3.4 访问信息

3.4 访问信息

一个 x86-64 的中央处理单元（CPU）包含一组 16 个存储 64 位值的通用目的寄存器。这些寄存器用来存储整数数据和指针。图 3-2 显示了这 16 个寄存器。它们的名字都以 %r 开头，不过后面还跟着一些不同的命名规则的名字，这是由于指令集历史演化造成的。最初的 8086 中有 8 个 16 位的寄存器，即图 3-2 中的 %ax 到 %bp。每个寄存器都有特殊的用途，它们的名字就反映了这些不同的用途。扩展到 IA32 架构时，这些寄存器也扩展成 32 位寄存器，标号从 %eax 到 %ebp。扩展到 x86-64 后，原来的 8 个寄存器扩展成 64 位，标号从 %rax 到 %rbp。除此之外，还增加了 8 个新的寄存器，它们的标号是按照新的命名规则制定的：从 %r8 到 %r15。

如图 3-2 中嵌套的方框标明的，指令可以对这 16 个寄存器的低位字节中存放的不同大小的数据进行操作。字节级操作可以访问最低的字节，16 位操作可以访问最低的 2 个字节，32 位操作可以访问最低的 4 个字节，而 64 位操作可以访问整个寄存器。

在后面的章节中，我们会展现很多指令，复制和生成 1 字节、2 字节、4 字节和 8 字节值。当这些指令以寄存器作为目标时，对于生成小于 8 字节结果的指令，寄存器中剩下的字节会怎么样，对此有两条规则：生成 1 字节和 2 字节数字的指令会保持剩下的字节不变；生成 4 字节数字的指令会把高位 4 个字节置为 0。后面这条规则是作为从 IA32 到 x86-64 的扩展的一部分而采用的。

就像图 3-2 右边的解释说明的那样，在常见的程序里不同的寄存器扮演不同的角色。其中最特别的是栈指针 %rsp，用来指明运行时栈的结束位置。有些程序会明确地读写这个寄存器。另外 15 个寄存器的用法更灵活。少量指令会使用某些特定的寄存器。更重要的是，有一组标准的编程规范控制着如何使用寄存器来管理栈、传递函数参数、从函数返回值，以及存储局部和临时数据。我们会在描述过程的实现时（特别是在 3.7 节中），讲述这些惯例。