golang汇编之x86-64指令集（二）

X86其实是是80X86的简称（后面三个字母），包括Intel 8086、80286、80386以及80486等指令集合，因此其架构被称为x86架构。x86-64是AMD公司于1999年设计的x86架构的64位拓展，向后兼容于16位及32位的x86架构。X86-64目前正式名称为AMD64，也就是Go语言中GOARCH环境变量指定的AMD64。如果没有特殊说明的话，本章中的汇编程序都是针对64位的X86-64环境。

很多汇编语言的教程都会强调汇编语言是不可移植的。严格来说很多汇编语言在不同的CPU类型、或不同的操作系统环境、或不同的汇编工具链下是不可移植的。而这种不可移植性正是汇编语言普及的一个极大的障碍。虽然CPU指令集的差异是导致不好移植的较大因素，但是汇编语言的相关工具链对此也有不可推卸的责任。而源自Plan9的Go汇编语言对此做了一定的改进：首先Go汇编语言在相同CPU架构上是完全一致的，也就是屏蔽了操作系统的差异；同时Go汇编语言将一些基础并且类似的指令抽象为相同名字的伪指令，从而减少不同CPU架构下汇编代码的差异（当然，寄存器名字和数量的差异是一直存在的）。本节的目的也是找出一个较小的精简指令集，以简化Go汇编语言学习的目的。

寄存器是CPU中最重要的资源，每个要处理的内存数据原则上需要先放到寄存器中才能由CPU处理，同时寄存器中处理完的结果需要再存入内存。X86中除了状态寄存器和指令指令两个特殊的寄存器外，还有AX、BX、CX、DX、SI、DI、BP、SP几个通用寄存器。在X86-64中又增加了八个以R8-R15方式命名的通用寄存器。因为历史的原因R0-R7并不是通用寄存器，它们只是X87开始引入的MMX指令专有的寄存器。在通用寄存器中BP和SP是两个比较特殊的寄存器：其中BP用于记录当前函数帧的开始位置，和函数调用相关的指令会隐式地影响SP的值；SP则对应当前栈指针的位置，和栈相关的指令会隐式地影响SP的值。

X86是一个极其复杂的系统，有人统计x86-64中指令有将近一千个之多。不仅仅如此，X86中的很多单个指令的功能也非常强大，比如有论文证明了仅仅一个MOV指令就可以构成一个图灵完备的系统。以上这是两种极端情况，太多的指令和太少的指令都不利于汇编程序的编写。通用的基础机器指令大概可以分为数据传输指令、算术运算和逻辑运算指令、控制流指令等几类。因此我们将尝试精简出一个X86-64指令集，以便于Go汇编语言的学习。

基础的数据传输指令有MOV、LEA、PUSH、POP等几个。其中MOV指令可以用于将字面值移动到寄存器、字面值移到内存、寄存器之间的数据传输、寄存器和内存之间的数据传输。需要注意的是，MOV传输指令的内存操作数只能有一个，可以通过某个临时寄存器要达到类似目的。LEA指令将标参数准格式中的内存地址加载到寄存器（而不是加载内存位置的内容）。PUSH和POP分别是压栈和出栈指令，通用寄存器中的SP为栈指针，栈是向低地址方向增长的。

MOV	数据转移
LEA	取地址
PUSH	压栈
POP	出栈

基础算术指令有ADD、SUB、MUL、DIV等指令。其中ADD、SUB、MUL、DIV用于加、减、乘、除运算，最终结果存入目标寄存器。基础的逻辑运算指令有AND、OR和NOT等几个指令，对应逻辑与、或和取反等几个指令。

ADD	加法
SUB	减法
MUL	乘法
DIV	除法
AND	逻辑与
OR	逻辑或
NOT	逻辑取反

控制流指令有CMP、JMP-if-x、JMP、CALL、RET等指令。CMP指令用于两个操作数做减法，根据比较结果设置状态寄存器的符号位和零位，可以用于有条件跳转的跳转条件。JMP-if-x是一组有条件跳转指令，常用的有JL、JLZ、JE、JNE、JG、JGE等指令，对应小于、小于等于、等于、不等于、大于和大于等于等条件时跳转。JMP指令则对应无条件跳转，将要跳转的地址设置到IP指令寄存器就实现了跳转。而CALL和RET指令分别为调用函数和函数返回指令。

JMP	无条件跳转
JMP-if-x	有条件跳转，JL、JLZ、JE、JNE、JG、JGE
CALL	调用函数
RET	函数返回

为了简单我们省略了位运算指令，很多高级指令。完整的X86指令在 https://github.com/golang/arch/blob/master/x86/x86.csv 文件定义。同时Go汇编还正对一些指令定义了别名，具体可以参考这里 https://golang.org/src/cmd/internal/obj/x86/anames.go 。