【详解】32位CPU寄存器

作者: paranoid 分类: 汇编语言 发布时间: 2019-01-28 20:46

4个数据寄存器(EAX、EBX、ECX和EDX)对低16位数据的存取,不会影响高16位的数据。这些低16位寄存器分别命名为:AX、BX、CX和DX,它和先前的CPU中的寄存器相一致。4个16位寄存器又可分割成8个独立的8位寄存器(AX:AH-AL、BX:BH-BL、CX:CH-CL、DX:DH-DL),每个寄存器都有自己的名称,可独立存取。

寄存器EAX通常称为累加器(Accumulator)用累加器进行的操作可能需要更少时间。可用于乘、除、输入/输出等操作,使用频率很高;
寄存器EBX称为基地址寄存器(BaseRegister)它可作为存储器指针来使用;
寄存器ECX称为计数寄存器(CountRegister)在循环和字符串操作时,要用它来控制循环次数;在位操作中,当移多位时,要用CL来指明移位的位数;
寄存器EDX称为数据寄存器(DataRegister)在进行乘、除运算时,它可作为默认的操作数参与运算,也可用于存放I/O的端口地址

注意:在16位CPU中,AX、BX、CX和DX不能作为基址和变址寄存器来存放存储单元的地址,
在32位CPU中,其32位寄存器EAX、EBX、ECX和EDX不仅可传送数据、暂存数据保存算术逻辑运算结果,

2个变址和指针寄存器(ESI和EDI)其低16位对应先前CPU中的SI和DI,对低16位数据的存取,不影响高16位的数据。寄存器ESI、EDI、SI和DI称为变址寄存器(IndexRegister),它们主要用于存放存储单元在段内的偏移量,用它们可实现多种存储器操作数的寻址方式,为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。

2个指针寄存器(ESP和EBP)其低16位对应先前CPU中的BP和SP,对低16位数据的存取,不影响高16位的数据。32位CPU有2个32位通用寄存器EBP和ESP。它们主要用于访问堆栈内的存储单元。寄存器EBP、ESP、BP和SP称为指针寄存器(PointerRegister),主要用于存放堆栈内存储单元的偏移量,用它们可实现多种存储器操作数的寻址方式,为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。指针寄存器不可分割成8位寄存器。作为通用寄存器,也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。
EBP为基指针(BasePointer)寄存器,用它可直接存取堆栈中的数据
ESP为堆栈指针(StackPointer)寄存器,用它只可访问栈顶

6个段寄存器(ES、CS、SS、DS、FS和GS)段寄存器段寄存器是根据内存分段的管理模式而设置的。内存单元的物理地址由段寄存器的值和一个偏移量组合而成
的,这样可用两个较少位数的值组合成一个可访问较大物理空间的内存地址。
CPU内部的段寄存器:
ECS——代码段寄存器(CodeSegmentRegister),其值为代码段的段值;
EDS——数据段寄存器(DataSegmentRegister),其值为数据段的段值;
EES——附加段寄存器(ExtraSegmentRegister),其值为附加数据段的段值;
ESS——堆栈段寄存器(StackSegmentRegister),其值为堆栈段的段值;
EFS——附加段寄存器(ExtraSegmentRegister),其值为附加数据段的段值;
EGS——附加段寄存器(ExtraSegmentRegister),其值为附加数据段的段值。

1个指令指针寄存器(EIP)指令指针EIP、IP(InstructionPointer)是存放下次将要执行的指令在代码段的偏移量。

1个标志寄存器(EFlags)

1、进位标志CF(CarryFlag)
进位标志CF主要用来反映运算是否产生进位或借位。如果运算结果的最高位产生了一个进位或借位,那么,其值为1,否则其值为0。使用该标志位的情况有:多字(字节)数的加减运算,无符号数的大小比较运算,移位操作,字(字节)之间移位,专门改变CF值的指令等。

2、奇偶标志PF(ParityFlag)
奇偶标志PF用于反映运算结果中“1”的个数的奇偶性。如果“1”的个数为偶数,则PF的值为1,否则其值为0。利用PF可进行奇偶校验检查,或产生奇偶校验位。在数据传送过程中,为了提供传送的可靠性,如果采用奇偶校验的方法,就可使用该标志位。

3、辅助进位标志AF(AuxiliaryCarryFlag)
在发生下列情况时,辅助进位标志AF的值被置为1,否则其值为0:
(1)、在字操作时,发生低字节向高字节进位或借位时;
(2)、在字节操作时,发生低4位向高4位进位或借位时。
对以上6个运算结果标志位,在一般编程情况下,标志位CF、ZF、SF和OF的使用频率较高,而标志位PF和AF的使用频率较低。

4、零标志ZF(ZeroFlag)
零标志ZF用来反映运算结果是否为0。如果运算结果为0,则其值为1,否则其值为0。在判断运算结果是否为0时,可使用此标志位。

5、符号标志SF(SignFlag)
符号标志SF用来反映运算结果的符号位,它与运算结果的最高位相同。在微机系统中,有符号数采用码表示法,所以,SF也就反映运算结果的正负号。运算结果为正数时,SF的值为0,否则其值为1。

6、溢出标志OF(OverflowFlag)
溢出标志OF用于反映有符号数加减运算所得结果是否溢出。如果运算结果超过当前运算位数所能表示的范围,则称为溢出,OF的值被置为1,否则,OF的值被清为0。
“溢出”和“进位”是两个不同含义的概念,不要混淆。如果不太清楚的话,请查阅《计算机组成原理》课程中的有关章节。

二、状态控制标志位
状态控制标志位是用来控制CPU操作的,它们要通过专门的指令才能使之发生改变。
1、追踪标志TF(TrapFlag)
当追踪标志TF被置为1时,CPU进入单步执行方式,即每执行一条指令,产生一个单步中断请求。这种方式主要用于程序的调试。
指令系统中没有专门的指令来改变标志位TF的值,但程序员可用其它办法来改变其值。
2、中断允许标志IF(Interrupt-enableFlag)
中断允许标志IF是用来决定CPU是否响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求。
但不管该标志为何值,CPU都必须响应CPU外部的不可屏蔽中断所发出的中断请求,以及CPU内部产生的中断请求。
具体规定如下:
(1)、当IF=1时,CPU可以响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求;
(2)、当IF=0时,CPU不响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求。
CPU的指令系统中也有专门的指令来改变标志位IF的值。
3、方向标志DF(DirectionFlag)
方向标志DF用来决定在串操作指令执行时有关指针寄存器发生调整的方向。具体规定在第5.2.11节——字符串操作指令——中给出。
在微机的指令系统中,还提供了专门的指令来改变标志位DF的值。

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