[科普中國]-寄存器

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)和地址。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)和程序計數(shù)器(PC)。在中央處理器的算術(shù)及邏輯部件中，寄存器有累加器(ACC)。

基本含義寄存器，是集成電路中非常重要的一種存儲單元，通常由觸發(fā)器組成。在集成電路設(shè)計中，寄存器可分為電路內(nèi)部使用的寄存器和充當(dāng)內(nèi)外部接口的寄存器這兩類。內(nèi)部寄存器不能被外部電路或軟件訪問，只是為內(nèi)部電路的實現(xiàn)存儲功能或滿足電路的時序要求。而接口寄存器可以同時被內(nèi)部電路和外部電路或軟件訪問，CPU中的寄存器就是其中一種，作為軟硬件的接口，為廣泛的通用編程用戶所熟知。

在計算機領(lǐng)域，寄存器是CPU內(nèi)部的元件，包括通用寄存器、專用寄存器和控制寄存器。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?？臁?/p>

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“8 位元寄存器”或“32位元寄存器”。寄存器都以寄存器檔案的方式來實作，但是他們也可能使用單獨的正反器、高速的核心內(nèi)存、薄膜內(nèi)存以及在數(shù)種機器上的其他方式來實作出來。

寄存器通常都用來意指由一個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)椤凹軜?gòu)寄存器”。

例如，x86指令集定義八個32 位元寄存器的集合，但一個實際 x86 指令集的CPU可以包含比八個更多的寄存器。

分類數(shù)據(jù)寄存器- 用來儲存整數(shù)數(shù)字（參考以下的浮點寄存器）。在某些簡單/舊的CPU，特別的數(shù)據(jù)寄存器是累加器，作為數(shù)學(xué)計算之用。

地址寄存器- 持有存儲器地址，用來訪問存儲器。在某些簡單/舊的CPU里，特別的地址寄存器是索引寄存器（可能出現(xiàn)一個或多個）。

通用目的寄存器（GPRs） - 可以保存數(shù)據(jù)或地址兩者，也就是說它們是結(jié)合數(shù)據(jù)/地址 寄存器的功用。

浮點寄存器（FPRs） - 用來儲存浮點數(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- 用來儲存由向量處理器運行SIMD（Single Instruction, Multiple Data）指令所得到的數(shù)據(jù)。

特殊目的寄存器- 儲存CPU內(nèi)部的數(shù)據(jù)，像是程序計數(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）- 儲存正在被運行的指令。

索引寄存器（index register）- 是在程序運行時用來更改運算對象地址之用。

在某些架構(gòu)下，模式指示寄存器（也稱為“機器指示寄存器”）儲存和設(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，因此他們并不被預(yù)期會成為微處理器世代之間保留的標(biāo)準(zhǔn)。

有關(guān)從隨機存取存儲器提取信息的寄存器與CPU（位于不同芯片的儲存寄存器集合）

存儲器緩沖寄存器（Memory buffer register）

存儲器數(shù)據(jù)寄存器（Memory data register）

存儲器地址寄存器（Memory address register）

存儲器型態(tài)范圍寄存器（Memory Type Range Registers）

原理寄存器的基本單元是 D觸發(fā)器，按照其用途分為基本寄存器和移位寄存器

基本寄存器（見圖）是由 D觸發(fā)器組成，在 CP 脈沖作用下，每個 D觸發(fā)器能夠寄存一位二進(jìn)制碼。在 D=0 時，寄存器儲存為 0，在 D=1 時，寄存器儲存為 1。
在低電平為 0、高電平為 1 時，需將信號源與 D 間連接一反相器，這樣就可以完成對數(shù)據(jù)的儲存。

需要強調(diào)的是，大型數(shù)字系統(tǒng)都是基于時鐘運作的，其中寄存器一般是在時鐘的邊緣被觸發(fā)的，基于電平觸發(fā)的已較少使用。（通常說的CPU的頻率就是指數(shù)字集成電路的時鐘頻率）

移位寄存器按照移位方向可以分為單向移位寄存器和雙向移位寄存器

單向移位寄存器是由多個 D 觸發(fā)器串接而成（見圖）,在串口 Di 輸入需要儲存的數(shù)據(jù)，觸發(fā)器 FF0 就能夠儲存當(dāng)前需要儲存數(shù)據(jù)，在 CP 發(fā)出一次時鐘控制脈沖時，串口 Di 同時輸入第二個需要儲存是的數(shù)據(jù)，而第一個數(shù)據(jù)則儲存到觸發(fā)器 FF1 中。

雙向移位寄存器按圖中方式排列，調(diào)換連接端順序，可以控制寄存器向左移位，增加控制電路可以使寄存器右移，這樣構(gòu)成雙向移位寄存器。

8086寄存器8086 有14個16位寄存器，這14個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。

通用寄存器有8個, 又可以分成2組，一組是數(shù)據(jù)寄存器(4個),另一組是指針寄存器及變址寄存器(4個).

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對計算機的運行造成很大的影響。

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)：**計數(shù)寄存器，常用于計數(shù)；常用于保存計算值，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。

他們的特點是，這4個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，可指向的堆棧位置

**BP（Base Pointer）：**基址指針寄存器，可用作SS的一個相對基址位置

**SI（Source Index）：**源變址寄存器，可用來存放相對于DS段之源變址指針

**DI（Destination Index）：**目的變址寄存器，可用來存放相對于ES 段之目的變址指針。

這4個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算中計算操作數(shù)的有效地址。

指令指針I(yè)P指令指針I(yè)P是一個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)存中取出一個指令字節(jié)后，IP就自動加(取出該字節(jié)的長度，如：BIU從內(nèi)存中取出的是1個字節(jié)，IP就會自動加1，如果BIU從內(nèi)存中取出的字節(jié)數(shù)長度為3，IP就自動加3)，指向下一個指令字節(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)。

標(biāo)志寄存器8086有一個16位的標(biāo)志性寄存器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。標(biāo)志寄存器（Flags Register,FR）又稱程序狀態(tài)字(Program Status Word,PSW)。這是一個存放條件標(biāo)志、控制標(biāo)志寄存器，主要用于反映處理器的狀態(tài)和運算結(jié)果的某些特征及控制指令的執(zhí)行。

標(biāo)志寄存器位置圖：

|| ||

**OF：**溢出標(biāo)志位OF用于反映有符號數(shù)加減運算所得結(jié)果是否溢出。如果運算結(jié)果超過當(dāng)前運算位數(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)出的中斷請求，以及CPU內(nèi)部產(chǎn)生的中斷請求。具體規(guī)定如下：

(1)、當(dāng)IF=1時，CPU可以響應(yīng)CPU外部的可屏蔽中斷發(fā)出的中斷請求

(2)、當(dāng)IF=0時，CPU不響應(yīng)CPU外部的可屏蔽中斷發(fā)出的中斷請求。

**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)置或清除。

（1）如果TF=1，則CPU處于單步執(zhí)行指令的工作方式，此時每執(zhí)行完一條指令，就顯示CPU內(nèi)各個寄存器的當(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：**符號標(biāo)志SF用來反映運算結(jié)果的符號位，它與運算結(jié)果的最高位相同。在微機系統(tǒng)中，有符號數(shù)采用補碼表示法，所以，SF也就反映運算結(jié)果的正負(fù)號。運算結(jié)果為非負(fù)數(shù)時，SF的值為0，否則其值為1。當(dāng)運算結(jié)果沒有產(chǎn)生溢出時，運算結(jié)果等于邏輯結(jié)果（即應(yīng)該得到的正確的結(jié)果），此時SF表示的是邏輯結(jié)果的正負(fù)，當(dāng)運算結(jié)果產(chǎn)生溢出時，運算結(jié)果不等于邏輯結(jié)果，此時的SF值所表示的正負(fù)情況與邏輯結(jié)果相反，即：SF=0時，邏輯結(jié)果為負(fù)，SF=1時，邏輯結(jié)果為非負(fù)。

**ZF：**零標(biāo)志ZF用來反映運算結(jié)果是否為0。如果運算結(jié)果為0，則其值為1，否則其值為0。在判斷運算結(jié)果是否為0時，可使用此標(biāo)志位。

**AF：( Assistant Carry Flag)**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，發(fā)生低字節(jié)向高字節(jié)進(jìn)位或借位時

(2)、在字節(jié)操作時，發(fā)生低4位向高4位進(jìn)位或借位時。

**PF：**奇偶標(biāo)志PF用于反映運算結(jié)果中“1”的個數(shù)的奇偶性。如果“1”的個數(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主要用來反映無符號數(shù)運算是否產(chǎn)生進(jìn)位或借位。如果運算結(jié)果的最高位產(chǎn)生了一個進(jìn)位或借位，那么，其值為1，否則其值為0。

段寄存器為了運用所有的內(nèi)存空間，8086設(shè)定了四個段寄存器，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)一個程序要執(zhí)行時，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)存作為戰(zhàn)場，用寄存器做為軍事基地，以加速工作。

備注：由于所講的是16位cpu(IP寄存器的位數(shù)為16，即：偏移地址為16位)2的16次冪就是64K，所以16位段地址不能超過64K，超過64K會造成64K以上的地址找不到。

工作原理寄存器的功能十分重要，CPU對存儲器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時，往往先把數(shù)據(jù)取到內(nèi)部寄存器中，而后再作處理。外部寄存器是計算機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)存儲器雙重特點。有些時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位可對外部設(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對端口的訪問也是依據(jù)端口的“編號”（地址），這一點又和訪問存儲器一樣。不過考慮到機器所聯(lián)接的外設(shè)數(shù)量并不多，所以在設(shè)計機器的時候僅安排了1024個端口地址，端口地址范圍為0--3FFH。

主要技術(shù)重命名技術(shù)寄存器重命名，是CPU在解碼過程中對寄存器進(jìn)行重命名，解碼器把“其它”的寄存器名字變?yōu)椤巴ㄓ谩钡募拇嫫髅?，本質(zhì)上是通過一個表格把x86寄存器重新映射到其它寄存器，這樣可以讓實際使用到的寄存器遠(yuǎn)大于8個。這樣做的好處除了便于前面指令發(fā)生意外或分支預(yù)測出錯時取消外，還避免了由于兩條指令寫同一個寄存器時的等待。

亂序執(zhí)行技術(shù)采用亂序執(zhí)行技術(shù)使CPU內(nèi)部電路滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)并相應(yīng)提高了CPU運行程序的速度。這好比請A、B、C三個名人為春節(jié)聯(lián)歡晚會題寫橫幅“春節(jié)聯(lián)歡晚會”六個大字，每人各寫兩個字，如果這時在一張大紙上按順序由A寫好“春節(jié)”后再交給B寫“聯(lián)歡”，然后再由C寫“晚會”，那么這樣在A寫的時候，B和C必須等待，而在B寫的時候C仍然要等待而A已經(jīng)沒事了。

但如果采用三個人分別用三張紙同時寫的做法，那么B和C都不必等待就可以同時各寫各的了，甚至C和B還可以比A先寫好 也沒關(guān)系（就像亂序執(zhí)行），但當(dāng)他們都寫完后就必須重新在橫幅上按“春節(jié)聯(lián)歡晚會”的順序排好（自然可以由別人做，就象CPU中亂序執(zhí)行后的重新排列單元）才能掛出去。

特點寄存器又分為內(nèi)部寄存器與外部寄存器，所謂內(nèi)部寄存器，其實也是一些小的存儲單元，也能存儲數(shù)據(jù)。但同存儲器相比，寄存器又有自己獨有的特點：

①寄存器位于CPU內(nèi)部，數(shù)量很少，僅十四個

②寄存器所能存儲的數(shù)據(jù)不一定是8bit，有一些寄存器可以存儲16bit數(shù)據(jù)，對于386/486處理器中的一些寄存器則能存儲32bit數(shù)據(jù)

③每個內(nèi)部寄存器都有一個名字，而沒有類似存儲器的地址編號。

用途1．可將寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)執(zhí)行算術(shù)及邏輯運算

2．存于寄存器內(nèi)的地址可用來指向內(nèi)存的某個位置，即尋址

3．可以用來讀寫數(shù)據(jù)到電腦的周邊設(shè)備。

具體舉例UxCTLUxCTL寄存器是一個8位的寄存器。UASRT模塊的基本操作由該寄存器的控制位確定的，它包含了通信協(xié)議、通信模式和校驗位等的選擇。圖給出了寄存器的各個位。

圖UxCTL寄存器

由圖可以看出，UxCTL寄存器主要包括8個有效的控制位。為了增加對UxCTL寄存器的了解，知道怎樣對該寄存器進(jìn)行正確的設(shè)置，下面對UxCTL寄存器的各個位進(jìn)行詳細(xì)介紹。

PENA：校驗使能位。當(dāng)該位為0時，不允許校驗；當(dāng)該位為1時，允許校驗。如果允許校驗，則發(fā)送時產(chǎn)生校驗位，在接收時希望接收到校驗位。．當(dāng)在地址位多機模式中¨地址位包括在校驗計算中。

PEV：奇偶校驗位。當(dāng)該位為0時，進(jìn)行奇校驗；當(dāng)該位為1時，進(jìn)行偶校驗。

SPB：停止位。該位用來選擇發(fā)送時停止位的個數(shù)，但接收時停止位只有一個。當(dāng)該位為0時，發(fā)送時只有1個停止位；當(dāng)該位為1時，發(fā)送時有2個停止位。

CHAR：字符長度位。該位用來選擇發(fā)送時數(shù)據(jù)的長度。當(dāng)該位為0時，發(fā)送的數(shù)據(jù)為7位；當(dāng)該位為1時，發(fā)送的數(shù)據(jù)為8位。

LISTEN：監(jiān)聽使能位。該位用來選擇反饋模式。當(dāng)該位為0時，沒有反饋；當(dāng)該位為1時，有反饋，發(fā)送的數(shù)據(jù)被送到接收器，這樣可以進(jìn)行自環(huán)測試。

SYNC：該位用于同步模式選擇和異步模式選擇。當(dāng)該位為0時，USART模塊為異步通信（UART）模式；當(dāng)該位為1時，USART模塊為同步通信（SPI）模式。

MM：多機模式選擇位。當(dāng)該位為0時，多機模式選擇線路空閑多機協(xié)議；當(dāng)該位為1時，多機模式選擇地址位多機協(xié)議。

SWRST：軟件復(fù)位使能位。當(dāng)該位為0時，UASRT模塊被允許；當(dāng)該位為1時，UASRT模塊被禁止。

通過以上對UxCTL寄存器的各個位的介紹，可以完成對通信模式和通信數(shù)據(jù)格式等的選擇。

通用寄存器顧名思義，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對計算機的運行造成很大的影響。通用寄存器最多的用途是計算。

EAX：通用寄存器。相對其他寄存器，在進(jìn)行運算方面比較常用。在保護(hù)模式中，也可以作為內(nèi)存偏移指針（此時，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，同樣可以起這個作用。

ECX：通用寄存器。通常用于特定指令的計數(shù)。在保護(hù)模式中，也可以作為內(nèi)存偏移指針（此時，DS作為寄存器或段選擇器）。

EDX：通用寄存器。在某些運算中作為EAX的溢出寄存器（例如乘、除）。

同AX分為AH&AL一樣，上述寄存器包括對應(yīng)的16-bit分組和8-bit分組。

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。ES是默認(rèn)段寄存器或選擇器。

EBP和ESP：作為指針的寄存器，也可作為16位寄存器BP, SP使用，常用于椎棧操作。通常，它被高級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，這四個寄存器沒有對應(yīng)的8-bit分組。換言之，你可以通過SI、DI、BP、SP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。

段選擇器實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)行的那個地址。處理器執(zhí)行時從這個寄存器指向的段（實模式）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，你無法修改這個寄存器的內(nèi)容。

DS數(shù)據(jù)段，或數(shù)據(jù)選擇器。這個寄存器的低16 bit連同ESI一同指向的指令將要處理的內(nèi)存。同時，所有的內(nèi)存操作指令默認(rèn)情況下都用它指定操作段(實模式)或內(nèi)存(作為選擇器，在保護(hù)模式。這個寄存器可以被裝入任意數(shù)值，然而在這么做的時候需要小心一些。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F和下面的G正好是上面CS,DS,ES的字母順延)?？梢杂眠@個寄存器作為默認(rèn)段寄存器或選擇器的一個替代品。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。

指令指針EIP 這個寄存器非常的重要。這是一個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，存放指令的偏移地址。微處理器工作于實模式下，EIP是IP（16位）寄存器。不能夠直接修改這個寄存器的值，修改它的方法是跳轉(zhuǎn)或分支指令。(CS是默認(rèn)的段或選擇器)

E、標(biāo)志寄存器EFR

EFR（extra flags register）包括狀態(tài)位、控制位和系統(tǒng)標(biāo)志位，用于指示微處理器的狀態(tài)并控制微處理器的操作。80486 CPU標(biāo)志寄存器如圖2.12所示。

①狀態(tài)標(biāo)志位：包括進(jìn)位標(biāo)志CF、奇偶標(biāo)志PF、輔助進(jìn)位標(biāo)志AF、零標(biāo)志ZF 、符號標(biāo)志SF和溢出標(biāo)志OF。

② 控制標(biāo)志位：包括陷阱標(biāo)志（單步操作標(biāo)志）TF、中斷標(biāo)志IF和方向標(biāo)志DF。80486 CPU標(biāo)志寄存器中的狀態(tài)標(biāo)志位和控制標(biāo)志位與8086 CPU標(biāo)志寄存器中的狀態(tài)標(biāo)志位和控制標(biāo)志位的功能完全一樣，這里就不再贅述。

③ 系統(tǒng)標(biāo)志位和IOPL字段：在EFR寄存器中的系統(tǒng)標(biāo)志和IOPL字段，用于控制操作系統(tǒng)或執(zhí)行某種操作。它們不能被應(yīng)用程序修改。

IOPL（I/O privilege level field）：輸入/輸出特權(quán)級標(biāo)志位。它規(guī)定了能使用I/O敏感指令的特權(quán)級。在保護(hù)模式下，利用這兩位編碼可以分別表示0, 1, 2, 3這四種特權(quán)級，0級特權(quán)最高，3級特權(quán)最低。在80286以上的處理器中有一些I/O敏感指令，如CLI（關(guān)中斷指令）、STI（開中斷指令）、IN（輸入）、OUT（輸出）。IOPL的值規(guī)定了能執(zhí)行這些指令的特權(quán)級。只有特權(quán)高于IOPL的程序才能執(zhí)行I/O敏感指令，而特權(quán)低于IOPL的程序，若企圖執(zhí)行敏感指令，則會引起異常中斷。

NT（nested task flag）：任務(wù)嵌套標(biāo)志。在保護(hù)模式下，指示當(dāng)前執(zhí)行的任務(wù)嵌套于另一任務(wù)中。當(dāng)任務(wù)被嵌套時，NT=1，否則NT=0。

RF（resume flag）：恢復(fù)標(biāo)志。與調(diào)試寄存器一起使用，用于保證不重復(fù)處理斷點。當(dāng)RF=1時，即使遇到斷點或故障，也不產(chǎn)生異常中斷。

VM（virtual 8086 mode flag）：虛擬8086模式標(biāo)志。用于在保護(hù)模式系統(tǒng)中選擇虛擬操作模式。VM=1，啟用虛擬8086模式；VM=0，返回保護(hù)模式。

AC（alignment check flag）：隊列檢查標(biāo)志。如果在不是字或雙字的邊界上尋址一個字或雙字，隊列檢查標(biāo)志將被激活。

條件跳轉(zhuǎn)控制流gadget是循環(huán)和遞歸等控制結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。然而ARMv7指令集中的間接條件跳轉(zhuǎn)指令在ARMv8指令集中已經(jīng)不再存在。ARMv8指令集中的條件跳轉(zhuǎn)指令的目標(biāo)地址的偏移已經(jīng)被硬編碼,不能被使用,所以ARMv8架構(gòu)下只能通過無條件跳轉(zhuǎn)gadget的重復(fù)使用實現(xiàn)循環(huán)和遞歸1。

其他寄存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)。舉一個例子，CR0的作用是切換實模式和保護(hù)模式。

4HC595是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的通用位移寄存器芯片，它可以實現(xiàn)8位串行輸入/輸出或者并行輸出，操作方便簡單，可以很容易的完成對單片機IO口的擴展2。

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。

TR3, TR4, TR5, TR6 和TR寄存器(測試寄存器)用于某些條件測試。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李宗秀 - 副教授 - 黑龍江財經(jīng)學(xué)院