어셈블러 또는 어셈블리 언어는 컴퓨터의 기계어 명령어를 상징적으로 표현하는 저수준 프로그래밍 언어입니다. 하이레벨 프로그래밍 언어가 하드웨어 세부 사항을 추상화하는 것과 달리, 어셈블리 언어는 프로그래머가 컴퓨터 아키텍처에 밀접하게 대응하는 프로그램을 작성할 수 있도록 합니다. 이는 개발자에게 하드웨어 자원에 대한 세밀한 제어를 제공하여 운영 체제, 임베디드 시스템 및 성능이 중요한 애플리케이션과 같이 하드웨어와 직접 상호작용하거나 조작해야 하는 작업에 필수적입니다.
어셈블리 언어는 이진 기계어를 사용하여 프로그래밍 과정을 단순화하기 위한 수단으로 컴퓨팅 초기 단계에서 등장했습니다. 최초의 어셈블러는 1940년대 전자 수치 통합기 및 컴퓨터(ENIAC)를 위해 만들어져 프로그래머가 보다 인간이 읽기 쉬운 형식으로 명령어를 작성할 수 있게 했습니다. 컴퓨터 아키텍처가 발전함에 따라 어셈블리 언어도 발전하였으며, 다양한 하드웨어 설계를 수용하기 위해 여러 어셈블러가 개발되었습니다.
어셈블러는 특정 컴퓨터의 아키텍처에서 직접 영감을 받습니다. 각 프로세서 유형은 고유한 어셈블리 언어를 가지고 있으며, 예를 들어 x86(인텔 및 AMD 프로세서용), ARM(모바일 장치에서 널리 사용됨), MIPS(임베디드 시스템에서 사용됨) 등이 있습니다. 어셈블리 언어는 몇 가지 기본 개념을 공유하지만, 각 하드웨어 플랫폼의 고유한 명령어 집합과 운영 능력을 반영합니다.
오늘날 어셈블리 언어는 애플리케이션 개발의 주요 언어는 아니지만 특정 분야에서 여전히 중요합니다. 성능이 중요한 코드 섹션, 장치 드라이버 및 실시간 시스템을 작성하는 데 일반적으로 사용됩니다. 또한, 어셈블리 언어를 이해하는 것은 리버스 엔지니어링, 악성 코드 분석 및 시스템 보안과 같은 분야에서 매우 중요합니다.
어셈블러는 기계 명령어의 상징적 표현인 기억술을 사용합니다. 예를 들어, MOV AX, 1은 값 1을 레지스터 AX로 이동하는 것을 나타냅니다.
어셈블리 언어는 프로세서 레지스터를 직접 조작할 수 있습니다. 예를 들어, ADD AX, BX 명령어는 레지스터 AX와 BX의 값을 더하고 결과를 AX에 저장합니다.
레이블은 점프 및 루프를 위한 코드 내 위치를 표시하는 데 사용됩니다. 레이블은 start:와 같은 형식일 수 있습니다. 이는 JMP start와 같은 명령어로 루프를 생성하는 데 유용합니다.
지시어는 어셈블러의 동작을 제어하고 메타데이터를 제공합니다. 예를 들어, .data 및 .text 지시어는 각각 데이터와 코드 섹션을 나타냅니다.
주석은 세미콜론을 사용하여 문서화 목적으로 포함될 수 있습니다. 예를 들어, ; This is a comment와 같습니다.
어셈블리는 JMP, JE(같으면 점프), JNE(같지 않으면 점프)와 같은 제어 흐름 명령어를 지원하여 코드 실행에서 분기를 가능하게 합니다.
각 어셈블리 명령어는 일반적으로 연산(opcode)과 피연산자로 구성됩니다. 연산은 단항, 이항 또는 명령어 집합 아키텍처에 따라 더 복잡한 형식을 사용할 수 있습니다.
어셈블리 언어는 MOV AX, 5와 같이 명령어에서 즉시 값을 직접 사용할 수 있으며, 여기서 5는 레지스터 AX에 할당된 즉시 값입니다.
어셈블리는 코드 재사용을 허용하는 프로시저 및 서브루틴 호출을 지원합니다. 이는 CALL 명령어 다음에 레이블을 사용하여 호출할 수 있습니다. 예: CALL myFunction.
어셈블리에는 고수준 데이터 유형이 없지만, 아키텍처에 따라 바이트, 워드 또는 더블 워드를 사용하여 데이터를 관리할 수 있으며, 메모리 주소를 직접 조작할 수 있습니다.
어셈블러는 어셈블리 언어 코드를 기계어로 변환합니다. NASM(넷와이드 어셈블러), MASM(마이크로소프트 매크로 어셈블러), GAS(지누 어셈블러)와 같은 다양한 어셈블러가 있으며, 각각 특정 아키텍처나 운영 체제를 대상으로 합니다.
어셈블리 언어를 위한 개발 환경은 고수준 언어에 비해 덜 일반적이지만, PIC 마이크로컨트롤러용 MPLAB X IDE나 ARM 개발용 Keil과 같은 특정 IDE가 포함됩니다.
어셈블리 언어로 프로젝트를 빌드하려면 개발자는 일반적으로 텍스트 편집기에서 소스 코드를 작성한 다음, 명령줄을 통해 어셈블러를 호출하여 바이너리 또는 오브젝트 파일을 생성합니다. 예를 들어, NASM을 사용할 경우 일반적인 명령은 다음과 같습니다:
nasm -f elf64 myprogram.asm -o myprogram.o
다음으로, ld와 같은 링커를 사용하여 실행 파일을 생성할 수 있습니다:
ld myprogram.o -o myprogram
어셈블리 언어는 최적화된 성능과 직접적인 하드웨어 조작이 필요한 분야에서 주로 사용됩니다. 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:
C, C++, Java와 같은 고수준 언어는 하드웨어에 대한 추상화를 제공하는 반면, 어셈블리 언어는 기계 명령어에 대한 직접적인 제어를 제공합니다. 이는 어셈블리 프로그램이 일반적으로 더 빠르고 작아지게 하며, 자원이 제한된 환경에서 중요하지만, 이식성이 크게 떨어집니다.
어셈블리 언어 최적화는 우수한 성능을 낼 수 있지만, C 및 C++와 같은 언어는 개발 과정을 상당히 단순화합니다. 고수준 언어는 메모리 관리, 오류 검사 및 광범위한 라이브러리를 처리하여 대부분의 애플리케이션에 적합합니다.
어셈블리 언어 구문은 파이썬이나 자바스크립트와 같은 언어에 비해 더 복잡하다고 여겨집니다. 후자는 가독성과 사용 용이성을 우선시합니다. 어셈블리를 배우려면 컴퓨터 아키텍처에 대한 이해가 필요하며, 고수준 언어는 이러한 세부 사항을 추상화합니다.
고수준 언어를 어셈블리로 번역하거나 어셈블리가 고수준 코드와 상호작용할 수 있도록 하는 여러 도구가 있습니다. 일부 어셈블러는 C 코드를 직접 통합할 수 있어 혼합 프로젝트를 허용합니다. LLVM과 같은 도구는 고수준 언어로 작성된 코드에서 어셈블리를 생성할 수도 있습니다.
고수준 언어에서 어셈블리로 코드를 변환하려는 개발자는 대상 아키텍처의 명령어 집합을 연구하고 최적화 작업을 안내하기 위해 프로파일링 도구를 활용하는 것이 유익합니다. 또한, 분석이나 추가 개선을 위해 어셈블리 코드를 출력할 수 있는 기존 컴파일러인 GCC를 활용하는 것이 좋습니다.