寄存器,寄存器是什么意思

寄存器定義
　　寄存器是中央處理器內(nèi)的組成部分。寄存器是有限存貯容量的高速存貯部件，它們可用來暫存指令、數(shù)據(jù)和位址。在中央處理器的控制部件中，包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序計(jì)數(shù)器(PC)。在中央處理器的算術(shù)及邏輯部件中，包含的寄存器有累加器(ACC)。
　　寄存器是內(nèi)存階層中的最頂端，也是系統(tǒng)獲得操作資料的最快速途徑。寄存器通常都是以他們可以保存的位元數(shù)量來估量，舉例來說，一個(gè) “8 位元寄存器”或 “32 位元寄存器”。寄存器現(xiàn)在都以寄存器檔案的方式來實(shí)作，但是他們也可能使用單獨(dú)的正反器、高速的核心內(nèi)存、薄膜內(nèi)存以及在數(shù)種機(jī)器上的其他方式來實(shí)作出來。
　　寄存器通常都用來意指由一個(gè)指令之輸出或輸入可以直接索引到的暫存器群組。更適當(dāng)?shù)氖欠Q他們?yōu)?“架構(gòu)寄存器”。
　　例如，x86 指令集定義八個(gè) 32 位元寄存器的集合，但一個(gè)實(shí)作 x86 指令集的 CPU 可以包含比八個(gè)更多的寄存器。
　　寄存器是CPU內(nèi)部的元件，寄存器擁有非常高的讀寫速度，所以在寄存器之間的數(shù)據(jù)傳送非常快。
特點(diǎn)及原理
　　寄存器又分為內(nèi)部寄存器與外部寄存器，所謂內(nèi)部寄存器，其實(shí)也是一些小的存儲(chǔ)單元，也能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。但同存儲(chǔ)器相比，寄存器又有自己獨(dú)有的特點(diǎn)：
　　①寄存器位于CPU內(nèi)部，數(shù)量很少，僅十四個(gè)；
　　②寄存器所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不一定是8bit，有一些寄存器可以存儲(chǔ)16bit數(shù)據(jù)，對(duì)于386/486處理器中的一些寄存器則能存儲(chǔ)32bit數(shù)據(jù)；
　　③每個(gè)內(nèi)部寄存器都有一個(gè)名字，而沒有類似存儲(chǔ)器的地址編號(hào)。
　　寄存器的功能十分重要，CPU對(duì)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，往往先把數(shù)據(jù)取到內(nèi)部寄存器中，而后再作處理。外部寄存器是計(jì)算機(jī)中其它一些部件上用于暫存數(shù)據(jù)的寄存器，它與CPU之間通過“端口”交換數(shù)據(jù)，外部寄存器具有寄存器和內(nèi)存儲(chǔ)器雙重特點(diǎn)。有些時(shí)候我們常把外部寄存器就稱為“端口”，這種說法不太嚴(yán)格，但經(jīng)常這樣說。
　　外部寄存器雖然也用于存放數(shù)據(jù)，但是它保存的數(shù)據(jù)具有特殊的用途。某些寄存器中各個(gè)位的0、1狀態(tài)反映了外部設(shè)備的工作狀態(tài)或方式；還有一些寄存器中的各個(gè)位可對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行控制；也有一些端口作為CPU同外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)的通路。所以說，端口是CPU和外設(shè)間的聯(lián)系橋梁。CPU對(duì)端口的訪問也是依據(jù)端口的“編號(hào)”（地址），這一點(diǎn)又和訪問存儲(chǔ)器一樣。不過考慮到機(jī)器所聯(lián)接的外設(shè)數(shù)量并不多，所以在設(shè)計(jì)機(jī)器的時(shí)候僅安排了1024個(gè)端口地址，端口地址范圍為0--3FFH。
寄存器用途
　　1.可將寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)執(zhí)行算術(shù)及邏輯運(yùn)算；
　　2.存于寄存器內(nèi)的地址可用來指向內(nèi)存的某個(gè)位置，即尋址；
　　3.可以用來讀寫數(shù)據(jù)到電腦的周邊設(shè)備。
數(shù)據(jù)寄存器
　　8086 有14個(gè)16位寄存器，這14個(gè)寄存器按其用途可分為(1)通用寄存器、(2)指令指針、(3)標(biāo)志寄存器和(4)段寄存器等4類。
　　(1)通用寄存器有8個(gè), 又可以分成2組,一組是數(shù)據(jù)寄存器(4個(gè)),另一組是指針寄存器及變址寄存器(4個(gè)).
　　顧名思義，通用寄存器是那些你可以根據(jù)自己的意愿使用的寄存器，修改他們的值通常不會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行造成很大的影響。
　　數(shù)據(jù)寄存器分為:
　　AH&AL＝AX(accumulator)：累加寄存器，常用于運(yùn)算;在乘除等指令中指定用來存放操作數(shù),另外,所有的I/O指令都使用這一寄存器與外界設(shè)備傳送數(shù)據(jù).
　　BH&BL＝BX(base)：基址寄存器，常用于地址索引；
　　CH&CL＝CX(count)：計(jì)數(shù)寄存器，常用于計(jì)數(shù)；常用于保存計(jì)算值,如在移位指令,循環(huán)(loop)和串處理指令中用作隱含的計(jì)數(shù)器.
　　DH&DL＝DX(data)：數(shù)據(jù)寄存器，常用于數(shù)據(jù)傳遞。
　　他們的特點(diǎn)是,這4個(gè)16位的寄存器可以分為高8位: AH, BH, CH, DH.以及低八位：AL,BL,CL,DL。這2組8位寄存器可以分別尋址，并單獨(dú)使用。
　　另一組是指針寄存器和變址寄存器，包括：
　　SP（Stack Pointer）：堆棧指針，與SS配合使用，可指向目前的堆棧位置；
　　BP（Base Pointer）：基址指針寄存器，可用作SS的一個(gè)相對(duì)基址位置；
　　SI（Source Index）：源變址寄存器可用來存放相對(duì)于DS段之源變址指針；
　　DI（Destination Index）：目的變址寄存器，可用來存放相對(duì)于 ES 段之目的變址指針。
　　這4個(gè)16位寄存器只能按16位進(jìn)行存取操作，主要用來形成操作數(shù)的地址，用于堆棧操作和變址運(yùn)算中計(jì)算操作數(shù)的有效地址。
　　(2) 指令指針I(yè)P(Instruction Pointer)
　　指令指針I(yè)P是一個(gè)16位專用寄存器，它指向當(dāng)前需要取出的指令字節(jié)，當(dāng)BIU從內(nèi)存中取出一個(gè)指令字節(jié)后，IP就自動(dòng)加1，指向下一個(gè)指令字節(jié)。注意，IP指向的是指令地址的段內(nèi)地址偏移量，又稱偏移地址(Offset Address)或有效地址(EA，Effective Address)。
　　(3)標(biāo)志寄存器FR(Flag Register)
　　8086有一個(gè)18位的標(biāo)志寄存器FR，在FR中有意義的有9位，其中6位是狀態(tài)位，3位是控制位。
　　OF： 溢出標(biāo)志位OF用于反映有符號(hào)數(shù)加減運(yùn)算所得結(jié)果是否溢出。如果運(yùn)算結(jié)果超過當(dāng)前運(yùn)算位數(shù)所能表示的范圍，則稱為溢出，OF的值被置為1，否則，OF的值被清為0。
　　DF：方向標(biāo)志DF位用來決定在串操作指令執(zhí)行時(shí)有關(guān)指針寄存器發(fā)生調(diào)整的方向。
　　IF：中斷允許標(biāo)志IF位用來決定CPU是否響應(yīng)CPU外部的可屏蔽中斷發(fā)出的中斷請(qǐng)求。但不管該標(biāo)志為何值，CPU都必須響應(yīng)CPU外部的不可屏蔽中斷所發(fā)出的中斷請(qǐng)求，以及CPU內(nèi)部產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求。具體規(guī)定如下：
　　(1)、當(dāng)IF=1時(shí)，CPU可以響應(yīng)CPU外部的可屏蔽中斷發(fā)出的中斷請(qǐng)求；
　　(2)、當(dāng)IF=0時(shí)，CPU不響應(yīng)CPU外部的可屏蔽中斷發(fā)出的中斷請(qǐng)求。
　　TF：跟蹤標(biāo)志TF。該標(biāo)志可用于程序調(diào)試。TF標(biāo)志沒有專門的指令來設(shè)置或清楚。
　　（1）如果TF=1，則CPU處于單步執(zhí)行指令的工作方式，此時(shí)每執(zhí)行完一條指令，就顯示CPU內(nèi)各個(gè)寄存器的當(dāng)前值及CPU將要執(zhí)行的下一條指令。
　　（2）如果TF=0，則處于連續(xù)工作模式。
　　SF：符號(hào)標(biāo)志SF用來反映運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)位，它與運(yùn)算結(jié)果的最高位相同。在微機(jī)系統(tǒng)中，有符號(hào)數(shù)采用補(bǔ)碼表示法，所以，SF也就反映運(yùn)算結(jié)果的正負(fù)號(hào)。運(yùn)算結(jié)果為正數(shù)時(shí)，SF的值為0，否則其值為1。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果沒有產(chǎn)生溢出時(shí)，運(yùn)算結(jié)果等于邏輯結(jié)果（即因該得到的正確的結(jié)果），此時(shí)SF表示的是邏輯結(jié)果的正負(fù)，當(dāng)運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生溢出時(shí)，運(yùn)算結(jié)果不等于邏輯結(jié)果，此時(shí)的SF值所表示的正負(fù)情況與邏輯結(jié)果相反，即：SF=0時(shí)，邏輯結(jié)果為負(fù)，SF=1時(shí)，邏輯結(jié)果為正。
　　ZF： 零標(biāo)志ZF用來反映運(yùn)算結(jié)果是否為0。如果運(yùn)算結(jié)果為0，則其值為1，否則其值為0。在判斷運(yùn)算結(jié)果是否為0時(shí)，可使用此標(biāo)志位。
　　AF：下列情況下，輔助進(jìn)位標(biāo)志AF的值被置為1，否則其值為0：
　　(1)、在字操作時(shí)，發(fā)生低字節(jié)向高字節(jié)進(jìn)位或借位時(shí)；
　　(2)、在字節(jié)操作時(shí)，發(fā)生低4位向高4位進(jìn)位或借位時(shí)。
　　PF：奇偶標(biāo)志PF用于反映運(yùn)算結(jié)果中“1”的個(gè)數(shù)的奇偶性。如果“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則PF的值為1，否則其值為0。
　　CF：進(jìn)位標(biāo)志CF主要用來反映運(yùn)算是否產(chǎn)生進(jìn)位或借位。如果運(yùn)算結(jié)果的最高位產(chǎn)生了一個(gè)進(jìn)位或借位，那么，其值為1，否則其值為0。
　　(4)段寄存器(Segment Register)
　　為了運(yùn)用所有的內(nèi)存空間，8086設(shè)定了四個(gè)段寄存器，專門用來保存段地址：
　　CS（Code Segment）：代碼段寄存器；
　　DS（Data Segment）：數(shù)據(jù)段寄存器；
　　SS（Stack Segment）：堆棧段寄存器；
　　ES（Extra Segment）：附加段寄存器。
　　當(dāng)一個(gè)程序要執(zhí)行時(shí)，就要決定程序代碼、數(shù)據(jù)和堆棧各要用到內(nèi)存的哪些位置，通過設(shè)定段寄存器 CS，DS，SS 來指向這些起始位置。通常是將DS固定，而根據(jù)需要修改CS。所以，程序可以在可尋址空間小于64K的情況下被寫成任意大小。 所以，程序和其數(shù)據(jù)組合起來的大小，限制在DS 所指的64K內(nèi)，這就是COM文件不得大于64K的原因。8086以內(nèi)存做為戰(zhàn)場(chǎng)，用寄存器做為軍事基地，以加速工作。
　　以上是8086寄存器的整體概況, 自80386開始，PC進(jìn)入32bit時(shí)代，其尋址方式，寄存器大小，功能等都發(fā)生了變化。
　　=============================以下是80386的寄存器的一些資料======================================
　　寄存器都是32-bits寬。
　　A、通用寄存器
　　下面介紹通用寄存器及其習(xí)慣用法。顧名思義，通用寄存器是那些你可以根據(jù)自己的意愿使用的寄存器，修改他們的值通常不會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行造成很大的影響。通用寄存器最多的用途是計(jì)算。
　　EAX：通用寄存器。相對(duì)其他寄存器，在進(jìn)行運(yùn)算方面比較常用。在保護(hù)模式中，也可以作為內(nèi)存偏移指針（此時(shí)，DS作為段 寄存器或選擇器）
　　EBX：通用寄存器。通常作為內(nèi)存偏移指針使用（相對(duì)于EAX、ECX、EDX），DS是默認(rèn)的段寄存器或選擇器。在保護(hù)模式中，同樣可以起這個(gè)作用。
　　ECX：通用寄存器。通常用于特定指令的計(jì)數(shù)。在保護(hù)模式中，也可以作為內(nèi)存偏移指針（此時(shí)，DS作為 寄存器或段選擇器）。
　　EDX：通用寄存器。在某些運(yùn)算中作為EAX的溢出寄存器（例如乘、除）。在保護(hù)模式中，也可以作為內(nèi)存偏移指針（此時(shí)，DS作為段 寄存器或選擇器）。
　　同AX分為AH&AL一樣，上述寄存器包括對(duì)應(yīng)的16-bit分組和8-bit分組。
　　B、用作內(nèi)存指針的特殊寄存器
　　ESI：通常在內(nèi)存操作指令中作為“源地址指針”使用。當(dāng)然，ESI可以被裝入任意的數(shù)值，但通常沒有人把它當(dāng)作通用寄存器來用。DS是默認(rèn)段寄存器或選擇器。
　　EDI：通常在內(nèi)存操作指令中作為“目的地址指針”使用。當(dāng)然，EDI也可以被裝入任意的數(shù)值，但通常沒有人把它當(dāng)作通用寄存器來用。DS是默認(rèn)段寄存器或選擇器。
　　EBP：這也是一個(gè)作為指針的寄存器。通常，它被高級(jí)語言編譯器用以建造‘堆棧幀'來保存函數(shù)或過程的局部變量，不過，還是那句話，你可以在其中保存你希望的任何數(shù)據(jù)。SS是它的默認(rèn)段寄存器或選擇器。
　　注意，這三個(gè)寄存器沒有對(duì)應(yīng)的8-bit分組。換言之，你可以通過SI、DI、BP作為別名訪問他們的低16位，卻沒有辦法直接訪問他們的低8位。
　　C、段選擇器：
　　實(shí)模式下的段寄存器到保護(hù)模式下?lián)u身一變就成了選擇器。不同的是，實(shí)模式下的“段寄存器”是16-bit的，而保護(hù)模式下的選擇器是32-bit的。
　　CS 代碼段，或代碼選擇器。同IP寄存器(稍后介紹)一同指向當(dāng)前正在執(zhí)行的那個(gè)地址。處理器執(zhí)行時(shí)從這個(gè)寄存器指向的段（實(shí)模式）或內(nèi)存（保護(hù)模式）中獲取指令。除了跳轉(zhuǎn)或其他分支指令之外，你無法修改這個(gè)寄存器的內(nèi)容。
　　DS 數(shù)據(jù)段，或數(shù)據(jù)選擇器。這個(gè)寄存器的低16 bit連同ESI一同指向的指令將要處理的內(nèi)存。同時(shí)，所有的內(nèi)存操作指令 默認(rèn)情況下都用它指定操作段(實(shí)模式)或內(nèi)存(作為選擇器，在保護(hù)模式。這個(gè)寄存器可以被裝入任意數(shù)值，然而在這么做的時(shí)候需要小心一些。方法是，首先把數(shù)據(jù)送給AX，然后再把它從AX傳送給DS(當(dāng)然，也可以通過堆棧來做).
　　ES 附加段，或附加選擇器。這個(gè)寄存器的低16 bit連同EDI一同指向的指令將要處理的內(nèi)存。同樣的，這個(gè)寄存器可以被裝入任意數(shù)值，方法和DS類似。
　　FS F段或F選擇器(推測(cè)F可能是Free?)。可以用這個(gè)寄存器作為默認(rèn)段寄存器或選擇器的一個(gè)替代品。它可以被裝入任何數(shù)值，方法和DS類似。
　　GS G段或G選擇器(G的意義和F一樣，沒有在Intel的文檔中解釋)。它和FS幾乎完全一樣。
　　SS 堆棧段或堆棧選擇器。這個(gè)寄存器的低16 bit連同ESP一同指向下一次堆棧操作(push和pop)所要使用的堆棧地址。這個(gè)寄存器也可以被裝入任意數(shù)值，你可以通過入棧和出棧操作來給他賦值，不過由于堆棧對(duì)于很多操作有很重要的意義，因此，不正確的修改有可能造成對(duì)堆棧的破壞。
　　* 注意 一定不要在初學(xué)匯編的階段把這些寄存器弄混。他們非常重要，而一旦你掌握了他們，你就可以對(duì)他們做任意的操作了。段寄存器，或選擇器，在沒有指定的情況下都是使用默認(rèn)的那個(gè)。這句話在現(xiàn)在看來可能有點(diǎn)稀里糊涂，不過你很快就會(huì)在后面知道如何去做。
　　指令指針寄存器：
　　EIP 這個(gè)寄存器非常的重要。這是一個(gè)32位寬的寄存器 ，同CS一同指向即將執(zhí)行的那條指令的地址。不能夠直接修改這個(gè)寄存器的值，修改它的唯一方法是跳轉(zhuǎn)或分支指令。(CS是默認(rèn)的段或選擇器)
　　上面是最基本的寄存器。下面是一些其他的寄存器，你甚至可能沒有聽說過它們。(都是32位寬)：
　　CR0, CR2, CR3(控制寄存器)。舉一個(gè)例子，CR0的作用是切換實(shí)模式和保護(hù)模式。
　　還有其他一些寄存器，D0, D1, D2, D3, D6和D7(調(diào)試寄存器)。他們可以作為調(diào)試器的硬件支持來設(shè)置條件斷點(diǎn)。
　　TR3, TR4, TR5, TR6 和 TR? 寄存器(測(cè)試寄存器)用于某些條件測(cè)試。
寄存器分類
　　數(shù)據(jù)寄存器 - 用來儲(chǔ)存整數(shù)數(shù)字（參考以下的浮點(diǎn)寄存器）。在某些簡(jiǎn)單/舊的 CPU，特別的數(shù)據(jù)寄存器是累加器，作為數(shù)學(xué)計(jì)算之用。
　　地址寄存器 - 持有存儲(chǔ)器地址，以及用來訪問存儲(chǔ)器。在某些簡(jiǎn)單/舊的CPU里，特別的地址寄存器是索引寄存器（可能出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)）。
　　通用目的寄存器 （GPRs） - 可以保存數(shù)據(jù)或地址兩者，也就是說他們是結(jié)合 數(shù)據(jù)/地址 寄存器的功用。
　　浮點(diǎn)寄存器 （FPRs） - 用來儲(chǔ)存浮點(diǎn)數(shù)字。
　　常數(shù)寄存器 - 用來持有只讀的數(shù)值（例如 0、1、圓周率等等）。
　　向量寄存器 - 用來儲(chǔ)存由向量處理器運(yùn)行SIMD（Single Instruction, Multiple Data）指令所得到的數(shù)據(jù)。
　　特殊目的寄存器 - 儲(chǔ)存CPU內(nèi)部的數(shù)據(jù)，像是程序計(jì)數(shù)器（或稱為指令指針），堆棧寄存器，以及狀態(tài)寄存器（或稱微處理器狀態(tài)字組）。
　　指令寄存器（instruction register） - 儲(chǔ)存現(xiàn)在正在被運(yùn)行的指令
　　索引寄存器（index register） - 是在程序運(yùn)行實(shí)用來更改運(yùn)算對(duì)象地址之用。
　　在某些架構(gòu)下，模式指示寄存器（也稱為“機(jī)器指示寄存器”）儲(chǔ)存和設(shè)置跟處理器自己有關(guān)的數(shù)據(jù)。由于他們的意圖目的是附加到特定處理器的設(shè)計(jì)，因此他們并不被預(yù)期會(huì)成微處理器世代之間保留的標(biāo)準(zhǔn)。
　　有關(guān)從 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 提取信息的寄存器與CPU（位于不同芯片的儲(chǔ)存寄存器集合）
　　存儲(chǔ)器緩沖寄存器（Memory buffer register）
　　存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器（Memory data register）
　　存儲(chǔ)器地址寄存器（Memory address register）
　　存儲(chǔ)器型態(tài)范圍寄存器（Memory Type Range Registers）[1][2]

寄存器:

寄存器是計(jì)算機(jī)和其他數(shù)字系統(tǒng)中用來存儲(chǔ)代碼或數(shù)據(jù)的邏輯部件。它的主要組成部分是觸發(fā)器。一個(gè)觸發(fā)器能存儲(chǔ)1位二進(jìn)制代碼，所以要存儲(chǔ)n位二進(jìn)制代碼的寄存器就需要用n個(gè)觸發(fā)器組成。一個(gè)4位的集成寄存器74LS175的邏輯電路圖和引腳圖分別如圖8.7.1(a)、(b)所示。其中,RD是異步清零控制端。在往寄存器中寄存數(shù)據(jù)或代碼之前，必須先將寄存器清零,否則有可能出錯(cuò)。1D～4D 是數(shù)據(jù)輸入端,在CP 脈沖上升沿作用下，1D～4D端的數(shù)據(jù)被并行地存入寄存器。輸出數(shù)據(jù)可以并行從1Q～4Q 端引出，也可以并行從1Q～4Q 端引出反碼輸出。

74LS175的功能如表8.7.1所示。

上面介紹的寄存器只有寄存數(shù)據(jù)或代碼的功能。有時(shí)為了處理數(shù)據(jù)，需要將寄存器中的各位數(shù)據(jù)在移位控制信號(hào)作用下，依次向高位或向低位移動(dòng)1位。具有移位功能的寄存器稱為移位寄存器。