ESP和EAX一样通用吗？

Question

在x86体系结构中，什么可以使用EAX而不能使用ESP？忘记push和pop和call。

Answer 1

尤指由中断隐式异步使用。在现代操作系统中，这只适用于内核堆栈，而不适用于用户空间堆栈。内核代码总是需要在中断被启用时保持ESP有效，并假设它下面的空间在每个指令之后都被清除。

主要（只有？）ESP在用户空间中的异步使用是信号处理程序，因此没有信号处理程序的进程不应该异步使用ESP。（您甚至可以为内核设计一个新的ABI，以传递不强制使用ESP的信号）。

因此，在某些情况下，用户空间代码可以在关键循环中使用ESP作为第8个GP寄存器，否则就会溢出一些东西，但正如文章所指出的，这使得在SEH希望找到有效堆栈的Windows上的调试变得不那么方便。使用MMX或XMM寄存器来保存/还原ESP，因为静态存储不是线程安全的，并且堆栈不可用（鸡/蛋问题）。理论上同样的论点也适用于在64位代码中使用RSP，但是除了RSP之外还有15个Reg，并且保证了SSE2的支持，这使得它不太可能值得。

mov  edx, [esp + eax*4]        ; legal
mov  edx, [eax + esp*4]        ; not encodeable

mov  edx, [eax + esp]          ; assemblers will encode this with esp as the base reg, since neither reg is scaled.

如果我没记错的话，这是ESP just plain不能作为操作数的唯一情况。另一个特殊情况是，ESP作为基寄存器总是需要一个SIB字节，即使没有索引：

mov  edx, [eax]          ; 2 bytes: opcode + ModRM
mov  edx, [ebp]          ; 3 bytes: opcode + ModRM + disp8=0  (the other addressing-mode limitation, ebp/rbp and r13 as a base reg needs a displacement; the mode+M encoding that would mean this actually mean something else)
mov  edx, [esp]          ; 3 bytes: opcode + ModRM + SIB

mov  edx, [ebp + 4]      ; 3 bytes: opcode + ModRM + disp8
mov  edx, [esp + 4]      ; 4 bytes: opcode + ModRM + SIB + disp8

mov  edx, [ebp + 4 + eax]   ; 4 bytes: opcode + ModRM + SIB + disp8
mov  edx, [esp + 4 + eax]   ; 4 bytes: opcode + ModRM + SIB + disp8

同样值得指出的是，EAX有许多特殊之处，甚至与其他寄存器如ECX相比也是如此。例如，它隐式地与STOS、CDQ一起使用，并作为MUL的操作数（此列表并不详尽）。对于xchg eax,reg（对于code golf来说很棒，但不是性能！）和使用imm32的普通ALU操作（比如添加eax,imm32与添加r/m32,imm32)也有1字节编码。（在线查找这些ALU指令或Intel指令参考手册的原始PDF格式-请参见x86标签wiki以获得链接。）

base 8通用寄存器中唯一一个不是“特殊的”或被任何通用指令隐式使用的是EBX。有关x86寄存器及其名称来源/传统用途的更多信息，请参见http://www.swansontec.com/sregisters.html