명령어

저급언어

• 기계어 : 0과 1로 이루어짐
• 어셈블리어 : 기계어를 읽기 편한 형태로 번역

고급언어

• C, JAVA, Python 등등 
• 고급언어가 저급언어로 변환되는 방법
  • 컴파일 언어
    • 소스코드(고급언어) -> 컴파일러(컴파일) -> 목적코드(저급언어)
  • 인터프리트 언어
    • 인터프리터에 의해 한 줄씩 실행

https://godbolt.org/

Compiler Explorer

 

명령어

명령어는 연산코드와 오퍼랜드로 이루어져 있다. (연산코드는 필수, 오퍼랜드는 0개 이상)

• 연산코드 : 수행할 연산
  • 데이터 전송
    • MOVE : 데이터를 옮겨라
    • STORE : 메모리에 저장하라
    • LOAD(FETCH)
    • PUSH
    • POP
      • STACK : Last In First Out (LIFO) 후입선출 
      • QUEUE : First In First Out (FIFO)
  • 산술/논리 연산
    • ADD / SUBTRACT / MULTIPLY / DIVIDE
    • INCREMENT / DECREMENT
    • AND / OR / NOT
  • 제어 흐름 변경
    • JUMP : 특정 주소로 실행 순서를 옮겨라
    • CONDITIONAL JUMP : 조건에 부합할 때 특정 주소로 실행 순서를 옮겨라
    • HALT : 프로그램의 실행을 멈춰라
    • CALL : 되돌아올 주소를 저장한 채 특정 주소로 실행순서를 옮겨라
    • RETURN : CALL을 호출할 때 저장했던 주소로 돌아가라
  • 입출력 제어
• 오퍼랜드 : 연산에 사용될 데이터 혹은 연산에 사용될 데이터가 저장된 위치(주소 필드)
  • 유효 주소(effective address) 
    • • 연산에 사용할 데이터가 지정된 위치
  • 명령어 주소 지정 방식(addressing modes)
    • 연산에 사용할 데이터가 저장된 위치를 찾는 방법
    • 유효 주소를 찾는 방법
    • 다양한 명령어 주소 지정 방식
    • 즉시 주소 지정 방식 (immediate addressing mode)
      • 연산에 사용할 데이터를 오퍼랜드 필드에 직접 명시
      • 가장 간단한 형태의 주소 지정 방식
      • 연산에 사용할 데이터의 크기가 작아질 수 있지만, 빠름
    • 직접 주소 지정 방식 (direct addressing mode)
      • 오퍼랜드 필드에 유효 주소 직접적으로 명시
      • 유효 주소를 표현할 수 있는 크기가 연산 코드만큼 줄어듦
    • 간접 주소 지정 방식(indirect addressing mode)
      • 오퍼랜드 필드에 유효 주소의 주소를 명시
      • 앞선 주소 지정 방식들에 비해 속도가 느림 
    • 레지스터 주소 지정 방식 (register addressing mode)
      • 연산에 사용할 데이터가 저장된 레지스터 명시
      • 메모리에 접근하는 속도보다 레지스터에 접근하는 것이 빠름 
    • 레지스터 간접 주소 지정 방식 (register indirect addressing mode)
      • 연산에 사용할 데이터를 메모리에 저장
      • 그 주소를 저장한 레지스터를 오퍼랜드 필드에 명시 

 

C 언어 컴파일 과정

전처리기(preprocessor) -> 컴파일러(compiler) -> 어셈블러(assembler) -> 링커(linker)

• 전처리과정(preprocessing)
  • 본격적으로 컴파일하기 전에 처리할 작업들
  • 외부에 선언된 다양한 소스 코드, 라이브러리 포함 ( #include)
  • 프로그래밍의 편의를 위해 작성된 매크로 반환 (#define)
  • 컴파일할 영역 명시 (#if, #ifdef )
• 컴파일 과정(compiling)
  • 전처리가 완료 되어도 여전히 소스 코드
  • 전처리 완료된 소스 코드를 저급 언어(어셈블리 언어)로 변환
• 어셈블 과정(assembling)
  • 어셈블리어를 기계어로 변환
  • 목적 코드(object file)를 포함하는 목적 파일이 됨
• 목적파일 vs 실행파일
  • 목적 파일과 실행 파일은 둘 다 기계어로 이루어진 파일 
  • 목적 파일은 링킹(linking)을 거친 이후에야 실행 파일이 된다