Github代码仓库链接
在学习CPU底层技术的时候，难免会接触到各式各样的寄存器。尤其是在使用汇编语言编写操作系统时，寄存器更是必不可少的。因此，这篇文章将来详细聊聊 x86_64 架构中的所有寄存器，按照从 常用->不常用 的顺序来进行介绍。
首先，什么是寄存器？
寄存器是CPU内部用来存放数据的一些小型存储区域，用来暂时存放参与运算的数据和运算结果以及一些CPU运行需要的信息。
从操作系统使用的角度出发， 按照寄存器类型，可以分成如下几类：
16 _bits_：
数据寄存器（可拆为两个独立的 8 _bits_ 寄存器）
段寄存器
变址寄存器
指针寄存器
32 _bits_：
通用寄存器
控制寄存器
...
一、16 bits（实模式）
8086 CPU 中寄存器总共为 14 个 16 bits 寄存器。
数据寄存器
寄存器
用途
AX
累加寄存器，AH:AL，可分别访问高八位、低八位。通常作为临时寄存器，为段寄存器赋值；或可用于汇编乘（MUL）除（DIV）法临时寄存器。
BX
基地址寄存器，BH:BL，可分别访问高八位、低八位。通常作为存储器指针。
CX
计数器寄存器，CH:CL，可分别访问高八位、低八位。通常作为串操作或循环控制中的计数器。
DX
数据寄存器，DH:DL，可分别访问高八位、低八位。与 AX 配合用于字乘/除法。
段寄存器
寄存器
用途
CS
代码段段地址寄存器通常与代码段寄存器CS组合为CS:IP作为代码段地址，指向下一条要执行的指令
DS
数据段段地址寄存器通常与变址寄存器SI组合为DS:SI，作为串操作源地址
SS
堆栈段段地址寄存器通常与堆栈指针寄存器SP组合为SS:SP来使用
ES
附加段段地址寄存器通常与变址寄存器DI组合为ES:DI，作为串操作目的地址
变址寄存器
寄存器
用途
SI
源地址寄存器通常作为串操作中的源地址
DI
目的地址寄存器通常作为串操作中的目的地址
SI 与 数据段寄存器 DS 组成 DS:SI，通常用来表示汇编指令的源地址
DI 与 附加段寄存器 ES 组成 ES:DS，通常用来表示汇编指令的目的地址
如：当调用 movsb 指令，就会从源地址复制一个字节的数据到目的地址
指针寄存器
寄存器
用途
SP
堆栈指针寄存器通常与堆栈段寄存器组合使用
BP
基址指针寄存器通常存取堆栈的指针
控制寄存器
寄存器
用途
IP
指令指针寄存器通常与代码段寄存器CS组合为CS:IP作为代码段地址，指向下一条要执行的指令
FLAG
标志寄存器，记录CPU执行过程中的一系列状态OF：溢出标志SF：符号标志ZF：零标志CF：进位标志AF：辅助进位标志DF：方向标志IF：中断标志TF：陷阱标志PF：奇偶标志
举个例子：
cmp AL, #0x3a
jl START
上述指令实现：将寄存器 AL 的值与立即数 #0x3a 进行比较，若 AL < #0x3a，则置位零标志位 ZF，jl 指令再通过判断 ZF 大小，跳转到 START 处。若 AL ≥ #0x3a，则不跳转。
二、32 bits（保护模式）
32 bits 寄存器与 16 bits 寄存器一样，同样可以分为数据寄存器、变址寄存器、指针寄存器、控制寄存器，我们不再一一分类，将其归纳如下所示。
通用寄存器
寄存器
用途
EAX
累加寄存器，通常作为用来执行加法
EBX
基地址寄存器，通常用于数据存取
ECX
计数器寄存器，通常用作计数器
EDX
数据寄存器，通常用来存储临时数据
ESP
栈顶指针，指向栈的顶部
EBP
栈底指针，指向栈的底部，通常用ebp+偏移量的形式来定位函数存放在栈中的局部变量
ESI
源地址寄存器，通常作为串操作中的源地址
EDI
目的地址寄存器，通常作为串操作中的目的地址
EIP
指令指针寄存器通常与代码段寄存器CS组合为CS:IP作为代码段地址，指向下一条要执行的指令地址
EFLAGS
标志寄存器，记录CPU执行过程中的一系列状态，如下图所示
控制寄存器
本文目前只更新了李治军老师【操作系统】课程中常用的寄存器，包括16位的和32位的，一些尚未使用到的还未更新，具体可以参考《Linux内核完全注释(修正版v3.0).pdf》第四章，这一章详细介绍了 80x86 系统寄存器大全。