（1）汇编语言之寄存器，操作数寻址方式

写在前面：汇编语言格式有AT&T和Intel格式两种，GCC编译器采用AT&T格式，本系列文章中的所有汇编指令都采用此格式。数据格式采用IA32体系结构的Intel格式，用“字”（word）表示16位数据，用“双字”（double word）表示32位数据，用“四字”（quad word）表示64位数据

一、 什么是汇编语言

 我们熟悉的C语言，Java，Python等语言都是高级语言，高级语言不能被处理器识别，程序运行时，需要将代码转成处理器能识别的机器码。机器码是一串十六进制的数字，如 55 5D 89 E5。由于人很难理解机器码表达的意思，因此需要用一些符号帮助理解指令。这种用符号代替机器指令操作码的低级语言称为汇编语言。机器码与汇编指令的关系如下图所示。
 汇编语言由一条一条指令构成，由上图右半部分所示。指令有两部分组成，第一部分是操作码，用便于记忆的助记符表示，另一部分是操作数。一条指令可以有零个，一个或两个操作数。如“push %ebp” 只有一个操作数，这个指令的意思是将寄存器%ebp的值压入栈。如“mov %esp %ebp”有两个操作数，分别称为源操作数和目的操作数，这个指令的意思是将寄存器%esp的值传送给寄存器%ebp。

二、寄存器

 程序编译后的指令代码存放在存储器中。CPU如何执行程序？简单的说，就是取指令，执行指令。CPU从存储器中取出一条指令，分析后执行相应的操作。如：x+y。GCC编译后产生三条指令，第一条指令告诉CPU从存储器中取出x的值，放在CPU的寄存器中，第二条指令告诉CPU从存储器中取出y的值，放在CPU的寄存器中，第三条指令告诉CPU将两个寄存器的值相加。
 寄存器用来存储整数数据以及指针，一个IA32指令集架构的处理器包含一组8个32位的寄存器。

32	16	高8位	低8位
%eax	%ax	%ah	%al
%ecx	%cx	%ch	%cl
%edx	%dx	%dh	%dl
%ebx	%bx	%bh	%bl
%esi	%si
%edi	%di
%esp	%sp
%ebp	%bp

 32位处理器需要向后兼容16位处理器。表中%eax对应32位寄存器，%ax对应16位寄存器，%ax寄存器由%ah与%al组成，%ah与%al分别表示寄存器的高八位与低八位。
  表中前6个寄存器是通用寄存器，可以存放数据和指针。%esp是栈指针寄存器，%ebp是帧指针寄存器。%eax %ecx %edx是调用者保存寄存器，指的是当一个函数P调用另一个函数Q时，由于寄存器数量有限，函数Q可以写这些寄存器。%ebx %esi %edi是被调用者保存寄存器，指的是当一个函数P调用另一个函数Q时，需要先把这些寄存器的值保存在存储器中，之后，函数Q才可以写这些寄存器。这个现象可以称为保存现场。当函数调用结束后，保存在存储器中的值会被恢复到寄存器中，称为恢复现场。

三、操作数寻址方式

 操作数分为三种：立即数（immediate），寄存器，存储器的引用。翻译一下，就是常数，寄存器中的值（用$R[E_a]$表示），存储器中的值（用$M[addr]$表示）。而寻址的意思就是如何得到操作数表达的值。
 举一个例子就可以明白上图中表达的意思。
 假设存储器地址中的值如下所示：

地址	值
0X100	0XFF
0X104	0XAB
0X108	0X13
0X10C	0X11

寄存器中的值如下所示：

寄存器	值
%eax	0X100
%ecx	0X1
%edx	0X3

那操作数与值的对应关系如下表所示：

操作数	值
%eax	0X100
0X104	0XAB
$0X108	0X108
(%eax)	0XFF
4(%eax)	0XAB
9(%eax,%edx)	0X11
(%eax,%edx,4)	0X11
0XFC(,%ecx,4)	0XFF

以9(%eax,%edx)为例，9(%eax,%edx)=M[9+%eax+%edx] = M[0X9+0X100+0X3]=M[0X10C]，表示存储器0X10C地址的值，在第一张表上可以查到，地址0x10C上的值为0x11。