02.寄存器篇

作者: 秦砖 | 来源:发表于2016-08-17 15:07 被阅读182次

上篇文章里对寄存器大致理了一下,但总觉得要单独的对寄存器做一篇详细的说明,因为它是整个汇编语言的基础:从整体来说,汇编程序可以看成CPU对所有寄存器中数据进行操作运算的过程。

在X86体系汇编中,寄存器可以分为通用寄存器、变址寄存器、指令指针寄存器、标志寄存器与段寄存器等几类。在ARM体系中,寄存器的名称可能不一致,但大致的机制与原理应该是相差不远的,希望后面能够就ARM体系对这篇文章进行相应的修复。

通用寄存器

数据寄存器有AX、BX、CX、DX四组,它们都可以用于存储运算过程中产生的各种数据,且能够分成高8位(AH/BH/CH/DH)与低8位寄存器(AL/BL/CL/DL)单独使用。这里都是16位寄存器,32位与64位的寄存器同样有自己的命名,此处不在涉及。

变址寄存器

变址寄存器主要用于存放存储单元在段内的偏移量,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。变址寄存器不能够分割成两个8位寄存器使用。

SI(Source Index):源变址寄存器,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,用来存放在对于ES段之目的变址指针

指令指针寄存器

指令指针寄存器主要用于存放堆栈内存储单元的偏移量。

SP(Stack Pointer):堆栈指针寄存器,与SS配合使用,指向栈顶位置

BP(Base Pointer):基址指针寄存器,可用作SS的一个相对基址位置

IP(Instruction Pointer):它指向指令地址的段内偏移量,每当CPU从内存中取出一个指令字节后,IP就会自动加1,指向下一个指令字节。因此IP的主要作用是与CS段寄器配合使用定位下一条要执行的指令地址。王爽的《汇编语言》中一组图形象地展示了这一过程,这里借用下:

标志寄存器

与其它寄存器表示一个数值不同的是,标志寄存器中每一位数值都有着自己独特的意义。标志寄存器的结构如下图所示:

寄存器的第1、3、5、12、13、14、15位暂时还没有使用,而第0、2、4、6、7、8、9、10、11位都有着各自的名称与意义。

CF:进位标志位,运算结果的最高位产生了一个进位或者借位时,其值为1,否则为0

PF:奇偶标志位,运算结果中1的个数为偶数则PF为1,否则为0

AF:辅助进标志位:在字操作中,发生低字节向高字节进位或者借位置1,在字节操作时,发生低4位向高4位进位或者借位时置1,否则为0

ZF:零标志位,运算结果为0时置1,否则为0

SF:符号标志位,运算结果为负时置1,否则为0

TF:跟踪标志位,该位置1时,CPU会以单步执行的方式运行指令,为0时,CPU处于正常的连续工作模式

IF:外中断标志位,置1时,CPU能够响应外部的可屏蔽中断,为0则不响应

DF:方向标志位,置1时,每次操作后si、di寄存器递增,为0时,每次操作后si、di寄存器递减

OF:溢出标志位,运算结果超过当前运算位所能表示的范围时置1,否则置0

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,这样能够用两个较少位数的值组合成一个较大物理空间的内存地址。

CS(Code Segment Register):代码段寄存器,其值为代码段的段值

DS(Data Segment Register):数据段寄存器,其值为数据段的段值

ES(Extra Segment Register):附加段寄存器,其值为附加数据段的段值

SS(Stack Segment Register):堆栈段寄存器,其值为堆栈段的段值

OK,寄存器篇大致就说到这里了,后面会就汇编语言的语法与程序分支尝试做一次论述。

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