寄存器讲解--汇编(32位处理器)
32位處理器? 寄存器分為四類:
- ?*通用寄存器*
- ?*段寄存器*
- ?*狀態和控制寄存器*
- ?*指令寄存器*
一、通用寄存器 有八個
-
EAX? ? 累加和結果寄存器
-
EBX? ? 數據指針寄存器
ECX? ? 循環計數器
EDX? ? i/o指針
ESI? ? 源地址寄存器? ? ? ? ? ---------低16位用SI 表示
EDI? ? 目的地址寄存器? ? ??---------低16位用DI 表示
ESP? ? 堆棧指針? ? ? ? ? ? ? ?---------低16位用SP 表示
EBP? ? 棧指針寄存器? ? ? ??---------低16位用BP 表示
上面的八個通用寄存器 E 是?extended 縮寫
當然,以上功能并未限制寄存器的使用,特殊情況為了效率也可作其他用途。很明顯AX,BX,CX,DX也可以作為通用數據寄存器使用。這八個寄存器低16位分別有一個引用別名 AX, BX, CX, DX, BP, SI, DI, SP,?其中 AX, BX, CX, DX, 的高8位又引用至 AH, BH, CH, DH,低八位引用至 AL, BL, CL, DL在 64-bit 模式下,有16個通用寄存器,但是這16個寄存器是兼容32位模式的,32位方式下寄存器名分別為 EAX, EBX, ECX, EDX, EDI, ESI, EBP, ESP, r8d – r15d. 在64位模式下,他們被擴展為 RAX, RBX, RCX, RDX, RDI, RSI, RBP, RSP, r8 – r15.?
其中 r8 – r15 這八個寄存器是64-bit模式下新加入的寄存器。通用寄存器中的四個數據寄存器的理解:
對于
-
EAX? ? 累加和結果寄存器
-
EBX? ? 數據指針寄存器
ECX? ? 循環計數器
EDX? ? i/o指針 -
這四個寄存器,通常被稱為數據寄存器,因為它們是用來保存數據的。
-
數據寄存器主要用來保存操作數和運算結果等信息,從而節省讀取操作數所需占用總線和訪問存儲器的時間。
32位CPU有4個32位通用寄存器:EAX、EBX、ECX和EDX。對低16位數據的取存,不會影響高16
位的數據,這些低16位寄存器分別命名為AX、BX、CX和DX,它和先前的CPU中的寄存器相一致。
4個16位寄存器又可分割成8個獨立的8位寄存器(AX:ah~al、BX:bh~bl、CX:ch~cl:DX:dh~dl)。
每個寄存器都有自己的名稱,可獨立存取。程序員可利用數據寄存器的這種“可合可分”的特性,靈活地處理字/
字節的信息。
AX和al通常稱為累加器,用累加器進行的操作可能需要更少時間,累加器可用于乘、除、輸入/輸出等操作,
它們的使用頻率很高。
BX稱為基地址寄存器,它可作為存儲器指針來使用。
CX稱為計數寄存器,在循環和字符串操作時,要用它來控制循環次數;在位操作中,當移多位時,要用cl來
指明位移的位數。
DX稱為數據寄存器,在進行乘、除運算時,它可以為默認的操作數參與運算,也可用于存放I/O的端口地址。
在16位CPU中,AX、BX、CX和DX不能作為基址和變址寄存器來存放存儲單元的地址,但在32位CPU
中,其32位寄存器EAX、EBX、ECX和EDX不僅可傳送數據、暫存數據、保存算術邏輯運算結果,而且也可
作為指針寄存器,所以,這些32位寄存器更具有通用性。
ESP, EBP兩個指針寄存器:
(1)ESP:棧指針寄存器(extended?stack?pointer),其內存放著一個指針,該指針永遠指向系統棧最上面一個棧幀的棧頂。
(2)EBP:基址指針寄存器(extended?base?pointer),其內存放著一個指針,該指針永遠指向系統棧最上面一個棧幀的底部。
? 對應的低16位是SP,BP.
?這兩個指針型通用寄存器,通過被分配為“指針寄存器類別”
這兩個指針很重要,和整個底層指令的執行有關,是指令的調入入口。
ESI, EDI 兩個同用寄存器 “變址寄存器類”
ESI, EDI 兩個同用寄存器 有的時候被分配 “變址寄存器類別”
32位CPU有2個32位通用寄存器ESI和EDI,其低16位對應先前CPU中的SI和DI,對低16位數據的
存取,不影響高16位的數據。
ESI、EDI、SI和DI稱為變址寄存器,它們主要用于存放存儲單元在段內的偏移量,用它們可實現多種存儲器
操作數的尋址方式,為以不同的地址形式訪問存儲單元提供方便。
變址寄存器不可分割成8位寄存器,作為通用寄存器,也可存儲算術邏輯運算的操作數和運算結果。
它們可作一般的存儲器指針使用,在字符串操作指令的執行過程中,對它們有特定的要求,而且還具有特殊的
功能。
二、段寄存器 六個
段寄存器 CS, DS, SS, ES, FS, GS, 保存16位的段選擇子,一個段選擇子指定了一個段在內存的指針,
以便在內存中訪問段,訪問方式與內存模式有關,段模式和平坦模式其代表的意義并不相同。
CS? ? 代碼段寄存器
DS, ES, FS, GS? ? 數據段寄存器
SS? ? 堆棧段寄存器
在 64-bit 模式下,這6個寄存器并無變化,只是使用上略有區別。
段寄存器是根據內存分段的管理模式而設置的。內存單元的物理地址由段寄存器的值和一個偏移量組合而成的,這樣可用兩個較少位數的值組合成一個可訪問較大物理空間的內存地址。
32位CPU有6個段寄存器,分別如下:
CS:代碼段寄存器??? ES:附加段寄存器
DS:數據段寄存器??? FS:附加段寄存器
SS:堆棧段寄存器??? GS:附件段寄存器
在16位CPU系統中,只有4個段寄存器,所以,程序在任何時刻至多有4個正在使用的段可直接訪問,在32位微機系統中,它有6個段寄存器,所以在此環境下開發的程序最多可同時訪問6個段。32位CPU有兩個不同的工作方式:實方式和保護方式。在每種方式下,段寄存器的作用是不同的,有關規定簡單描述如下:
實方式:段寄存器CS、DS、ES和SS與先前CPU中的所對應的段寄存器的含義完全一致,內存單元的邏輯地址仍為“段地址:偏移地址”的形式,為訪問某內存段內的數據,必須使用該段寄存器和存儲單元的偏移地址。
保護方式:在此方式下,情況要復雜得多,裝入段寄存器的不再是段值,而是稱為“選擇子”的某個值。
三、標志寄存器 EFLAGS? ? 一個
1.運算結果標志位。一共6個,包括:CF進位標志位、PF奇偶標志位、AF輔助進位標志位、ZF零標志位、
SF符號標志位、OF溢出標志位。
- CF (bit 0) —— 進位標識,算術操作進行了進位和借位,則此位被設置
- PF (bit 2) —— 奇偶標識,結果包含奇數個1,則設置此位
- AF (bit 4) —— 輔助進位標識,結果的第3位像第4位借位,則此位被設置
- ZF (bit 6) —— 零標識,結果為零,此位設置
- SF (bit 7) —— 符號標識,若為負數則設置此位
- OF (bit 11) —— 溢出標識,結果像最高位符號位進行借位或者進位,此標志被設置
2.狀態控制標志位。一共3個,包括:TF追蹤標志位、IF中斷允許標志位、DF方向標志位。
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TF (bit 8) —— 陷阱標識,設置進程可以被單步調試
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IF (bit 9) —— 中斷標識,設置能夠響應中斷請求
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DF (bit 10) —— 方向標識,用于標示字符處理過程中指針移動方向。
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講講32位標志寄存器增加的4個標志位:
(1).I/O特權標志IOPL。
IOPL用兩位二進制位來表示,也稱為I/O特權級字段,該字段指定了要求執行I/O指令的特權級,如果當前
的特權級別在數值上小于等于IOPL的值,那么,該I/O指令可執行,否則將發生一個保護異常。
(2). 嵌套任務標志NT。
NT用來控制中斷返回指令IRET的執行。具體規定如下:
(1)???? 當NT=0,用堆棧中保存的值恢復EFlags、CS和EIP,執行常規的中斷返回操作。
(2)???? 當NT=1,通過任務轉換實現中斷返回。
(3). 重啟動標志RF。
RF用來控制是否接受調試故障。規定:RF=0時,表示接受,否則拒絕。
(4). 虛擬8086方式標志VM。
如果VM=1,表示處理機處于虛擬的8086方式下的工作狀態,否則,處理機處于一般保護方式下的工作狀態。
四、指令寄存器? ? ? 一個
32位CPU把指令指針擴展到32位,并記作EIP,EIP的低16位與先前CPU中的IP作用相同。
指令指針EIP、IP是存放下次將要執行的指令在代碼段的偏移地址,在具有預取指令功能的系統中,下次要執行的指令通常已被預取到指令隊列中,除非發生轉移情況,所以,在理解它們的功能時不考慮存在指令隊列的情況。
在實方式下,由于每個段的最大范圍為64KB,所以,EIP的高16位肯定都為0,此時,相當于只用其低16位的IP來反映程序中的指令的執行次序。
注意:
IR與PC的區別,PC放置的是一系列指令的首地址,也就是指令指針。
IR的全稱應該是Instructinon register:指令寄存器是用來存放指令的,存放當前正在執行的指令,包括指令的操作碼,地址碼,地址信息
PC的全稱是program counter:程序計數器,是用來計數的,指示指令在存儲器的存放位置,也就是個地址信息,在匯編中用寄存器IP表示PC。
五、控制寄存器
CR0,CR2,CR3,CR4六、系統表指針寄存器
IDTR -- 中斷描述符表信息
GDTR -- 全局描述符表信息
IDTR -- 局部描述符表信息
七、任務寄存器 TR
保存任務的狀態信息 TSS
八、調試寄存器
dr0 – dr7,控制和允許監視進程的調試操作
總結
以上是生活随笔為你收集整理的寄存器讲解--汇编(32位处理器)的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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