x86 体系结构
Intel x86 处理器使用复杂的指令集计算机（CISC）体系结构，这意味着有少量的特殊用途寄存器，而不是大量的通用寄存器。 这也意味着复杂的特殊用途指令将占主导地位。
x86 处理器至少追溯到 8 位 Intel 8080 处理器的遗产。 x86 指令集中的许多特点是由于与该处理器的向后兼容性（及其 Zilog Z-80 变体）。
Microsoft Win32 在 32 位平面模式下使用 x86 处理器。 本文档将仅重点介绍平面模式。
寄存 器
x86 体系结构由以下无特权整数寄存器组成。
eax |
累加器 |
ebx |
基本寄存器 |
ecx |
计数器寄存器 |
edx |
数据寄存器 - 可用于 I/O 端口访问和算术函数 |
esi |
源索引寄存器 |
edi |
目标索引寄存器 |
ebp |
基本指针寄存器 |
esp |
堆栈指针 |
所有整数寄存器均为 32 位。 但是，其中许多子注册有 16 位或 8 位子注册。
斧头 |
低 16 位 eax |
bx |
低 16 位 ebx |
cx |
低 16 位 ecx |
dx |
低 16 位 edx |
si |
低 16 位 esi |
di |
低 16 位 edi |
bp |
低 16 位 ebp |
sp |
低 16 位 esp |
al |
低 8 位 eax |
ah |
高 8 位斧头 |
bl |
低 8 位 ebx |
bh |
高 8 位 bx |
cl |
低 8 位 ecx |
ch |
高 8 位 cx |
dl |
低 8 位 edx |
dh |
高 8 位 dx |
在子注册上操作仅影响子注册，并且子注册之外没有部分。 例如，存储到 ax 寄存器会使 eax 寄存器的高 16 位保持不变。
使用时？（计算表达式）命令，寄存器应以“at”符号（） 作为前缀。 @ 例如，应使用 ？ @ax 而不是 ？ ax。 这可确保调试器将 ax 识别为寄存器而不是符号。
但是，r （Registers） 命令中 不需要 （@） 。 例如， 始终正确解释 r ax=5 。
另外两个寄存器对于处理器的当前状态非常重要。
eip |
指令指针 |
flags |
flags |
指令指针是所执行指令的地址。
标志寄存器是单位标志的集合。 许多指令更改标志以描述指令的结果。 然后，可以通过条件跳转指令测试这些标志。 有关详细信息，请参阅 x86 标志。
调用约定
x86 体系结构具有多个不同的调用约定。 幸运的是，它们都遵循相同的寄存器保留和函数返回规则：
函数必须保留除 eax、ecx 和 edx 之外的所有寄存器，这些寄存器可以跨函数调用进行更改，并且 esp 必须根据调用约定进行更新。
如果结果为 32 位或更小，eax 寄存器将接收函数返回值。 如果结果为 64 位，则结果存储在 edx：eax 对中。
下面是在 x86 体系结构上使用的调用约定的列表：
Win32 （__stdcall）
函数参数在堆栈上传递，向右推送到左侧，被调用方清理堆栈。
本机C++方法调用（也称为 thiscall）
函数参数在堆栈上传递，向右向左推送，“this”指针在 ecx 寄存器中传递，被调用方清理堆栈。
COM （C++方法调用的__stdcall ）
函数参数在堆栈上传递，向右推送到左侧，然后在堆栈上推送“this”指针，然后调用该函数。 被调用方清理堆栈。
__fastcall
前两个 DWORD 或较小的参数在 ecx 和 edx 寄存器中传递。 其余参数在堆栈上传递，从右向左推送。 被调用方清理堆栈。
__cdecl
函数参数在堆栈上传递，向右推送到左侧，调用方清理堆栈。 __cdecl调用约定用于具有可变长度参数的所有函数。
寄存器和标志的调试器显示
下面是一个示例调试器寄存器显示：
eax=00000000 ebx=008b6f00 ecx=01010101 edx=ffffffff esi=00000000 edi=00465000
eip=77f9d022 esp=05cffc48 ebp=05cffc54 iopl=0 nv up ei ng nz na po nc
cs=001b ss=0023 ds=0023 es=0023 fs=0038 gs=0000 efl=00000286
在用户模式调试中，可以忽略 iopl 和调试器显示的完整最后一行。
x86 标志
在前面的示例中，第二行末尾的双字母代码是 标志。 这些是单位寄存器，具有多种用途。
下表列出了 x86 标志：
| 标记代码 | 标志名称 | 值 | 标志状态 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 之 | 溢出标志 | 0 1 | nvov | 无溢出 - 溢出 |
| df | 方向标志 | 0 1 | updn | 向上方向 - 方向向下 |
| if | 中断标志 | 0 1 | diei | 已禁用中断 - 已启用中断 |
| sf | 标记标志 | 0 1 | plng | 正 （或零） - 负数 |
| zf | 零标志 | 0 1 | nzzr | 非零 - 零 |
| af | 辅助携带标志 | 0 1 | naac | 无辅助携带 - 辅助携带 |
| pf | 奇偶校验标志 | 0 1 | pepo | 奇偶校验奇数 - 奇偶校验甚至 |
| cf | 携带标志 | 0 1 | nccy | 无携带 - 携带 |
| tf | 陷阱标志 | 如果 tf 等于 1，则处理器在执行一个指令后将引发STATUS_SINGLE_STEP异常。 调试器使用此标志来实现单步跟踪。 它不应由其他应用程序使用。 | ||
| iopl | I/O 特权级别 | I/O 特权级别这是一个两位整数，其值介于零和 3 之间。 操作系统使用它来控制对硬件的访问。 应用程序不应使用它。 |
当寄存器显示为调试器命令窗口中某些命令的结果时，它是 显示的标志状态 。 但是，如果要使用 r （Registers） 命令更改标志，则应通过标志代码引用它。
在 WinDbg 的“寄存器”窗口中，标志代码用于查看或更改标志。 不支持标志状态。
以下是一个示例。 在前面的寄存器显示中，将显示标志状态 ng 。 这意味着签名标志当前设置为 1。 若要更改此项，请使用以下命令：
r sf=0
这会将符号标志设置为零。 如果执行另一个寄存器显示， 则不会显示 ng 状态代码。 相反， 将显示 pl 状态代码。
标志、零标志和携带标志是最常用的标志。
条件
条件描述一个或多个标志的状态。 x86 上的所有条件操作都以条件表示。
汇编程序使用一两个字母缩写来表示条件。 条件可以由多个缩写表示。 例如，AE（“高于或等于”）与 NB 相同（“不低于”）。 下表列出了一些常见条件及其含义。
| 条件名称 | 标记 | 含义 |
|---|---|---|
Z |
ZF=1 |
上次操作的结果为零。 |
NZ |
ZF=0 |
上次操作的结果不是零。 |
C |
CF=1 |
上次操作需要携带或借款。 （对于无符号整数，这表示溢出。 |
NC |
CF=0 |
上次操作不需要携带或借款。 （对于无符号整数，这表示溢出。 |
S |
SF=1 |
上次操作的结果具有其高位集。 |
NS |
SF=0 |
最后一个操作的结果具有较高的位清除率。 |
O |
OF=1 |
当被视为有符号整数操作时，最后一个操作会导致溢出或下溢。 |
NO |
OF=0 |
当被视为有符号整数运算时，最后一个操作不会导致溢出或下溢。 |
条件还可用于比较两个值。 cmp 指令比较其两个操作数，然后设置标志，就像从另一个操作数中减去一个操作数一样。 以下条件可用于检查 cmp value1、value2 的结果。
| 条件名称 | 标记 | CMP 操作后的含义。 |
|---|---|---|
E |
ZF=1 |
value1 == value2。 |
NE |
ZF=0 |
value1 ！= value2。 |
| GE NL | SF=OF |
value1>= value2。 值被视为有符号整数。 |
| LE NG | ZF=1 或 SF！=OF |
value1<= value2。 值被视为有符号整数。 |
| G NLE | ZF=0 和 SF=OF |
value1>value2。 值被视为有符号整数。 |
| L NGE | SF！=OF |
value1<value2。 值被视为有符号整数。 |
| AE NB | CF=0 |
value1>= value2。 值被视为无符号整数。 |
| BE NA | CF=1 或 ZF=1 |
value1<= value2。 值被视为无符号整数。 |
| A NBE | CF=0 和 ZF=0 |
value1>value2。 值被视为无符号整数。 |
| B NAE | CF=1 |
value1<value2。 值被视为无符号整数。 |
条件通常用于处理 cmp 或测试指令的结果。 例如，
cmp eax, 5
jz equal
通过计算表达式（eax - 5）并根据结果设置标志，将 eax 寄存器与数字 5 进行比较。 如果减法的结果为零，则将设置 zr 标志，jz 条件为 true，因此将执行跳转。
数据类型
字节：8 位
word：16 位
dword：32 位
qword：64 位（包括浮点双精度）
tword： 80 位 （包括浮点扩展双精度）
oword：128 位
表示法
下表指示用于描述程序集语言指令的表示法。
| 表示法 | 含义 |
|---|---|
r、 r1、 r2... |
寄存器 |
m |
内存地址（有关详细信息，请参阅成功的寻址模式部分。 |
#n |
即时常量 |
r/m |
注册或内存 |
r/#n |
注册或即时常量 |
r/m/#n |
注册、内存或即时常量 |
cc |
前面“条件”部分中列出的条件代码。 |
T |
“B”、“W”或“D”（字节、单词或 dword） |
accT |
大小 T 累加器： al 如果 T = “B”， ax if T = “W”， or eax if T = “D” |
寻址模式
有多种不同的寻址模式，但它们都采用 T ptr [expr] 形式，其中 T 是一些数据类型（请参阅前面的数据类型部分），expr 是涉及常量和寄存器的一些表达式。
大多数模式的表示法可以推断出来，而不会造成太大的困难。 例如，BYTE PTR [esi+edx*8+3] 表示“获取 esi 寄存器的值，将其添加到 edx 寄存器的值的八倍，再添加三个，然后在生成的地址访问字节。
流水线
奔驰是双重问题，这意味着它可以在一个时钟滴答声中执行多达两个操作。 但是，有关何时能够同时执行两个操作（称为 配对）的规则非常复杂。
由于 x86 是 CISC 处理器，因此无需担心跳转延迟槽。
同步内存访问
加载、修改和存储说明可以接收 锁 前缀，该前缀将修改指令，如下所示：
发出指令之前，CPU 将刷新所有挂起的内存操作，以确保一致性。 所有数据预提取将被放弃。
发出指令时，CPU 将具有对总线的独占访问权限。 这可确保加载/修改/存储操作的原子性。
每当 xchg 指令与内存交换值时，它都会自动遵守以前的规则。
所有其他指令默认为非锁定。
跳转预测
预计将采取无条件跳跃。
根据条件跳跃的上次执行时间，预计要采取还是不采取条件跳转。 用于录制跳转历史记录的缓存的大小有限。
如果 CPU 没有记录条件跳转是在上次执行条件跳转时是否拍摄的，则它会预测后向条件跳跃，而前向条件跳跃则不采用。
对准
x86 处理器会在性能损失时自动更正未对齐的内存访问。 不会引发异常。
如果地址是对象大小的整数倍数，则内存访问被视为对齐。 例如，所有 BYTE 访问都对齐（一切都是 1 的整数倍数），WORD 对偶数地址的访问是对齐的，DWORD 地址必须是 4 的倍数才能对齐。
锁前缀不应用于未对齐的内存访问。