Irvine32 라이브러리

요약

화면에 숫자 하나를 찍는 일도 맨손으로 하려면 수를 글자로 바꾸고 운영체제에 부탁하는 코드를 길게 써야 한다. 교재 저자가 이런 일을 미리 만들어 둔 도구 상자가 있어서, 약속된 레지스터에 값을 넣고 도구 이름을 부르기만 하면 된다. 덕분에 입출력에 매이지 않고 배우려는 명령에 집중할 수 있다. 다만 도구마다 값을 받는 레지스터가 정해져 있어서, 다른 레지스터에 넣고 부르면 오류 없이 엉뚱한 것이 찍힌다.

예시로 보기

지금까지의 프로그램은 계산을 해도 결과를 볼 길이 없었다. EAX에 든 값을 화면에 16진수로 찍어 본다.

INCLUDE Irvine32.inc
.code
    mov eax,1234h       ; 찍을 값을 EAX에 넣고
    call WriteHex       ; 16진수로 찍는다
    call Crlf           ; 줄을 바꾼다

세 가지를 한다. 맨 위에 INCLUDE Irvine32.inc를 쓴다. 약속된 레지스터에 값을 넣는다. CALL로 프로시저를 부른다. INCLUDE 지시어는 프로시저들의 선언(원형)을 그 자리에 복사해 넣는다. 그래야 어셈블러가 WriteHex라는 이름을 안다.

실제 라이브러리의 WriteHex는 32비트 값을 앞자리를 0으로 채운 여덟 자리로 찍는 것으로 알려져 있다. 그러면 이 코드는 00001234를 찍는다[확인필요].

검증: 35의 2진·10진·16진 표기, EFL=00000286에서 읽은 플래그, 예제 2와 2a의 출력이 같은 것, SIZEOF fileName - 1 = 79, 예제 5의 호출 순서와 0~99 범위, yellow + (blue * 16) = 1Eh, 프로시저 48개 — 28_irvine32-library_verify.py (라이브러리 자체는 돌리지 못했다. 본문에 실린 출력과 인수 계산만 파이썬으로 다시 셈했고, 호출 순서는 라이브러리 프로시저를 파이썬 함수로 바꿔 끼운 흉내로 확인했다)

부르는 법

모든 프로시저를 CALL로 부른다. 어떤 프로시저는 받는 값이 있다. 받는 값은 레지스터로 넘긴다(레지스터 매개변수와 USES). 아래 예제에 나오는 약속은 다음과 같다.

프로시저	부르기 전에 넣는 것	하는 일
`WriteHex`, `WriteDec`, `WriteBin`, `WriteInt`	EAX = 찍을 수	16진, 부호 없는 10진, 2진, 부호 있는 10진으로 찍는다
`WriteString`	EDX = 문자열의 주소	0으로 끝나는 문자열을 찍는다
`ReadString`	EDX = 받을 자리의 주소, ECX = 받을 글자 수의 한도	글자를 읽어 넣고 끝에 0을 붙인다
`Delay`	EAX = 멈출 시간(밀리초)	그만큼 멈춘다
`RandomRange`	EAX = 위쪽 한계 n	0부터 n − 1까지의 난수를 EAX로 돌려준다
`SetTextColor`	EAX = 글자색 + 배경색 × 16	이후에 찍는 글자의 색을 바꾼다
`Crlf`, `Clrscr`, `DumpRegs`	없음	줄 바꾸기, 화면 지우기, 레지스터와 플래그 찍기

예제 여섯

예제 1. 화면을 지우고, 500밀리초 멈추고, 레지스터와 플래그를 찍는다.

    call Clrscr
    mov eax,500
    call Delay
    call DumpRegs

EAX=00000613  EBX=00000000  ECX=000000FF  EDX=00000000
ESI=00000000  EDI=00000100  EBP=0000091E  ESP=000000F6
EIP=00401026  EFL=00000286  CF=0  SF=1  ZF=0  OF=0

DumpRegs는 프로그램을 고칠 때 가장 자주 쓴다. 명령 하나를 실행한 뒤 레지스터와 플래그가 어떻게 됐는지 눈으로 본다. 위 출력에서 EFL=00000286은 플래그가 모인 레지스터의 값이고, 뒤의 네 칸은 거기서 네 비트를 뽑아 보여 준 것이다. 286h는 2진수로 0010 1000 0110이다. 0번 비트(CF)가 0, 6번 비트(ZF)가 0, 7번 비트(SF)가 1, 11번 비트(OF)가 0이라 옆에 적힌 값과 맞는다¹.

예제 2와 2a. 0으로 끝나는 문자열을 찍고 다음 줄 맨 앞으로 간다. 줄 바꾸기를 Crlf로 해도 되고, 문자열 안에 줄 바꿈 글자 둘(0Dh, 0Ah)을 넣어도 된다.

.data
str1 BYTE "Assembly language is easy!",0
.code
    mov edx,OFFSET str1
    call WriteString
    call Crlf

.data
str1 BYTE "Assembly language is easy!",0Dh,0Ah,0
.code
    mov edx,OFFSET str1
    call WriteString

0Dh는 줄 맨 앞으로 가는 글자(CR), 0Ah는 한 줄 내려가는 글자(LF)다(부호와 부호화). Crlf라는 이름이 이 둘을 합친 것이다¹.

예제 3. 부호 없는 정수 35를 2진, 10진, 16진으로 한 줄씩 찍는다.

IntVal = 35
.code
    mov eax,IntVal
    call WriteBin       ; 2진
    call Crlf
    call WriteDec       ; 10진
    call Crlf
    call WriteHex       ; 16진
    call Crlf

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0011
35
23

\(35 = 32 + 2 + 1\)이라 2진수 끝이 10 0011이고, 네 자리씩 끊어 읽으면 23h다.

예제 4. 사용자에게서 문자열을 받는다. EDX가 받을 자리를 가리키고, ECX가 받을 수 있는 글자 수의 한도다. 끝에 0이 저절로 붙는다.

.data
fileName BYTE 80 DUP(0)
.code
    mov edx,OFFSET fileName
    mov ecx,SIZEOF fileName - 1     ; 79
    call ReadString

왜 80이 아니라 79일까? 80칸 가운데 한 칸은 끝에 붙을 0의 자리로 남겨야 한다.

예제 5. 0부터 99까지의 난수 열 개를 한 줄에 하나씩 찍는다.

    mov ecx,10              ; 열 번
L1: mov eax,100             ; 위쪽 한계
    call RandomRange        ; EAX = 0~99의 난수
    call WriteInt           ; 부호 있는 정수로 찍는다
    call Crlf
    loop L1

RandomRange가 EAX로 돌려준 값을 WriteInt가 그대로 EAX로 받는다. 그래서 둘 사이에 옮기는 명령이 없다.

예제 6. 파란 바탕에 노란 글자로 문자열을 찍는다. 배경색에 16을 곱해 글자색에 더한다.

.data
str1 BYTE "Color output is easy!",0
.code
    mov eax,yellow + (blue * 16)
    call SetTextColor
    mov edx,OFFSET str1
    call WriteString
    call Crlf

16을 곱하면 16진수에서 한 자리 왼쪽으로 간다. 그래서 위 자리(위 4비트)가 배경색, 아래 자리가 글자색이 된다. yellow가 14, blue가 1이면 \(14 + 1 \times 16 = 30\), 곧 1Eh다². 같은 꼴의 색 바이트가 BIOS 비디오 INT 10h와 속성 바이트에 다시 나온다.

프로시저 목록

자주 쓰는 프로시저 48개를 하는 일끼리 묶으면 다음과 같다¹.

묶음	프로시저	하는 일
수 찍기	`WriteBin`, `WriteBinB`	부호 없는 32비트 정수를 2진으로. `B`가 붙은 것은 바이트·워드·더블워드 크기를 골라서
	`WriteDec`, `WriteInt`	부호 없는 10진, 부호 있는 10진
	`WriteHex`, `WriteHexB`	16진. `B`가 붙은 것은 크기를 골라서
글자 찍기	`WriteChar`, `WriteString`, `Crlf`	글자 하나, 0으로 끝나는 문자열, 줄 바꿈
수 읽기	`ReadDec`, `ReadInt`, `ReadHex`	키보드에서 부호 없는 10진, 부호 있는 10진, 16진 정수를 읽는다
글자 읽기	`ReadChar`, `ReadKey`, `ReadString`	글자 하나, 키보드 버퍼의 글자, Enter까지의 문자열
화면	`Clrscr`, `Gotoxy`, `GetMaxXY`	지우고 커서를 왼쪽 위로, 커서를 행·열로 옮기기, 콘솔의 열·행 수
	`SetTextColor`, `GetTextColor`	글자색·배경색 정하기, 지금 색 알아내기
	`WaitMsg`, `MsgBox`, `MsgBoxAsk`	메시지를 찍고 Enter 기다리기, 팝업 창 띄우기
시간	`Delay`, `GetMseconds`, `GetDateTime`	n밀리초 멈추기, 자정부터 흐른 밀리초, 지금 날짜와 시각
난수	`Randomize`, `Random32`, `RandomRange`	난수 발생기 씨앗 넣기, 0~FFFFFFFFh의 난수, 범위 안의 난수
문자열	`Str_compare`, `Str_copy`, `Str_length`	두 문자열 견주기, 복사, 길이를 EAX로
	`Str_trim`, `Str_ucase`	필요 없는 글자 떼기, 대문자로 바꾸기
글자 판별·변환	`IsDigit`	AL이 숫자 글자(0~9)의 ASCII 코드면 ZF를 1로
	`ParseDecimal32`, `ParseInteger32`	부호 없는·부호 있는 정수 문자열을 2진 값으로
파일	`CreateOutputFile`, `OpenInputFile`, `CloseFile`	쓸 파일 만들기, 있는 파일 열기, 닫기
	`ReadFromFile`, `WriteToFile`	파일을 버퍼로 읽기, 버퍼를 파일에 쓰기
고칠 때	`DumpRegs`, `DumpMem`	레지스터와 플래그를 16진으로, 메모리 한 구역을 16진으로
	`WriteStackFrame`, `WriteStackFrameName`	지금 프로시저의 스택 프레임을 찍기. 뒤의 것은 프로시저 이름도 함께
그 밖	`GetCommandtail`, `WriteWindowsMsg`	명령줄에 덧붙인 글자를 바이트 배열로, 윈도우가 가장 최근에 낸 오류 메시지

IsDigit처럼 답을 플래그로 돌려주는 프로시저는 부른 뒤 바로 조건 점프로 갈라 쓴다.

활용

실습 프로그램을 고칠 때의 기본 도구는 DumpRegs와 DumpMem이다. 런타임 스택의 예제도 DumpMem을 ESI(주소), ECX(개수), EBX(원소 크기)로 부른다.
이 프로시저들은 결국 운영체제에 일을 부탁한다. 16비트 MS-DOS에서 같은 일을 운영체제에 직접 부탁하는 방법은 INT 21h 입출력 함수에 있다.
흔한 실수: 찍을 값을 약속과 다른 레지스터에 넣는다. WriteString을 부르면서 주소를 EAX에 넣으면 어셈블러는 오류를 내지 않는다. 프로시저는 EDX에 들어 있던 값을 주소로 쓴다¹.
흔한 실수: LOOP 안에서 부르는 프로시저가 EAX로 값을 돌려주는 것을 잊고, EAX에 넣어 둔 값이 남아 있으리라 기대한다. 예제 5가 mov eax,100을 루프 안에서 매번 다시 하는 까닭이다.

연결

선수: 프로시저와 CALL·RET, 레지스터 매개변수와 USES
INCLUDE가 들어가는 자리와 라이브러리가 합쳐지는 단계: 프로그램 틀, 어셈블·링크·실행 과정
같은 일을 운영체제와 BIOS에 직접 부탁하기: INT 21h 입출력 함수, BIOS 비디오 INT 10h와 속성 바이트

확인 문제

C1 WriteString, WriteDec, ReadString을 부르기 전에 어느 레지스터에 무엇을 넣는가?

답: WriteString: EDX에 0으로 끝나는 문자열의 주소. WriteDec: EAX에 찍을 부호 없는 정수. ReadString: EDX에 받을 자리의 주소, ECX에 받을 글자 수의 한도.

C2 fileName BYTE 80 DUP(0)에 문자열을 받을 때 ECX에 SIZEOF fileName이 아니라 SIZEOF fileName - 1을 넣는 까닭은?

답: ReadString은 읽은 글자 뒤에 0을 하나 붙인다. 80칸에 글자 80개를 받으면 0이 들어갈 자리가 없다. 79개까지만 받게 해 마지막 한 칸을 남긴다.

C3 글자색 상수가 white = 15, red = 4라 하자. 빨간 바탕에 흰 글자로 바꾸려면 SetTextColor를 부르기 전 EAX에 넣을 식과 그 값을 16진수로 쓰라.

답: mov eax,white + (red * 16). 값은 \(15 + 64 = 79\), 곧 4Fh.
이유: 배경색에 16을 곱해 위 자리로 올린다. 16진수 4Fh의 위 자리 4가 배경(빨강), 아래 자리 F가 글자색(흰색)이다. red + (white * 16) = F4h로 쓰면 흰 바탕에 빨간 글자가 된다.

EFLAGS의 비트 자리(CF 0번, ZF 6번, SF 7번, OF 11번)는 Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual 1권 3.4.3절을 따랐다. ↩ ↩² ↩³ ↩⁴
Irvine32.inc는 black = 0, blue = 1, …, yellow = 14, white = 15로 정해 둔다. 카드 C3의 값도 이 표를 따랐다. ↩