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CPU存储器阅读:732

    CPU存储器是微处理器中存放数据和各种程序的装置。CPU存储器是微处理器的一个重要的组成部分,由存储单元集合体,地址寄存器,译码驱动电路。读出放大器以及时序控制电路等几部分组成。

指令寄存器

    32位CPU把指令指针扩展到32位,并记作EIP,EIP的低16位与先前CPU中的IP作用相同。
    指令指针EIP、IP(InstructionPointer)是存放下次将要执行的指令在代码段的偏移量。用来提供指令在存储器中的地址。在具有预取指令功能的系统中,下次要执行的指令通常已被预取到指令队列中,除非发生转移情况。所以,在理解它们的功能时,不考虑存在指令队列的情况。
    在实方式下,由于每个段的最大范围为64K,所以,EIP中的高16位肯定都为0,此时,相当于只用其低16位的IP来反映程序中指令的执行次序。

指针寄存器

    32位CPU有2个32位通用寄存器EBP和ESP。其低16位对应先前CPU中的SBP和SP,对低16位数据的存取,不影响高16位的数据。
    指针寄存器不可分割成8位寄存器。作为通用寄存器,也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。
    它们主要用于访问堆栈内的存储单元,并且规定:
    BP为基指针(BasePointer)寄存器,用它可直接存取堆栈中的数据;
    SP为堆栈指针(StackPointer)寄存器,用它只可访问栈顶。

变址寄存器

    32位CPU有2个32位通用寄存器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。
    寄存器ESI、EDI、SI和DI称为变址寄存器(IndexRegister),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(在第3章有详细介绍),为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。
    变址寄存器不可分割成8位寄存器。作为通用寄存器,也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。
    它们可作一般的存储器指针使用。在字符串操作指令的执行过程中,对它们有特定的要求,而且还具有特殊的功能。

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。对低16位数据的存取,不会影响高16位的数据。这些低16位寄存器分别命名为:AX、BX、CX和DX,它和先前的CPU中的寄存器相一致。
    4个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,它们的使用频率很高;
    寄存器BX称为基地址寄存器(BaseRegister)。它可作为存储器指针来使用;
    寄存器CX称为计数寄存器(CountRegister)。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(DataRegister)。在进行乘、除运算时,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。详细内容请见第3.8节——32位地址的寻址方式。

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