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  • 2019-08-31 22:25:53

    之前一直都没有太多关注过64位寄存器的知识,今天连同之前32位的一起串一下,过一遍基础知识。因为是干货,必须庄重,在此就不放斗图了(嘿-嘿-嘿…)

    32位寄存器

    eax:加减乘除运算、输入输出
    ebx:存放基地址
    ecx:计数器,配合循环语句出现
    edx:存放除法产生的余数
    esi、edi:存放偏移量(以指针的形式)
    esp:存放栈顶指针
    ebp:存放栈底指针
    eip:下一条指令内存地址(在OD里看是当前高亮出的地址,但实际是下一条地址没因为OD高亮处还没有被执行!)
    c:进位标识
    p:奇偶标识(奇数1,偶数0)
    a:辅助进位标识,结果的第3位像第4位借位,则此位被设置
    z:零标识(零1,非零0)
    s:符号标识(负数1,非负0)
    o:溢出标识(向最高位进位时1)
    t:陷阱标识(单步调试1)
    d:方向标识(存储器地址自增1)

    64位寄存器

    在这里插入图片描述

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  • verilog8位寄存器

    2018-04-20 13:05:50
    verilog初学者设计8位寄存器,提供verilog源代码,里面不含仿真文件。
  • 本文主要讲了一下关于八位移位寄存器vhdl程序设计,希望对你的学习有所帮助。
  • 用D触发器74LS74组成的移位寄存器实验电路multisim源文件,multisim10及以上版本可以正常打开仿真,是教材上的电路,可以直接仿真,方便大家学习。
  • 32的处理器运行在保护模式下时,除了先前的4个段寄存器,还引入了两个新的段寄存器FS/GS,这些寄存器都是16比特位宽。64模式下的段寄存器有特殊性,后面有一节介绍。 IA-32处理器中的段寄存器(C...

    Segment Registers

    本节主要讲述Intel处理器中的段寄存器,用于支持处理器的段式存储器管理机制。16位的8086/Intel286处理器有4个段寄存器CS/DS/SS/ES。32位的处理器运行在保护模式下时,除了先前的4个段寄存器,还引入了两个新的段寄存器FS/GS,这些寄存器都是16比特位宽。64位模式下的段寄存器有特殊性,后面有一节介绍。

    IA-32处理器中的段寄存器(CS/DS/ES/SS/FS/GS)用于保存16位宽的段选择符(segment selector)。要访问存储器中的特定段,对应的段选择符必须要加载到正确的段寄存器中。

    当设计应用程序代码时,程序员通常使用汇编器的指示符和符号(directives and symbols)来创建段选择符。汇编器和其他的工具软件会根据这些指示符和符号生成真正的段选择符值。如果是设计系统程序代码,程序员则可以直接创建段选择符(以后有专题介绍)。

    段寄存器如何被使用主要取决于操作系统/管理软件采用的存储器管理模型的类型。

    当使用平坦(未分段的)存储器模型时,段寄存器加载的段选择符指向重叠的段,在线性地址空间中,每个段的起始地址都是0(参看下图)。这些重叠的段构成了程序可见的线性地址空间。通常,会定义两个重叠的段:一个是代码段,另一个是数据/栈段。CS寄存器指向代码段;其他的所有段寄存器指向数据/栈段。

     

    当使用分段存储器模型时,每个段寄存器通常会加载不同的段选择符,这样段寄存器指向线性地址空间中不同的段(参看下图)。任何时候,程序可以同时访问线性地址空间中最多6个段。如果要访问的段没有段寄存器指向,程序必须先将段对应的段选择符加载到某个段寄存器之后,才可以访问段中的数据。

    每个段寄存器都关联下列三种存储类型(即段类型)之一:代码段,数据段,栈段。例如,CS段寄存器包含代码段的段选择符,代码段保存正在执行的指令。处理器从代码段读取指令时,使用有CS寄存器中的段选择符与EIP寄存器联合构成的逻辑地址。EIP保存要执行的下一条指令在代码段中的偏移量。CS寄存器不能有应用程序显式地的加载。相反,可以通过某些指令或处理器内部操作隐式地加载。这些指令/内部操作,例如过程调用,中断处理,或者任务切换,用于改变程序的执行流,从而导致更新CS寄存器。

    DS/ES/FS/GS这四个寄存器指向四个数据段。多个数据段的存在允许高效地且安全地访问不同的数据结构类型。例如,可以创建如下的四个数据段:第一个数据段保存当前程序模块的数据结构,第二个数据段保存更高级别程序模块导出的数据,第三个数据段保存动态创建的数据结构,最后一个数据段保存另一个程序共享出来的数据。要想访问更多的数据段,应用程序必须按需将数据段对应的段选择符加载到DS/ES/FS/GS寄存器中的其中一个当中。

    SS寄存器包含栈段的段选择符,这里栈段用于存储程序/任务/当前正在执行的处理器程序的栈帧。所有的栈操作都使用SS栈段寄存器来定位栈段。与CS代码段寄存器不同,SS寄存器可以显式地加载,这样就允许应用程序建立多个栈段,并在这些段间切换。

    Segment Registers in 64-Bit Mode

    在64位模式下:处理器把CS/DS/ES/SS的段基都当作0,忽略与之关联的段描述符中的段基地址。这样就为代码/数据/栈创建了平坦的地址空间。但是FS/GS段寄存器是例外。在计算线性地址时,这两个段寄存器可能被用作额外的基址寄存器(当寻址局部数据或寻址某些操作系统数据结构时)。

    尽管分段机制被禁用了,但是段寄存器加载操作可能导致处理器执行段访问辅助。在这些辅助行为中,启用了分段机制的处理器依然会对被加载的值执行绝大多数的传统检查(即使这些检查对64位模式不起作用)。这样的检查是必要的,因为在64位模式下加载的段寄存器可能被运行在兼容模式的应用程序使用。

    在64位模式下,禁用CS/DS/ES/SS/FS/GS的段限长检查。

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  • 通用寄存器(General Purpose Registers,32,8个) 段寄存器(Segment Registers,16,6个) 程序状态与控制寄存器(Program Status and Control Register,32,1个) 指令指针寄存器(Instruction Pointer,...

    通用寄存器(General Purpose Registers,32位,8个)
    段寄存器(Segment Registers,16位,6个)
    程序状态与控制寄存器(Program Status and Control Register,32位,1个)
    指令指针寄存器(Instruction Pointer,32位,1个)

    一、通用寄存器(GPR)

    IA-32体系结构拥有8个32位通用寄存器(General Purpose Register, GPR),其名称与基本功能如下表所示。
    在这里插入图片描述
    在这8个通用寄存器中,一些通用寄存器可进一步切分为16位或8位寄存器,以保证向后兼容性,具体如下图所示。

    例如,寄存器AX引用寄存器EAX的低位字,而AH和AL标识符则分别引用寄存器AX的高字节和低字节。

    对于栈指针寄存器和变址寄存器,也可使用对应的16位版本(BP、SP、SI、 DI)来引用32位寄存器的低16位。

    通用寄存器切分及命名示意图【注:高(H: High)、低(L: Low)】:
    在这里插入图片描述

    二、EFLAGS寄存器(标志寄存器)

    EFLAGS: Flag Register,标志寄存器

    IA-32中标志寄存器的名称为EFLAGS,其大小为4个字节(32位),由原来的16位FLAGS寄存器扩展而来。
    EFLAGS寄存器的每位都有意义,每位的值或为1或为0,代表On/Off或True/False。
    其中有些位由系统直接设定,有些位则根据程序命令的执行结果设置。

    32位的EFLAGS寄存器用于存储算数操作符状态或其他执行状态。该寄存器中的各个位表示不同的标识,包括一组状态标识、一个控制标识和一组系统标识。EFLAGS寄存器中的标识主要用于实现条件分支。
    其中,与程序调试相关的状态标识包括:零标识(ZF),溢出标识(OF),进位标识(CF)和符号标识(SF)。各标识的具体含义如下:

    (1)零标识(ZF)。若算数或逻辑运算结果为0,则ZF值为1,否则ZF值为0。

    (2)溢出标识(OF)。有符号整数溢出时,OF置为1;最高有效位(MSB)改变时,OF置为1。

    (3)进位标识(CF)。无符号整数溢出时,CF置为1。

    (4)符号标识(SF)。等于运算结果的最高位(即有符号整数的符号位);0表示正数, 1表示负数。

    (5)方向标识(DF)。另一个需要注意的标识是控制标识(DF),该标识位为方向标识,用于控制串处理指令处理信息的方向。当DF为1时,每次操作后使变址寄存器ESI和EDI减小,这样就使串处理从高地址向低地址方向处理;当DF为0时,处理方向相反。DF标识由STD指令置位,由CLD指令清除。

    (6)陷阱标识(TF)和中断允许标识(IF)。它们是与中断和异常相关的标识位。如果TF标识位置为1,CPU将在执行完每条指令后产生单步中断,调试器使用该特性在调试程序时进行单步执行,该标识位还可用于检查调试器是否正常运行如果IF位置位,则CPU在收到中断请求后,应该对中断请求进行响应处理。

    EFLAGS寄存器中的标识位及其功能:
    在这里插入图片描述
    -r用这个指令,得到的信息右下角: NV UP EI PL NZ NA PO NC
    这些符号代表的就是标志寄存器里常用标志位的值。

    这个是符号值对应表:

    溢出标志OF(Over flow flag) 		OV(1) NV(0)
    方向标志DF(Direction flag) 		DN(1) UP(0)
    中断标志IF(Interrupt flag) 		EI(1) DI(0)
    符号标志SF(Sign flag) 			NG(1) PL(0)
    零标志ZF(Zero flag) 			ZR(1) NZ(0)
    辅助标志AF(Auxiliary carry flag) AC(1) NA(0)
    奇偶标志PF(Parity flag) 		    PE(1) PO(0)
    进位标志CF(Carry flag) 			CY(1) NC(0)
    

    EFLAGS寄存器(标志寄存器)的OD演示

    三、指令指针寄存器(EIP)

    32位指令指针寄存器(EIP)存放指令指针,即当前代码段中将被执行的下一条指令的线性地址偏移。

    程序运行时,CPU根据CS段寄存器和EIP寄存器中的地址偏移读取下一条指令,将指令传送到指令缓冲区,并将EIP寄存器的值自增,增大的大小即被读取指令的字节数。

    EIP寄存器的值一般不能直接修改,EIP寄存器的更改有两种途径:一是通过特殊的跳转和调用/返回指令JMP、Jcc、CALL、RET等;二是通过中断或异常进行修改。

    四、段寄存器(Segment Register)

    在IA-32体系结构中,存在6个16位的段寄存器: CS、SS、DS、ES、FS和GS。分别用于存储保护模式下逻辑地址中的段选择器。

    (1)代码段寄存器(CS,Code Segment):存放应用程序代码所在的段的段描述符索引(该段描述符中包含代码段的线性基址)。易知,CPU在获取将要执行的下一条指令时,使用CS寄存器找到代码段的线性基址,再与EIP中的线性地址偏移量相加,从而得到下一条指令的线性地址。

    (2)栈段寄存器(SS,Stack Segment):存放栈段的段描述符索引(该段描述符中包含栈段的线性基址)。

    (3)数据段寄存器(DS(Data Segment)、ES、FS、 GS):存放数据段的段描述符索引(这些描述符中均包含数据段的线性基址)。其中,DS数据段含有程序使用的大部分数据,ES、FS和GS分别对应IA-32中引入的附加数据段。ES数据段可以为某些串指令存放目的数据,FS数据段寄存器可用于计算结构化异常处理(Structured Exception Handler, SEH)、线程环境块(Thread Environment Block, TEB)、进程环境块(Process Environment Block, PEB)等地址。

    展开全文
  • 32位寄存器用法介绍

    千次阅读 2020-11-12 13:58:16
    8个32通用寄存器,其中包含4个数据寄存器(EAX、EBX、ECX、EDX)、2个变址寄存器(ESI和EDI)和2个指针寄存器(ESP和EBP) 6个段寄存器(ES、CS、SS、DS、FS、GS) 1个指令指针寄存器(EIP) 1个标志寄存器...

    寄存器介绍

    32位CPU所含有的寄存器有:

    • 8个32位通用寄存器,其中包含4个数据寄存器(EAX、EBX、ECX、EDX)、2个变址寄存器(ESI和EDI)和2个指针寄存器(ESP和EBP)
    • 6个段寄存器(ES、CS、SS、DS、FS、GS)
    • 1个指令指针寄存器(EIP)
    • 1个标志寄存器(EFLAGS)

    在这里插入图片描述


    通用寄存器

    通用寄存器最常被用来进行算术运算和数据寻址,如下图所示(以eax为例),通用寄存器的低16位都可以被单独使用:
    在这里插入图片描述
    上图还展示了ax寄存器可以被划分为AL和AH使用,这两个都是八位寄存器。支持最低划分为8位的寄存器有EAX、EBX、ECX、EDX:

    32位16位高8位低8位
    EAXAXAHAL
    EBXBXBHBL
    ECXCXCHCL
    EDXDXDHDL

    剩下的通用寄存器没有八位模式:

    32位16位
    ESISI
    EDIDI
    EBPBP
    ESPSP

    特殊用法

    一些通用寄存器有如下的特殊用法:

    • EAX被自动用于乘法和除法指令,它通常被称为extended accumulator register
    • ECX被CPU自动用作循环计数器
    • ESP被用来在栈上寻址数据,它很少被用于其他的用途(例如算术运算等)。它通常被称为extended stack pointer register
    • ESI和EDI通常被用作数据传输,它们有时被称为extended source index和extended destination index register
    • EBP通常被高级程序语言用来引用栈上的函数参数以及局部变量。它通常被称为extended frame pointer register

    段寄存器

    2.1 数据寄存器

    数据寄存器主要用来保存操作数和运算结果等信息,从而节省读取操作数所需占用总线和访问存储器的时间。

    32位CPU有4个32位的通用寄存器EAX、EBX、ECX、和EDX。这些寄存器的低16位分别命名为AX、BX、CX和DX,对低16位数的存取,不会影响到高16位的数据。

    4个低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。程序员可利用数据寄存器的这种“可分可合”的特性,灵活地处理字/字节的信息。

    • 寄存器AX和AL通常被称为累加器(Accumulator),用累加器进行的操作可能需要更少时间。累加器可用于乘、除、输入/输出等操作,使用频率很高
    • 寄存器BX称为基地址寄存器(Base)。它可作为存储器指针来使用
    • 寄存器CX被称为计数寄存器(Count)。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DX称为数据寄存器(Data)。在进行乘法和除法运算时,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。
    • 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,但在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,而且也可作为指针寄存器,所以,这些32位寄存器更具有通用性。

    2.2 变址寄存器

    32位CPU有2个32位变址寄存器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。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。

    2.3 指针寄存器

    32位CPU有2个32位指针寄存器EBP和ESP。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。它们主要用于访问堆栈内的存储单元,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,为以不同的地址访问形式访问存储单元提供方便。

    • EBP为基指针(Base Pointer)寄存器,一般作为当前堆栈的最后单元,用它可直接存取堆栈中的数据
    • ESP为堆栈指针(Stack Pointer)寄存器,用它只可访问栈顶。

    三、标志寄存器

    3.1 进位标志(CF,Carry Flag)

    进位标志CF主要用来反映运算是否产生进位或错位。如果运算结果的最高位产生了一个进位或错位,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。

    3.2 奇偶标志(PF,Parity Flag)

    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。

    3.3 辅助进位标志(AF,Auxiliary Carry Flag)

    在发生下面情况时,辅助进位标志AF的值被置为1,否则其值为0:

    • 在字操作时,发生低字节向高字节进位或错位时
    • 在字节操作时,发生低4位向高4位进位或错位时

    3.4 零标志(ZF,Zero Flag)

    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。

    3.5 符号标志(SF,Sign Flag)

    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。

    3.6 溢出标志(OF,Overflow Flag)

    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.

    四、指令指针寄存器

    32CPU将16位指令指针寄存器(IP)拓展到32位,并记作EIP,EIP的低16位与先前CPU中的IP作用相同。这个寄存器存放了下次将要执行的指令在代码段的偏移量。

    五、段寄存器

    段寄存器是根据内存分段的管理模式来设定的。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,这样可以用两个较小位数的值组合成一个可访问的较大物理空间的内存地址。

    CPU内部的段寄存器:

    • CS——代码段寄存器(CodeSegmentRegister),其值为代码段的段值;
    • DS——数据段寄存器(DataSegmentRegister),其值为数据段的段值;
    • ES——附加段寄存器(ExtraSegmentRegister),其值为附加数据段的段值;
    • SS——堆栈段寄存器(StackSegmentRegister),其值为堆栈段的段值;
    • FS——附加段寄存器(ExtraSegmentRegister),其值为附加数据段的段值;
    • GS——附加段寄存器(ExtraSegmentRegister),其值为附加数据段的段值。

    在16位CPU系统中,只有4个段寄存器,所以,程序在任何时刻至多有4个正在使用的段可直接访问;在32位微机系统中,它有6个段寄存器,所以,在此环境下开发的程序最多可同时访问6个段。

    在实模式和保护模式下,段寄存器的作用是不同的:

    • 实模式:前4个段寄存器CS、DS、ES、SS与16位CPU中的所对应的段寄存器的含义完全一致,内存单元的逻辑地址仍为“段值:偏移量”的形式。为访问某内存段内的数据,必须使用该段寄存器和存储单元的偏移量
    • 保护模式:在此模式下,情况比较复杂,装入段寄存器的不再是段值,而是称为Selector的某个值。

    通用32位CPU常用寄存器及其作用

    展开全文
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  • 此书详细的讲解了此项技术的原理及其要点,对于一个初学者来说是一个很不错的选择
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    其中,可以将上面的 32位寄存器拆分为,16位寄存器:AX,BX,CX,DX 又可以,把16位寄存器,拆分为8位寄存器::: 低8:al 高8:ah 它们都是8,存为1字节。所以0x11111111,0xFFFFFFFF是32的FFFFFFFF ...
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    32位寄存器    EBP和ESP是32的SP,BP  ESP是堆栈指针  EBP是基址指针  ESP与SP的关系就像AX与AL,AH的关系 32CPU所含有的寄存器有: 4个数据寄存器(EAX、EBX、ECX和EDX) 2个变址和指针...
  • 判断寄存器中某一的状态

    千次阅读 2020-05-13 08:43:05
    #define PHY_LINKED_STATUS ((uint16_t)0x0004) /*!< Valid link established */ ...如果phyreg的第三是1的话,那么(1!=1)为假则跳出循环,若第三为0则(0!=1)成立,则继续while循环。 ...
  • STM8学习笔记---寄存器操作之或和与运算

    千次阅读 多人点赞 2019-08-13 14:29:23
    刚开始学习STM8单片机时,看别人的代码,在设置寄存器的时候经常使用,或、与、左移、右移等运算,就很不理解,为什么不直接给寄存器赋值,非要搞的这么复杂。直到后来程序写的多了,才明白这样写的好处。比如...

空空如也

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寄存器一般多少位