在匯編語言中，程序都是由指令流構成的，而指令一般是由操作符和操作數組成的，操作符是CPU用來完成某項功能的操作，而操作數是操作符所處理加工的對象。比如：add eax, 42，add是執行一個加法運算的操作符，是把eax中的值和常數42相加，并保存到eax中，而指令中的操作數，如常數42和存放在eax寄存器中的數值。
在高級語言中，數據本身帶有類型信息，比如C語言中，6是一個整型(int)的值，'6’是字符型(char)的值，而"6"就是字符串類型的值，再比如變量：int a，那么在內存地址“&a”中存放的數據是有符號int整型數據。而在匯編語言中，如果脫離開指令上下文環境單獨看待它們，它們僅僅是一個二進制的數據，并沒有具體的意義，也就是它們沒有類型信息，一個數據只有出現在指令中，作為操作數進行操作時才知道它所表示的意義，同一個數據用在不同形式的指令中，可能表示不同的類型。
注，本文以x86-64處理器的匯編語言說明，匯編指令的格式是Intel風格，下面內容均為個人觀點。
1、如何表述數據？
既然在匯編語言中，數據自身沒有類型信息，那么，如何來表述它們呢？描述數據有三個要素：位置、長度和內容。
位置，就是表示數據存放在哪兒，以及怎么才能找到它？數據只能存放在三個地方：指令中、寄存器中和內存中。
長度，就是數據它占有多大的存放空間。比如數據可以占用1字節、2字節、4字節、8字節、16字節等2的次冪大小的空間，如果是存放在內存中，也可以是3字節、5字節、6字節、乃至n字節大小的空間，比如表示串操作的數組、字符串等數據。
內容，就是指它所表示的是什么。同一個數據可能表示一個字符、整型數、浮點數、地址等，取決于數據用作什么指令的操作數，也就是數據表示什么是根據所處的上下文環境決定的，所表示的是什么和操作它的指令息息相關。
顯然，長度和內容對應了高級語言中的類型，比如在C/C++中聲明short data，則表示data長度占用2個字節，表示的是范圍在-37768~37767之間的整型數，data的位置取決于定義的場合：可以在棧中、堆中，數據區、常量區等。在匯編語言中，如果數據存放在內存中的話，比如[rax]，寄存器rax中存放64位的地址，rax可以對應高級語言的void*指針，只是一個位置地址，如果沒有相關的前綴信息比如dword ptr，是不知道所指向的數據的長度，也不知道表示的是什么。
下面分別看一下它們在匯編語言中是如何表示的。
2、數據位置-放在什么地方？
在匯編語言中，數據就存在于三個地方：
1、位于指令中
是一個常量，也叫立即數，一般會被編碼到指令中，成為指令的一部分。 它只能用作指令的源操作數，比如指令mov eax, 42，源數據42位于指令中。
下面是這條指令編譯完之后的二進制指令流，就是這條mov指令匯編完之后的二進制數據b82a000000，在執行時，CPU要把這個二進制指令流放在執行引擎中執行，在譯碼時就能從中得到數據42。
我們知道，十進制數字42對應的16進制是0x2a，而b8表示把4字節的二進制數據存入寄存器eax，指令的其余部分2a000000就是數字42，是個4字節長度的數據。
立即數一般來源自高級程序中的const int、constexpr int、整數字面量等，但高級程序中的常量也不一定都會當作立即數位于指令中，有時候也會位于只讀數據區，存放于內存中。
2、位于寄存器中
數據存放在通用寄存器中，它可以用作源操作數和目的操作數。比如:
add eax, edx
加法操作add有兩個操作數，數據分別存放在寄存器eax和edx中，CPU在執行時，執行引擎會從這兩個寄存器中得到數據。
3、位于內存中
指定的是數據在內存中的位置，可以用作源操作數或目的操作數，但不能同時用作源和目的操作數。所在內存位置最常見的表示形式是：[64位寄存器±偏移量]，比如[rax+4]，寄存器rax的值表示一個內存地址，假設是0x8000000000，把它加上4之后，也就是在0x80000000004內存位置。
3、數據長度-占多大的地方？
數據的長度信息表示，和它存放在哪兒有關，在不同的地方有不同的長度表示方式。
1、立即數
長度取決于字面形式源操作數和目的操作數的長度，一般都是1、2、4、8字節的長度。例如，對于0x42這個立即數，如果目的數是單字節長度，它在指令中是單字節長度，如果目的數是2字節長度，它在指令中的長度是2字節，如果目的數是4、8字節長度，它在指令中的長度是4字節；對于0x4200這個立即數，如果目的數是2字節長度，它在指令中的長度是2字節，如果目的數是4、8字節長度，它在指令中的長度是4字節；對于0x4200000000這個立即數，在指令中只能是8字節長度。
2、寄存器
長度取決于寄存器的大小，就以累加寄存器ax、eax、rax系列以及SIMD寄存器為例：
| 寄存器 1 | 字節 | bit | 長度可能對應的C/C++類型 |
|---|---|---|---|
| al | 1 | 8 | char、unit8_t、int8_t |
| ax | 2 | 16 | short、uint_16、int_16 |
| eax | 4 | 32 | int、uint32_t、int32_t、float |
| rax | 8 | 64 | long long、uint64_t, int64_t、double |
| rdx:rax組合 | 16 | 128 | struct {int64_t, int64_t}、int64_t[2]、double[2] |
| ymm | 16 | 128 | int8_t[16]、int16_t[8]、int32_t[4]、int64_t[2]、float[4]、double[2] |
| ymm | 32 | 256 | int8_t[32]、int16_t[16]、int32_t[8]、int64_t[4]、float[8]、double[4] |
| zmm | 64 | 512 | int8_t[64]、int16_t[32]、int32_t[16]、int64_t[8]、float[16]、double[8] |
即，如果一個數據存放在寄存器eax中，它的長度就是4字節32bit，顯然可能是來自高級語言的int、uint32_t、int32_t、float、struct{short, short}, char[4]等類型的數據。
3、內存數據
內存可以存放更多的數據，而且存放數據的地方也沒有額外的信息來表示它的長度，在指令中需要專門的標識符來表示長度，在不同風格形式的匯編語言中有不同的表示形式。
在Intel風格的匯編語言中，數據的長度信息需要專門指定前綴，如：單字節長度的內存數據使用byte ptr前綴來指示，4字節長度的內存數據使用dword ptr前綴來表示，例如 mov eax，dword ptr [rax]，表示把寄存器rax中的值作為地址，從內存中讀取4字節的數據放到寄存器eax中，即數據是[rax]指向的內存位置處連續4字節的長度。
而ATT風格的匯編語言中，長度信息是由操作符使用后綴來指示的，比如：movl (%rax), %eax，使用movl操作符來表示寄存器rax指向的內存位置的4字節數據，把它存入寄存器eax。其它的比如movb、movw、movq等用于不同長度的數據，b、w、l、q后綴分別表示1字節、2字節、4字節和8字節的內存數據的長度。
下面列舉各種數據的長度的前綴，以及對應C/C++的類型：
| 前綴 | 字節 | bit | 長度可能對應的C/C++類型 |
|---|---|---|---|
| byte ptr | 1 | 8 | char、unit8_t、int8_t |
| word ptr | 2 | 16 | short、uint_16、int_16 |
| dword ptr | 4 | 32 | int、uint32_t、int32_t、float |
| qword ptr | 8 | 64 | long long、uint64_t, int64_t、double |
| xmm ptr | 16 | 128 | int8_t[16]、int16_t[8]、int32_t[4]、int64_t[2]、float[4]、double[2] |
| ymm ptr | 32 | 256 | int8_t[32]、int16_t[16]、int32_t[8]、int64_t[4]、float[8]、double[4] |
| zmm ptr | 64 | 512 | int8_t[64]、int16_t[32]、int32_t[16]、int64_t[8]、float[16]、double[8] |
此外，匯編中還有串操作（對應于C/C++語言中的數組類型），這些數據全部存放在內存中，串操作數據的長度，需要由專門的寄存器存放，存放在寄存器cx/ecx中。
4、數據內容- 存放的是什么？
數據所表示的類型，取決于用做什么指令的操作數。指令運算時的它眼中的操作數可以是整型、浮點型、指針、位域、BCD整型、串型（string）和組合類型。
比如，以下面的指令形式為例：
#操作符# eax, dword ptr [rbp-24];
源操作數： dword ptr [rbp-24];
位置：rbp-24指向的內存位置
長度：dword，雙字，即4字節長度
類型：取決于操作符的類型，如果是傳輸型，如mov，不確定，如果是算術運算符，則是整型，如果是邏輯運算型，則是無符號整型
目的操作數：eax
位置：寄存器eax
長度：eax位長是32位，即4字節長度
類型：取決于操作符的類型
下面舉一個例子：
假設源數據是qword ptr [rsp]，此形式能確定數據的兩個要素，位置：rsp指向的內存地址，長度：8字節。下面是它可能出現的場景及類型，假設long、double是64位長度：
MOV rax, qword ptr [rsp]
什么類型都可能，取決于后續以rax為操作數的操作
ADD rax, qword ptr [rsp]
因為ADD操作符用于整型加法運算，因此類型可能是long或unsigned long
MUL rax, qword ptr [rsp]
因為MUL操作符用于無符號整型乘法運算，因此類型明確是unsigned long
IMUL rax, qword ptr [rsp]
因為MUL操作符用于無符號整型乘法運算，因此類型明確是signed long型
MOVSS xmm3, qword ptr [rsp] ;是float類型
MOVSD xmm3, qword ptr [rsp] ;是double類型
MOV rax, qword ptr [rsp]
什么類型都可能，取決于后續以rax為操作數的操作
MOVD xmm0, qword ptr[rax]
后續操作MOVD：qword ptr[rax]，rax用作地址，它是指向一個8字節的數據的指針，仍不知指向什么類型。
MOVSD xmm3, xmm0
此時確定是double類型，即rsp是一個二維指針，即對應C/C++的double **ptr類型;
paddw mm1, qword ptr [rsp]; 指向組合整數，等同于C的short[4]數組
paddb mm1, qword ptr [rsp]; 指向組合整數，等同于C的char[8]數組
jmp qword ptr [rsp] ; 是地址，可能是指針，包括函數指針類型
jcc qword ptr [rsp] ; 是地址，可能是指針，包括函數指針類型
call qword ptr [rsp] ; 是函數指針
可見，同一個數據在不同形式的指令中，可能表示不同的類型，比如，假設rsp寄存器指向的內存處，長度8字節的內容是0x8123456781234567。比如，在下面的指令中，它會表示不同的類型：
MUL rax, qword ptr [rsp] ; 是uint64_t類型，值是9305357565928097127
IMUL rax, qword ptr [rsp] ; 是int64_t類型，值是-9141386507781454489
MOV rax, qword ptr [rsp] 和 MOV mm0, qword ptr[rax]; 是指針，指向0x8123456781234567內存位置
MOV mm0, qword ptr[rax] ; 是char數組，值是{0x81, 0x23, 0x45, 0x67, 0x81, 0x23, 0x45, 0x67}
MOVSD xmm0, qword ptr [rsp] ; 是double類型，值是-3.5127004713770933e-303，幾乎是0.0。
5、如何訪問數據
知道數據在哪兒，也知道長度，如何取獲取數據呢？尤其是在內存中的數據。是由不同的尋址方式來獲取數據，在x86-64處理器中共有下面幾種方式：
1、立即數尋址
數據是立即數常數，存在于指令中。比如指令：mov eax, 42，它的指令二進制編碼是：b82a000000，其中4字節長度的2a000000，就是立即數42。
C/C++的代碼中，這些數據一般對應字面量或者const、constexpr修飾的常量數據。
2、寄存器尋址
數據在寄存器中，這種尋址方式性能很高，因為寄存器都在CPU執行單元內部，訪問它們很快。
在C/C++代碼中，函數傳遞參數、返回結果、循環變量、使用register修飾的變量等都是存放在寄存器中，此外，表達式運算產生的中間結果一般也放在寄存器中。
3、內存直接尋址
數據在內存中，直接使用地址的絕對值訪問它們，如mov eax, dword ptr [0x7fff324ce00c]，從內存位置0x7fff324ce00c處讀取4字節的數據。
在C/C++代碼中，全局變量、靜態變量、函數入口地址可能會用這種尋址方式，但是因為指令編碼較長，可能會用下面的內存間接尋址方式，尤其是x86-64處理器的rip相對尋址方式。
4、內存間接尋址
這一類尋址方式最為豐富。
4.1、寄存器間接
形式：[寄存器]，如[rax]
在C/C++代碼中，指針使用*操作符解引用、通過this指針訪問虛函數表地址時，都是這種形式的尋址。
4.2、基址+偏移量
形式：[寄存器±立即數偏移量]，如[rbp-16]
也可以把寄存器間接尋址看作是這種尋址方式當偏移量為0時的特例，如[rax]即為[rax+0]
在C/C++中，訪問局部變量、數組元素或者結構成員時常見這種尋址方式，常用于基址的寄存器多是rax、rbx、rbp、rsp，使用它們指令編碼較短，在C++中，如果出現rdi作為基址寄存器，很可能是通過this指針在訪問對象的數據成員。其中寄存器rbp用作訪問函數棧幀的基址、rsp用作棧頂基址，差不多是所有編譯器的標準用法了。
4.3、基址+變址
形式：[基址寄存器±變址寄存器] ，如[rbx+rsi]
用作基址寄存器常見有rbx、rbp，變址寄存器常見有rsi、rdi，當然所有寄存器都可以用作它們。
在C/C++中，使用下標變量來訪問char、uint8_t等單字節數據組成的數組時，就是這種尋址方式，其中數組起始位置是基址寄存器，而下標是變址寄存器。
4.4、基址+變址因子
形式：[基址寄存器±變址寄存器立即數因子] ，立即數因子只能是2的次冪，如[rbx+rsi*4]
在C/C++中，使用下標變量來訪問short、int、float等多字節數據組成的數組時，就是這種尋址方式，其中數組起始位置是基址寄存器，而下標是變址寄存器，立即數因子就是數組元素的長度，比如對于數組：int ar[]，立即數因子就是sizeof(int)=4。
4.5、基址+變址因子+偏移量
形式：[基址寄存器±變址寄存器立即數因子±立即數偏移量] ，立即數因子只能是2的次冪，如[rbx+rsi*4]。
在C/C++中，使用下標變量來訪問結構數組中某個結構中的數據成員，就是這種尋址方式，其中數組起始位置是基址寄存器，而下標是變址寄存器，因子就是結構的長度，偏移量是數據在結構中的偏移量。
4.6、基址+變址+偏移量
形式：[基址寄存器±變址寄存器±立即數偏移量] ，如[rbx+rsi+8]
在C/C++中，使用下標變量來訪問結構數組中某個結構的數據成員，如果沒有使用4.5的尋址方式（因為變址因子只能使用1、2、4、8等有限的幾個值），就使用兩條指令來尋址，先計算出變址*因子的值放在變址寄存器中，其中數組起始位置是基址寄存器，而下標位置就是變址寄存器，偏移量是數據在結構中的偏移量。
比如：
// size是16字節
struct pointer {int x; // 偏移量0int64_t z; // 偏移量8
};long foo(pointer a[], int x) {return a[x].z;
}
可以這樣尋址：
foo(pointer*, int):movsx rsi, esisal rsi, 4 ; 單獨計算變址的值mov rax, QWORD PTR [rsi+8+rdi]ret
也可以：
foo(pointer*, int):movsx rsi, esiadd rsi, rsi ; 翻倍，這樣rsi*8就是rsi*16mov eax, DWORD PTR [rdi+rsi*8+8]ret 0
4.7、rip間接尋址
形式：[rip±立即數偏移量]，比如[rip - 0x33538]
現代操作系統中，進程的內存布局模型都是flat平坦模式，即所有的代碼和數據都不再分段管理，而是在同一個地址空間內統一編址，這樣就使用指令指針寄存器rip來訪問數據，在指令訪問內存數據時，所執行的位置處（即RIP的值）加上和目標地址的距離——偏移量，就能訪問到目標地址處的內存數據。在C、C++訪問全局變量、static變量、動態加載的函數和全局變量時，都可以使用這種方式來尋址。
最后
雖然在前面我把數據分成了三部分進行說明，實際上它們三者是同時密切聯系在一起的。在一條指令中，同時表示了這三部分的信息，比如下面的指令：
add edx, DWORD PTR [rdi+4+rsi*8]
1、源數據位于內存中，是一個“基址+變址*因子+偏移量”的尋址方式，位置是經過基址寄存器rdi和變址寄存器rsi運算后的內存地址，數據長度是4字節（dword ptr指示），而地址數據存放在寄存器rdi中，它的長度是8字節，相當于rdi對應C/C++中的指針類型；
2、目的數據位于寄存器edx中，它的長度是4字節
3、指令操作符是add，是算數加法操作，因此源數據和目的數據都是整型數，但是有符號還是無符號數仍不知道。
差不多是類似于下面形式的C/C++代碼結構：
struct strct {int x;int z;
};.....
strct ar[M];
int index;
int sum;
...
sum += ar[index].z;
其中ar是一個結構數組，rdi=&ar，rsi=index，edx=sum。
