IA-32 上的寄存器

beyes

IA-32 平台具有不同长度的多组寄存器，而不同的处理器则会包含专属于自己的寄存器，但所有的处理器都可以使用的寄存器的核心组如下表所示：

寄存器	描述
通用	8个32位寄存器，用于存储正在处理的数据
段	6个16位寄存器，用于处理内存访问
指令指针	单一的32位寄存器，指向要执行的下一条指令码
浮点数据	8个80位寄存器，用于浮点数学数据
控制	5个32位寄存器，用于确定处理器的操作模式
调试

1、通用寄存器
通用寄存器及经常被用于的目的：

寄存器	描述
EAX	用于操作数和结果数据的累加器
EBX	指向数据内存段中的数据的指针
ECX	字符串喝循环操作的计数器
EDX	I/O 指针
EDI	用于字符串操作的目标的数据指针
ESI	用于字符串操作的源的数据指针
ESP	堆栈指针
EBP	堆栈数据指针

32 位的 EAX, EBX, ECX, 和 EDX 寄存器也可用通过 16 位和 8位名称引用，以表示寄存器的旧式版本。如通过使用 AX 引用，那么 EAX 寄存器的低 16 位被使用；而通过使用 AL 引用，则 EAX 的低 8 位被使用。如下图所示：


2、段寄存器
段寄存器专门用于引用内存位置。IA-32 处理器平台允许 3 种不同的访问系统内存的方法：

平坦内存模式
分段内存模式
实地址模式

平坦内存模式把全部系统内存表示为连续的地址空间。所有指令、数据和堆栈都包含在相同的地址空间中。通过成为线性地址(linear address)的特定地址访问每个内存位置。

分段内存模式把系统内存划分为独立段的组，通过位于段寄存器种的指针进行引用。每个段用于包含特定类型的数据。一个段用于包含指令码，另一个段用于包含数据元素，第三个段用于包含程序堆栈。段中的内存位置是通过逻辑地址定义的。逻辑地址由段地址和偏移地址构成。处理器把逻辑地址转换为相应的先行地址位置以便访问内存的字节。段寄存器用于包含特定数据访问的段地址，如下表所示：

段寄存器	描述
CS	代码段
DS	数据段
SS	堆栈段
ES	附加段指针
FS	附加段指针
GS	附加段指针

每个段寄存器都是 16 位的，包含指向内存特定段的起始位置的指针。CS 寄存器包含指向内存中代码段的指针。代码段是内存中存储指令码的位置。处理器按照 CS 寄存器的值和 EIP 指令指针寄存器种包含的偏移值从内存获得指令码。程序不能显式地加载或者改变 CS 寄存器。当程序被分配给一个内存空间时，处理器将为 CS 寄存器赋值。

DS、ES、FS 和 GS 段处理器都用于指向数据段。通过使用 4 个独立的数据段，程序可以分隔数据元素，确保它们不会重叠。程序必须加载带有段的正确指针值的数据段寄存器，并且使用偏移值引用各个内存位置。

SS 段寄存器用于指向堆栈段。堆栈包含传递给程序中的函数和过程的数据值。

如果程序使用实地址模式，那么所有段寄存器都指向零线性地址，并且都不会被程序改动。所有指令码、数据元素和堆栈元素都是通过它们的线性地址直接访问的。

3、指令指针寄存器
指令指针寄存器 ( EIP 寄存器 )，有时也称为程序计数器 ( program counter ) ，它跟踪要执行的下一条指令码。

应用程序不能直接修改指令指针的本身，不能指定内存地址并且把它放到 EIP 寄存器中。相反，必须使用一般的程序控制指令 ( 比如跳转 ) 来改变要读入到预取缓存的下一条指令。

在平坦内存模式中，指令指针包含下一条指令码的内存位置的线性地址。如果应用程序使用分段内存模式，那么指令指针指向逻辑内存地址，通过 CS 寄存器的内容引用。

4、控制寄存器
5 个控制机存期用于确定处理器的操作模式，还有当前正在执行的任务的特性，如下表所示：

控制寄存器	描述
CR0	控制操作模式和处理器状态的系统标志
CR1	当前没有使用
CR2	内存页面错误信息
CR3	内存页面目录信息
CR4	支持处理器特性和说明处理器特性能力的标志

不能直接访问控制寄存器中的值，但是可以把控制寄存器种包含的数据传送给通用寄存器。数据被传送给通用寄存器后，应用程序就可以查看寄存器种的标志位以便确定处理器和/或当前正在运行的任务的操作状态。

如果必须改动控制寄存器的标志值，可以改动通用寄存器种的数据，然后再把内容传给控制寄存器。一般用户程序不经常修改控制寄存器项目，但系统程员序会经常修改控制寄存器中的值。