CSAPP读书笔记——程序的机器级表示之寄存器分布与mov指令集

IA32整数寄存器的划分

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IA32(Inter Architecture 32-bit)处理器中有$8$个$32$位的寄存器(register)用来存储整型和指针（浮点数由单独的寄存器处理）。

这就是$8$个$integer\ register$的简单图示。

其中每个$32$位的寄存器都由$\%e$ 开头，每个寄存器的低$16$位都可以作为单独的存储空间来存储$16$位的数据（例如$short$），前四个寄存器的后低$16位$又可以分为两个$8$位的寄存器，存储一个字节（byte，处理char类型）。

注意，最后两个寄存器有其特殊含义。
$\%esp$表示存储系统栈的指针，只能被特殊的指令管理。
$\%ebp$表示帧指针（Frame pointer），也与系统栈的调用有关不能被随意访问。

前六个寄存器被称为通用寄存器，一般来讲在它们的使用上没有太多限制。

我们将处理$8$个位称为一个字节（byte），$16$个位称为一个字（word），$32$位称为双字节（double word）。
只是延续传统的命名而已，因为刚开始的时候IA是16位架构的，将其扩展为$3$2位之后用$16$位称一个word，$32$位称double word。

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操作数指示符

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编译器将程序解释为机器相关的汇编代码，从汇编代码我们可以看出程序对操作系统的各种资源的管理调度。
大多数汇编指令都有一个或者更多的操作算子（operands），用来指示该指令引用的源数据和它的目标位置。

源数据可以是一个常数或者是从寄存器、内存中取得的数。
目标位置可以是寄存器或者内存（通常用一个$32$位的地址来描述）

算子一般分为三类，我们依次介绍。

1. $immediate$ ： 立即数。立即数就是一个常量，在ATT-format的汇编代码中，用前导符号$\$$表示，例如$\$-577$`或者$\$0x1F$。只要可以被$32$bit表示即可。（汇编语言有时候可能会有$8$位（char）或$16$位（short）编码）。

2. $register$ ： 寄存器。寄存器被作为汇编代码中的操作算子的时候，实际上指示的是该存储器中存储的值。$32$位寄存器（例如$\%eax$）存储$int$或者$pointer$，$16$位寄存器（例如$\%ax$）存储$short$，$8$位寄存器（例如$\%al$）存储$char$。我们用符号$E_{a}$表示寄存器$a$,用$R[E_{a}]$表示$a$存储的内容。即将一组寄存器看数组$R$的下标。

3. $memory$ : 存储器。我们通过有效地址来访问存储器（内存），用符号$M_{byte}[Addr]$表示从$Addr$开始的$byte$个字节长度的引用。常见的表达式为$Imm(E_{b},E_{i},s)$，其中I