트랩 플래그
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1. 개요
트랩 플래그는 인텔 8086 프로세서에서 싱글 스텝 모드를 지원하는 데 사용되는 플래그이다. 트랩 플래그가 설정되면, 8086은 각 명령어 실행 후 타입-1 인터럽트를 발생시켜, 레지스터와 메모리 내용을 검사하고 다음 명령을 실행할 수 있게 한다. 8086은 트랩 플래그를 직접 설정하거나 해제하는 명령어를 제공하지 않으며, 스택을 이용하여 플래그 레지스터를 조작하는 방식으로 설정 및 해제한다. 트랩 플래그는 인터럽트 서비스 루틴에서 프로그램 실행을 단계별로 추적하고 제어하는 데 활용된다.
싱글 스텝 인터럽트는 디버깅 도구에서 주로 사용되는 기능이다. 시스템이 싱글 스텝 모드로 설정되면 CPU는 각 명령어를 실행한 후 멈춘다. 프로그래머는 멈춘 시점에서 레지스터와 메모리 내용을 검사할 수 있다. 이 과정을 통해 프로그램의 동작을 단계별로 확인하고, 오류가 발생한 지점을 정확하게 찾을 수 있다.
인텔 8086 프로세서에는 트랩 플래그(TF)를 직접 설정하거나 해제하는 명령어가 없다. 대신 플래그 레지스터를 스택에 푸시(push)하고, 스택 포인터(SP)를 이용하여 트랩 플래그 비트를 조작한 후, 다시 플래그 레지스터를 팝(pop)하는 방식으로 트랩 플래그를 제어한다. 구체적인 방법은 하위 섹션에서 어셈블리 코드 예시와 함께 자세히 설명한다.
2. 싱글 스텝 인터럽트
2. 1. 인텔 8086 프로세서에서의 구현
인텔 8086 프로세서의 트랩 플래그(TF)는 싱글 스텝 모드를 지원한다. 싱글 스텝 모드에서는 시스템이 한 개의 명령을 실행한 후 멈추며, 이때 레지스터와 메모리 위치의 내용을 검사할 수 있다. 내용이 올바르면 시스템에 다음 명령을 실행하도록 지시할 수 있다. 트랩 플래그가 설정되면, 8086은 각 명령어를 실행한 후 자동적으로 타입-1 인터럽트를 발생시킨다. 8086이 타입-1 인터럽트를 수행하면, 플래그 레지스터는 스택에 푸시된다.
3. 트랩 플래그 설정 및 해제
3. 1. 트랩 플래그 설정
8086에는 트랩 플래그를 직접 설정하거나 재설정하는 명령어가 없다. 이러한 작업은 플래그 레지스터를 스택에 푸시하고, 프로그래머가 원하는 대로 트랩 플래그 비트(비트 8)를 변경한 다음, 플래그 레지스터를 스택에서 다시 팝하는 방식으로 수행된다. 트랩 플래그를 설정하는 어셈블리 코드 예시는 다음과 같다.
```
pushf ; 플래그를 스택에 푸시
mov bp, sp ; SP를 인덱스로 사용하기 위해 BP에 복사
or word ptr [bp], 100h ; TF 플래그 설정
popf ; 플래그 레지스터 복원
```
위 코드는 플래그 레지스터를 스택에 저장하고, 스택 포인터를 이용하여 트랩 플래그 비트를 1로 설정한 후, 다시 플래그 레지스터를 복원하는 과정을 보여준다.
3. 2. 트랩 플래그 해제
트랩 플래그를 재설정하려면 이전 과정에서 OR 명령을 다음 명령으로 바꾸면 된다.
```
and word ptr [bp], 0xFEFF
```
8086이 타입-1 인터럽트를 수행할 때 트랩 플래그는 재설정되므로, 인터럽트 서비스 절차 동안 싱글 스텝 모드는 비활성화된다.
인텔 8086의 상태 레지스터에서 트랩 플래그(T)는 8번 비트에 위치한다.
| 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | (비트 위치) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| - | - | - | - | O | D | I | T | S | Z | - | A | - | P | - | C | 플래그 |
3. 3. 인터럽트 서비스 루틴(ISR)에서의 활용
트랩 플래그는 일반적으로 인터럽트 서비스 루틴(ISR)에서 모니터링되며, 프로그램 실행은 보통 IRET 명령으로 계속된다. 아래는 이와 관련된 코드 예시이다.```asm
Int3ISR: ; 스택: Ret, Flags
pusha ; 스택: Ret, Flags, AX, CX, DX, BX, SP, BP, SI, DI
push ds ; 스택: Ret, Flags, AX, CX, DX, BX, SP, BP, SI, DI, DS
push es ; 스택: Ret, Flags, AX, CX, DX, BX, SP, BP, SI, DI, DS, ES
; ... 정수만 사용하는 ISR 코드 (그렇지 않으면 부동 소수점 레지스터도 저장해야 함)
mov bp, sp ; 스택: Ret, Flags, AX, CX, DX, BX, SP, BP, SI, DI, DS, ES
mov bp, [bp+10] ; 저장된 SP
or word [bp], 100h ; 저장된 FLAGS 레지스터에서 TF 플래그 설정
pop es
pop ds
popa
iret ; 한 개의 명령을 실행한 후 다시 ISR을 호출하여 실행을 계속합니다.
4. 상태 레지스터
status register영어는 프로그램 실행 상태를 나타내는 여러 개의 플래그 비트들로 구성된다. 이 중 트랩 플래그(TF)는 싱글 스텝 모드를 제어하는 데 사용된다. 아래 표는 인텔 8086 프로세서의 상태 레지스터를 구성하는 각 플래그 비트들의 위치와 의미를 보여준다.
| 상태 레지스터 | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | (비트 위치) |
| - | - | - | - | O | D | I | T | S | Z | - | A | - | P | - | C | 플래그 |
시스템이 싱글 스텝을 수행하도록 지시를 받으면, 한 개의 명령을 실행한 후 멈춘다. 레지스터와 메모리 위치의 내용을 검사할 수 있으며, 내용이 올바르면 시스템에 다음 명령을 실행하도록 지시할 수 있다. 인텔 8086 트랩 플래그와 타입-1 인터럽트 응답은 8086 기반 시스템에서 싱글 스텝 기능을 구현하는 것을 매우 쉽게 해준다. 트랩 플래그가 설정되어 있으면, 8086은 각 명령을 실행한 후 자동으로 타입-1 인터럽트를 수행한다. 8086이 타입-1 인터럽트를 수행하면, 스택에 플래그 레지스터를 푸시한다.
트랩 플래그를 재설정하려면 OR 명령을 다음 명령으로 바꾸면 된다.
```text
and word ptr [bp], 0xFEFF
```
트랩 플래그는 8086이 타입-1 인터럽트를 수행할 때 재설정되므로, 인터럽트 서비스 프로시저 동안 싱글 스텝 모드는 비활성화된다.
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