面试题：Go汇编语言中的寄存器使用

Question

在Go汇编语言中，常用的寄存器有哪些，并且举例说明如何在简单的汇编代码片段中使用寄存器来完成两个整数的加法操作？

Answer 1

常用寄存器

1. 通用寄存器：
   • AX：累加器，常用于算术、逻辑运算以及数据传输。在32位模式下扩展为EAX，64位模式下扩展为RAX。
   • BX：基址寄存器，常用来存放数据段中的偏移地址。32位模式下为EBX，64位模式下为RBX。
   • CX：计数寄存器，常作为循环和串操作指令的计数器。32位模式下为ECX，64位模式下为RCX。
   • DX：数据寄存器，常与AX一起用于乘除运算等。32位模式下为EDX，64位模式下为RDX。
2. 指针和变址寄存器：
   • SI：源变址寄存器，常用于串操作指令中存放源操作数的偏移地址。32位模式下为ESI，64位模式下为RSI。
   • DI：目的变址寄存器，常用于串操作指令中存放目的操作数的偏移地址。32位模式下为EDI，64位模式下为RDI。
   • BP：基指针寄存器，常用来存放位于堆栈段中的一个数据区的基地址。32位模式下为EBP，64位模式下为RBP。
   • SP：堆栈指针寄存器，始终指向堆栈段的栈顶。32位模式下为ESP，64位模式下为RSP。
3. 段寄存器：
   • CS：代码段寄存器，存放当前代码段的段基址。
   • DS：数据段寄存器，存放当前数据段的段基址。
   • ES：附加段寄存器，常用于串操作指令中的目的操作数所在段的段基址。
   • SS：堆栈段寄存器，存放当前堆栈段的段基址。

汇编代码示例（以x86 - 64架构为例）

// 假设Go汇编代码文件名为add.s
TEXT ·Add(SB), NOSPLIT, $0 - 24
    // 函数参数：第一个整数在RDI中，第二个整数在RSI中
    MOVQ    RDI, RAX // 将第一个整数移动到RAX寄存器
    ADDQ    RSI, RAX // 将第二个整数加到RAX寄存器上
    // 返回结果在RAX寄存器中
    RET

在上述代码中：

1. TEXT ·Add(SB), NOSPLIT, $0 - 24：定义了一个名为Add的函数，NOSPLIT表示函数内不进行栈分裂，$0 - 24中$0表示函数栈空间大小为0，-24表示函数返回值和参数的总大小（这里假设返回值和参数都是64位整数，共3个64位值，即24字节）。
2. MOVQ RDI, RAX：将第一个整数（存放在RDI寄存器中）移动到RAX寄存器。
3. ADDQ RSI, RAX：将第二个整数（存放在RSI寄存器中）加到RAX寄存器上，此时RAX寄存器的值就是两个整数相加的结果。
4. RET：函数返回，返回值在RAX寄存器中。

对应的Go代码调用如下：

package main

// Add 由汇编实现的加法函数
//go:noescape
func Add(a, b int64) int64

func main() {
    result := Add(10, 20)
    println(result)
}