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2007-03-08 09:47:49
寄存器是CPU内部重要的数据存储资源，是汇编程序员能直接使用的硬件资源之一。由于寄存器的存取速度比内存快，所以，在用汇编语言编写程序时，要尽可能充分利用寄存器的存储功能。
寄存器一般用来保存程序的中间结果，为随后的指令快速提供操作数，从而避免把中间结果存入内存，再读取内存的操作。在高级语言(如：C/C++语言)中，也有定义变量为寄存器类型的，这就是提高寄存器利用率的一种可行的方法。
另外，由于寄存器的个数和容量都有限，不可能把所有中间结果都存储在寄存器中，所以，要对寄存器进行适当的调度。根据指令的要求，如何安排适当的寄存器，避免操作数过多的传送操作是一项细致而又周密的工作。有关“寄存器的分配策略”在后续课程《编译原理》中会有详细的介绍。
由于16位/32位CPU是微机CPU的两个重要代表，所以，在此只介绍它们内部寄存器的名称及其主要功能。
1、 16位寄存器组
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16位CPU所含有的寄存器有(见图2.1中16位寄存器部分)： | ||
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4个数据寄存器(AX、BX、CX和DX) |
2个变址和指针寄存器(SI和DI) | 2个指针寄存器(SP和BP) |
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4个段寄存器(ES、CS、SS和DS) |
1个指令指针寄存器(IP) | 1个标志寄存器(Flags) |
2、 32位寄存器组
32位CPU除了包含了先前CPU的所有寄存器，并把通用寄存器、指令指针和标志寄存器从16位扩充成32位之外，还增加了2个16位的段寄存器：FS和GS。
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32位CPU所含有的寄存器有(见图2.1中的寄存器)： | ||
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4个数据寄存器(EAX、EBX、ECX和EDX) |
2个变址和指针寄存器(ESI和EDI) | 2个指针寄存器(ESP和EBP) |
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6个段寄存器(ES、CS、SS、DS、FS和GS) |
1个指令指针寄存器(EIP) | 1个标志寄存器(EFlags) |
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图2.1 CPU寄存器组的示意图 | ||
通用寄存器可用于传送和暂存数据，也可参与算术逻辑运算，并保存运算结果。除此之外，它们还各自具有一些特殊功能。汇编语言程序员必须熟悉每个寄存器的一般用途和特殊用途，只有这样，才能在程序中做到正确、合理地使用它们。
表2.1 通用寄存器的主要用途
| 寄存器的分类 | 寄存器 |
主 要 用 途 | |
| 通
用 寄 存 器 |
数据
寄存器 |
AX |
乘、除运算，字的输入输出，中间结果的缓存 |
| AL |
字节的乘、除运算，字节的输入输出，十进制算术运算 | ||
| AH |
字节的乘、除运算，存放中断的功能号 | ||
| BX |
存储器指针 | ||
| CX |
串操作、循环控制的计数器 | ||
| CL |
移位操作的计数器 | ||
| DX |
字的乘、除运算，间接的输入输出 | ||
| 变址 寄存器 |
SI |
存储器指针、串指令中的源操作数指针 | |
| DI |
存储器指针、串指令中的目的操作数指针 | ||
| 变址 寄存器 |
BP |
存储器指针、存取堆栈的指针 | |
| SP |
堆栈的栈顶指针 | ||
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指令指针 |
IP/EIP | ||
| 标志位寄存器 | Flag/EFlag | ||
| 32位
CPU的 段寄存器 |
16位CPU的
段寄存器 |
ES | 附加段寄存器 |
| CS | 代码段寄存器 | ||
| SS | 堆栈段寄存器 | ||
| DS | 数据段寄存器 | ||
| 新增加的 段寄存器 |
FS | 附加段寄存器 | |
| GS | 附加段寄存器 | ||
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16位CPU内部有一个16位的标志寄存器，它包含9个标志位。这些标志位主要用来反映处理器的状态和运算结果的某些特征。各标志位在标志寄存器内的分布如图2.2所示。
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| 31 | … | 17 | 16 | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| … | … | VM | RF | NT | IOPL | OF | DF | IF | TF | SF | ZF | AF | PF | CF |
图2.2 16位/32位标志寄存器的示意图
上面9个标志位可分为二组：运算结果标志位(有背景色的标志位)和状态控制标志位。前者受和结果的影响，后者受一些控制指令执行的影响。
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有些指令的执行会改变标志位(如：算术运算指令等)，不同的指令会影响不同的标志位，有些指令的执行不改变任何标志位(如：MOV指令等)，有些指令的执行会受标志位的影响(如：条件转移指令等)，也有指令的执行不受其影响。
程序员要想熟练运用这些标志位，就必须掌握每个标志位的含义、每条指令的执行条件和执行结果对标志位的作用。
注意：虽然知道每个标志位在标志寄存器内的具体位置是有好处的，但通常情况下，没有这个必要。在使用第5.2.9节中的“”时，系统会自动引用相应标志位的值来决定是否需要“转移”的，所以，不必过分强调标志位在标志寄存器内的具体位置。
