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1. 寄存器
以16位8086构架为主说下寄存器的名称和用途，并在16位基础上说明一下32位、64位的寄存器。
寄存器分类
- 通用寄存器
- 数据寄存器(AX,BX,CX,DX)
- 指针寄存器(SP,BP)
- 索引寄存器(SI,DI)
- 段寄存器(CS,DS,SS,ES)
- 控制寄存器
- 指令指针寄存器(IP)
- 标志寄存器(FLAG)
16位的8086处理器共14个寄存器。32位和64位的x86，x64构架分别对寄存器进行了扩充。
1.1 通用寄存器
通用寄存器虽然分为了三类，但是实际上对于比较新的cpu这些寄存器功能都差不多，RISC等构架通用寄存器就是直接采用数字编号的，没有再细分功能。
当然习惯上还是把不同寄存器用于不同的用途，这也是ABI的一个重要部分。比如通常默认AX就是函数返回值，有的系统默认优先把SI，DI作为函数参数。
1.1.1 数据寄存器
AX、BX、CX、DX 一般用来存放数据，所以被称为数据寄存器。
- AX(Accumulator Register) ：累加寄存器，主要用于输入/输出和大规模的指令运算。常用于四则运算，函数返回值等。
- BX(Base Register)：基址寄存器，常用于在相对寻址(基址+偏移，见本文后续章节)中存储基址(基础访问地址)。也常用于四则运算。
- CX(Count Register)：计数寄存器，CX 寄存器在迭代的操作中会循环计数。
- DX(Data Register)：数据寄存器，也用于输入/输出操作。还与AX寄存器一起使用，用于涉及大数值的乘法和除法运算。
现代CPU的AX,BX,CX,DX几个寄存器在功能并无区别，最常见的用途是存储操作数，函数参数和运算结果等信息。
比如通常函数返回值默认都保存在AX中。
8位寄存器
AX,BX,CX,DX在8086中为16位寄存器，每个寄存器的高位和低位均可以作为8位寄存器访问。
- AX寄存器可以分为两个独立的8位的AH和AL寄存器
- BX寄存器可以分为两个独立的8位的BH和BL寄存器
- CX寄存器可以分为两个独立的8位的CH和CL寄存器
- DX寄存器可以分为两个独立的8位的DH和DL寄存器
寄存器名称通常不区分大小写，汇编语言中通常ax,bx,cx,dx和AX,BX,CX,DX相同。
x32构架
x32架构中，通用寄存器都在16位版本的基础上扩展成为32位版本，名字加了E作为前缀。
- EAX(低位为AX)：通用寄存器
- EBX(低位为BX)：通用寄存器
- ECX(低位为CX)：通用寄存器
- EDX(低位为DX)：通用寄存器
为了兼容16位模式程序，访问AX,BX,CX,DX相当于访问32位寄存器的低16位，32位寄存器的高16位不可单独访问。
x64构架
在x64架构中，通用寄存器都扩展成为64位版本，名字也进行了升级。
- RAX, RBX, RCX, RDX
- R8-R15：x64架构引入的8个新的通用寄存器
为了兼容32位模式程序，使用上面的名字仍然是可以访问的，相当于访问64位寄存器的低32位。高位32位模式不可访问。
1.1.2 指针寄存器(Pointer Register)
- SP(Stack Pointer)：栈指针，栈顶指针，只能访问栈顶。
- BP(Base Pointer)：基础指针，栈寄存器上的偏移量，用来定位栈上变量。用它可直接存取堆栈中的数据。
指针寄存器不可分割成8位寄存器。作为通用寄存器，也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。
- x32构架下指针寄存器名称为ESP,EBP。是32位通用寄存器。低位可以用SP,BP访问。
- x64构架下指针寄存器名称为RSP,RBP。是64位通用寄存器。低位可以用ESP,EBP访问。
1.1.3 索引(变址)寄存器
- SI(Source Index)：源索引寄存器。变址寄存器。常用于在变址寻址(基址+变址，见本文后续章节)中存储变址，也常用来拷贝源字符串。
- DI(Destination Index)：目的索引寄存器。目标变址寄存器。常用于在变址寻址(基址+变址，见本文后续章节)中存储变址。也常用来复制到目标字符串。
SI和DI功能和BX相同，可以用于间接寻址。主要用于存放存储单元在段内的偏移量。但是SI、DI不可分割成8位寄存器。
SI和DI两个经常搭配一起使用，执行字符串的复制等操作。有的系统默认优先把SI，DI作为函数参数。
- x32构架下指针寄存器名称为ESI,EDI。低位地址分别对应SI和DI。
- x64构架下指针寄存器名称为RSI,RDI。低位地址分别对应ESI和EDI。
1.2 段寄存器
在16为构架中，16位的指针只能访问64k的内存，为了访问更多的内存，使用段寄存器和指针配合访问内存地址。（x32,x64都采用段寄存器+指针地址方式访问内存）。
x86构架cpu，所有内存地址都是段地址+偏移方式引用。cpu内部根据段地址和偏移地址计算物理地址。
16位系统中物理地址=段地址*16+偏移地址 通常写作段寄存器:偏移。
- CS(Code Segment)：代码段寄存器。
CS:IP表示要执行代码的内存地址。 - DS(Data Segment)：数据段寄存器。
DS:偏移量是数据的内存地址。 - SS(Stack Segment)：栈段寄存器。
SS:SP是栈顶内存地址。 - ES(Extra Segment)：扩展段寄存器。扩展的数据段寄存器。
计算机启动后会自动找到地址
CS:IP地址的指令代码运行，运行后IP自动偏移下一个指令。
数据地址默认段寄存器为DS。栈默认段寄存器为SS。
x32和x64构架段寄存器名称未变，但是扩展了两个寄存器。
- FS(Extra Segment)：数据段寄存器。扩展的数据段寄存器。
- GS(Extra Segment)：数据段寄存器。扩展的数据段寄存器。
1.3 控制寄存器
-
IP(Instruction Pointer)：指令指针。是存放下次将要执行的指令在代码段的偏移量。即
CS:IP执行下一条要执行的命令。 -
32位CPU把指令指针扩展到32位，并记作EIP。EIP的低16位与IP作用相同。
-
64位CPU把指令指针扩展到64位，并记作RIP。RIP的低16位与EIP作用相同。
在具有预取指令功能的系统中，下次要执行的指令通常已被预取到指令队列中，除非发生转移情况。
2. 寄存器寻址
- cpu执行的指令只有一种寻址方式，即
CS:IP。（x32上地址为CS:EIP，x64上地址为CS:RIP） - 数据也就是指令的操作数有七种寻址方式。
- 立即寻址：立即数
- 寄存器寻址：寄存器中的数
- 内存寻址(根据段地址和给定地址找到数据)
- 直接寻址：直接指定地址
- 间接寻址：寄存器中指定地址
- 相对寻址：寄存器中地址+偏移量
- 变址寻址：寄存器中地址+变址寄存器中地址
- 相对变址寻址：寄存器中地址+变址寄存器中地址+偏移量
2.1 立即数
常数实际上是直接放在代码中的，会在加载指令的时候，自动找到。
mov AX,80h ; 80h就被称为立即数
2.2 寄存器寻址
数据存储在寄存器中，直接用寄存器名称调用。
mov AX,BX
寄存器寻址速度非常快。数据在寄存器中，所以不存在段地址。
2.3 内存寻址
2.3.1 直接寻址(指令中硬编码地址)
操作数存放在内存中，地址在指令中直接给出。
mov AX,[123H]
数据段的段寄存器默认为DS。
如果要指定访问其它段内的数据，可在指令中用段前缀的方式显式地书写出来。
mov BX,ES:[123H]
2.3.2 间接寻址(地址指针)
操作数在内存中，地址用SI、DI、BX和BP等寄存器之一来指定。
mov BX,[di]
mov AX,[si]
地址用SI、DI和BX等指定时，缺省的段寄存器为DS；
地址用BP来指定时，缺省的段寄存器为SS(即：堆栈段)。
2.3.3 相对寻址(基址+偏移)
操作数在内存中，地址是一个基址寄存器(BX、BP)或变址寄存器(SI、DI)的内容和一个偏移量之和。
mov BX,[si+100H]
若地址用SI、DI、BX等加偏移量计算，缺省的段寄存器为DS；
若地址用BP加偏移量计算，缺省的段寄存器为SS。
2.3.4 变址寻址(基址+变址)
操作数在内存中，地址是一个基址寄存器(BX、BP)和一个变址寄存器(SI、DI)的内容之和。
mov BX,[BX+SI]
- 基址寄存器为BX，缺省的段寄存器为DS。
- 基址寄存器为BP，缺省的段寄存器为SS。
2.3.5 相对变址寻址(基址+变址+偏移)
操作数在内存中，地址是一个基址寄存器(BX、BP)的值、一个变址寄存器(SI、DI)的值和一个偏移量之和。
mov AX,[BX+si+200H] ;mov AX,200h[BX][si]或者mov AX,200h[si][BX]也是对的，多种写法
- 基址寄存器为BX，缺省的段寄存器为DS。
- 基址寄存器为BP，缺省的段寄存器为SS。
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