深入理解计算机系统读书笔记（四）
x86-64位寄存器含有16组64位通用目的寄存器，%rax,%bx %cx %dx %rsi %rdi %rbp %rsp %r8 %r9 …%r15，其中特殊的%rsp存储栈指针的值，%rax为返回值。
汇编有两种架构，现在大多数编译器如GCC等使用的都是ATT架构的，另外微软与Intel的编译器使用的是Intel的架构，两者有细微的区别。
汇编指令后的为操作数，一遍指令都有一个或者多个操作数，操作数的值有三种来源，一种是立即数，一种是来自寄存器，一种是来自内存。
立即数的书写是$后直接跟正常的整数，如movb $0x45, %bl 操作数类型为立即数与寄存器
寄存器类型的操作数只能是1、2、4、8字节，这样是为了向后兼容，如8字节为64位的操作数对应64位寻址能力的系统，4字节则对应32位系统等等。如 movq %rax,%rdx 的操作数类型均为寄存器
对于操作数为内存类型的，有多种不同的寻址模式：
立即数寻址—$0x54寄存器寻址—%rax绝对寻址-----0x56间接寻址-----(%rax)基址+偏移量寻址—8(%rax)变址寻址—(%rax,%rbx)变址寻址—7(%rax,%rbx)比例变址寻址—(,%rax,4)比例变址寻址—7(,%rax,8)比例变址寻址—(%rax,%rbx,1)比例变址寻址—7(%rbx,%rax,2)比例值只能为1,2，4,8
数据传送指令：movb movw movl movq分别对应1，2,4，8字节的传送，有两个操作数，一个源操作数一个目的地址，如movq (%rbx),%rax 表示从寄存器%rbx中读取全部64位对应的内存地址的值存到寄存器%rax中，再比如movl $0x5495868383930205,-56(%rax)，表示将32立即数$0x5495868383930205 存到寄存器%rax中的值表示的内存地址-56字节的位置上。
movzbw movzbl movzwl movzbq movzwq，在较小的源值复制到较大的目的时运用零扩展使用这些指令，注意到这里少了movzlq,即双字扩展到4字，这是因为该方法可以通过movl自动实现，因为在写寄存器的时候凡是产生大于32位的值其寄存器高危都将被置于0，所以可以用movl提带movzlq，
movsbw movsbl movswl movsbq movswq movslq ctlq 在较小的源值复制到较大的目的时运用字符扩展使用这些指令，注意到这里多了一个ctlq与movslq，上面说了0扩展填充0刚好与32位置零吻合所以可以提到，这里使用符号扩展扩展的是最高位，可能为1，所以movslq不能省略。ctlq 专指将%eax中的内容移动到%rax中，与movslq %eaq,%rax等效
上面两组指令的目的操作数只能为寄存器地址，源操作数可以来自寄存器，立即数，内存。
这里有一个c语言编写的函数：
long exchange(long *xp, long y)
{
long x = *xp;
*xp = y
return x
}
调用long 1 = 5; exchange(&a,8)，最后返回的值为5，这是一个怎样的过程呢，该段代码经过编译器编译后变成
exchange:
movq (%rdi),%rax
movq %rsi, (%rdi)
ret
解释：%rdi 存储 xp %rsi 存储 y，首先调用xp的值对应的内存地址中的值赋值给x也就是5，然后将8赋值为xp对应的内存地址，也就是a指向的内存地址。最后返回%rax的值也就是x=5,。更有这个是有a=8，发生了数据交换。
一道练习题,通过mov指令完成类型转换：操作数地址分别存在%rdi 与%rsi中
char–>int:
movsbl (%rdi),%rax
movl %eax,(%rsi)
char–> unsigned int
movsbl (%rdi),%rax
movl %eax,(%rsi)
unsigned char --> long
movzbl (%rdi),%rax
movq %rax,(%rsi)
压栈与弹栈：栈是向下增长的，较低的栈地址在下面，所以压栈就是对栈地址做减法，弹栈就是做加法。栈遵循的是后进先出的原则即 FILO，压栈使用指令pushq pushl pushw pushb，弹栈使用指令popq popl popw popb。压栈的时候首先将栈顶下移然后讲数据存储进去，如pushb $0x56 ,如果此时的栈顶位置是0x101，那么首先将栈顶向下移动1字节得到栈顶位置0x100，然后讲1字节的数据$0x56放进去，完成压栈操作。这个过程可以拆分成两步即 subn $1,%rsp movb $0x56,(%rsp)，不过这样拆分将导致更大的运算量所以不被采用。弹栈的过程一样，直接将栈顶位置上移即可。即popb %rax 相当于 movb (%rsp), %rax addb $1,%rsp
加载有效地址：leaq leal leaw leab指令 只加载地址不加载值
如leaq (%rdi,%rsi,4) %rax 表示讲%rdi+4*%rsi计算出的内存地址赋值给寄存器%rax，而不是获取内存地址对应的值。
其和movq (%rdi,%rsi,4) %rax 的结果明显不同，使用mov或获取到内存地址中的值赋值而寄存器%rax。
利用这个特性可以用来进行简答的加法与乘法运算，如有这样一个C函数
long scale(long x, long y, longz){
long t = x+4y+12z;
return t
}
编译器编译后将变成：
scale:
leaq (%rdi, %rsi, 4), %rax # x+4y
leaq (%rdx, %rdx, 2), %rdx # z+2z = 3z
leaq (%rax, %rdx, 4), %rax # x+4y+4*(3z)=x+4y*12z
ret
简直不要太神奇。。。
如果觉得《深入理解计算机系统读书笔记（四）》对你有帮助，请点赞、收藏，并留下你的观点哦！
