.asm

global get_int, print_sum

get_int : 
  ...
  
print_sum :
  ...

extern 이 없으면 main.asm 을 어셈블 할 때 get_int 가 무엇이냐 물어보는 에러가 난다.
global 이 없으면 둘 다 각각 어셈블 할 때는 상관이 없는데,
링크해서 실행 파일을 만들 때 main 쪽에서 찾아도 없다는 에러가 나온다.

C 와 어셈블리의 조우

어셈블리의 루틴들은 C와 함께 쓰이기도 한다. 그 이유는

  • C 에서 접근이 어렵거나 불가능한 하드웨어 기능들에 직접 접근이 필요할 때가 있다.
  • 루틴이 가능한 한 빨라야 하고 프로그래머가 컴파일러보다 더 잘 최적화 할 수 있다.

C 함수에서 어셈블리 부르기

  1. 레지스터 저장하기
    C는 함수가 다음 레지스터에 값을 저장하고 있을 것이라 예상한다 :
    EBX, ESI, EDI, EBP, CS, DS, SS, ES

  2. 함수의 레이블
    대부분의 C 컴파일러는 global, 혹은 static 한 함수에 언더바 하나(‘_’) 를 앞에 붙인다.

  3. 매개변수 전달
    매개변수들은 함수 호출했을 때 보이는 것과 반대로 스택에 push 된다.

  4. 값 반환
    모든 정수형은 EAX 레지스터로 반환된다.
    만일 32비트보다 작다면, 32비트로 비트 확장된 다음 EAX 에 저장된다.
    64비트 값은 EDX:EAX 쌍으로 전달된다.

  5. 그 외
    cdecl 과 stdcall 방식이 있다.
    gcc 에서 다음과 같이 선언이 가능하다.

void f(int)_attribute ((cdecl))

대부분의 컴파일러는 cdecl 방식을 따른다.

커맨드 라인 매개변수

int main (int argc, char[] argv) {
  if (argc != 3) {
    printf("wrong parameter form\n");
    return 0;
  }
  
  FILE* fp1 = fopen(*++argv);
  FILE* fp2 = fopen(*++argv);
  ...

위는 직접 작성한 리눅스의 cp 명령어의 일부이다.
이를 컴파일 해서 실행파일로 만들 때
gcc -o cp copy.c 로 하면 추후에 cp a.txt b.txt 로 바로 실행할 수가 있다.

이때 argc 는 매개변수의 개수 (실행파일 이름 포함)
argv 는 매개변수 벡터의 시작지점을 갖고 있다.

이전에 배운 스택 프레임을 그리자면,

Stack
argv[3]
argv[2]
argv[1]
argv[0]
…
pointer to argument vector
4
return address of main
old EBP

가 된다.

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