寄存器到底是个什么东西?

编程入门 行业动态 更新时间:2024-10-23 20:30:33

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寄存器到底是个什么东西?

一. 什么是寄存器?什么是寄存器映射?
给有特定功能的内存单元取一个别名,这个别名就是我们常说的寄存器,取名的过程就叫寄存器映射。
简单地说,就是你用define宏定义去操作的,其实就是最底层的内存地址,只不过我们操作的基本使用库函数,库函数都是被厂家封装好的,你可以在keil上右击去查看,你会发现里面其实就是利用指针,指向内存单元。
例如:

第二行的代码就封装在库函数里面,平时我们使用根据datasheet数据手册写出第三行即可,这里我们基本了解下就可以了。

下面简单介绍一下常见的x86架构处理器8086,希望对大家对寄存器的了解更深入一些。

二.8086处理器
8086 有14个16位寄存器,这14个寄存器按其用途可分为:
(1)通用寄存器
(2)指令指针
(3)标志寄存器
(4)段寄存器

(1)通用寄存器有8个,又可以分成2组,一组是数据寄存器(4个),另一组是指针寄存器及变址寄存器(4个)。
数据寄存器分为:
•AH&AL=AX(accumulator):累加寄存器,常用于运算;在乘除等指令中指定用来存放操作数,另外,所有的I/O指令都使用这一寄存器与外界设备传送数据。
•BH&BL=BX(base):基址寄存器,常用于地址索引;
•CH&CL=CX(count):计数寄存器,常用于计数;常用于保存计算值,如在移位指令,循环(loop)和串处理指令中用作隐含的计数器。
•DH&DL=DX(data):数据寄存器,常用于数据传递。
他们的特点:这4个16位的寄存器可以分为高8位:AH,BH, CH, DH。以及低八位:AL,BL,CL,DL。这2组8位寄存器可以分别寻址,并单独使用。
另一组是指针寄存器和变址寄存器,包括:
•SP(Stack Pointer):堆栈指针,与SS配合使用,可指向目前的堆栈位置;
•BP(Base Pointer):基址指针寄存器,可用作SS的一个相对基址位置;
•SI(Source Index):源变址寄存器可用来存放相对于DS段之源变址指针;
•DI(Destination Index):目的变址寄存器,可用来存放相对于 ES 段之目的变址指针。
这4个16位寄存器只能按16位进行存取操作,主要用来形成操作数的地址,用于堆栈操作和变址运算中计算操作数的有效地址。
(2) 指令指针IP(Instruction Pointer)
指令指针IP是一个16位专用寄存器,它指向当前需要取出的指令字节,当BIU从内存中取出一个指令字节后,IP就自动加1,指向下一个指令字节。注意,IP指向的是指令地址的段内地址偏移量,又称偏移地址(Offset Address)或有效地址(EA,Effective Address)。
(3)标志寄存器FR(Flag Register)
8086有一个18位的标志寄存器FR,在FR中有意义的有9位,其中6位是状态位,3位是控制位。
•OF: 溢出标志位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。
•DF:方向标志DF位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。
•IF:中断允许标志IF位用来决定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。
•TF:跟踪标志TF。该标志可用于程序调试。TF标志没有专门的指令来设置或清楚。
(1)如果TF=1,则CPU处于单步执行指令的工作方式,此时每执行完一条指令,就显示CPU内各个寄存器的当前值及CPU将要执行的下一条指令。
(2)如果TF=0,则处于连续工作模式。
•SF: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,有符号数采用补码表示法,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。
•ZF: 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。
•AF:下列情况下,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。
•PF: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。
•CF: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。

(4)段寄存器(Segment Register)
为了运用所有的内存空间,8086设定了四个段寄存器,专门用来保存段地址:
•CS(Code Segment) : 代码段寄存器
•DS(Data Segment ) : 数据段寄存器
•SS(Stack Segment) : 堆栈段寄存器
•ES(Extra Segment) : 附加段寄存器。

更多资料可以参考教材:微机原理与接口技术

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本文发布于:2024-03-23 14:40:28,感谢您对本站的认可!
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