Регистр процессора
В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
Реги́стр проце́ссора — поле заданной длины во внутрипроцессорной сверхбыстрой оперативной памяти (СОЗУ). Используется самим процессором, может быть как доступным, так и не доступным программно. Например, при выборке из памяти очередной команды она помещается в регистр команд, обращение к которому программист прописать не может.
Программно недоступные регистры
Программно недоступные регистры — любые процессорные регистры, к которым невозможно так или иначе обратиться из выполняемой программы. Пример таких регистров — уже упомянутый регистр команд.
Программно доступные регистры
Программно доступные регистры есть те, к которым возможно так или иначе обратиться из выполняемой программы. Практически каждый такой регистр обозначается своим именем-идентификатором на уровне языка ассемблера и соответствующим числовым кодом-идентификатором на уровне машинного языка. По уровню доступности программно доступные регистры неодинаковы и практически делятся на две большие подгруппы:
- системные регистры — любые регистры, программно доступные только системным программам (например, ядру операционной системы), имеющим достаточный для этого уровень системных привилегий/прав. В терминах многих машинных систем такой уровень привилегий часто называется «уровнем/режимом ядра» или «режимом супервизора». Для всех прочих программ — работающих в «режиме пользователя» — эти регистры недоступны. Примеры таких регистров: управляющие регистры и теневые регистры дескрипторов сегментов.
- регистры общего назначения (РОН) — регистры, доступные любым программам. В частности, регистры, используемые без ограничения в арифметических и логических операциях, но имеющие определённые аппаратные ограничения (например, в строковых РОН). Эти регистры не характерны для эпохи мейнфреймов типа IBM/370 и стали популярными в микропроцессорах архитектуры X86 — Intel 8085, Intel 8086 и последующих.
Специальные регистры содержат данные, необходимые для работы процессора — смещения базовых таблиц, уровни доступа и т. д.
Часть специальных регистров принадлежит устройству управления, которое управляет процессором путём генерации последовательности микрокоманд.
Доступ к значениям, хранящимся в регистрах, осуществляется непосредственно на тактовой частоте процессора и, как правило, в несколько раз быстрее, чем доступ к полям в оперативной памяти (даже если кеш-память содержит нужные данные), но объём оперативной памяти намного превосходит суммарный объём процессорных регистров, суммарная «ёмкость» регистров общего назначения/данных для x86-процессоров (например, Intel 80386 и более новых) 8 регистров по 4 байта = 32 байта (В x86-64-процессорах — 16 по 8 байт = 128 байт и некоторое количество векторных регистров).
Некоторые примеры
Содержимое этого раздела нуждается в чистке. |
В таблице показано количество регистров общего назначения в нескольких распространённых архитектурах микропроцессоров. Стоит отметить, что в некоторых архитектурах использование отдельных регистров может быть осложнено. Так, в SPARC и MIPS регистр номер 0 не сохраняет информацию и всегда считывается как 0, а в процессорах x86 с регистром ESP (указатель на стек) могут работать лишь некоторые команды.
| Архитектура | Целочисленных регистров | FP- регистров | Примечания |
|---|---|---|---|
| x86-32 | 8 | 8 | |
| x86-64 | 16 | 16 | |
| IBM System/360 | 16 | 4 | |
| z/Architecture | 16 | 16 | |
| Itanium | 128 | 128 | |
| SPARC | 31 | 32 | Регистр 0 (глобальный) всегда занулён |
| IBM Cell | 4~16 | 1~4 | |
| IBM POWER | 32 | 32 | |
| 32 | 32 | ||
| Alpha | 32 | 32 | |
| 6502 | 3 | 0 | |
| W65C816S | 5 | 0 | |
| PIC | 1 | 0 | |
| AVR | 32 | 0 | |
| ARM 32-bit | 16 | различное | |
| ARM 64-bit | 31 | 32 | |
| MIPS | 31 | 32 | Регистр 0 всегда занулён |
| RISC-V | 31 | 32 | Дополнительно есть регистр 0, который всегда возвращает ноль |
| Эльбрус 2000 | 256 | совмещены с целочисленными | 32 двухразрядных регистра, 256 = 32 глобальных регистра + 224 регистра стека процедур |
Примечания
- Barbara J. Burian. Программирование на языке ассемблера системы IBM/370 упрощённый подход = A simple approach to S/370 assembly language programming. — New York: Prentice-Hall, Inc, 1977.
- Погорелый С. Д., Слободянюк Т. Ф. Программное обеспечение микропроцессорных систем. Справочник. — 2-е, переработанное и дополненное. — Киев: Тэхника, 1989. — С. 7, 48-51. — 301 с. — (Справочник специалиста). — 50 000 экз. — ISBN 5-335-00169-0.
- Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual. Volume 1: Basic Architecture. 3.4 BASIC PROGRAM EXECUTION REGISTERS Архивная копия от 24 мая 2011 на Wayback Machine (англ.)
- Procedure Call Standard for the ARM Architecture. ARM Holdings (16 октября 2009). Дата обращения: 24 апреля 2012. Архивировано 28 апреля 2013 года.
- Procedure Call Standard for the ARM 64-bit Architecture. ARM Holdings (25 ноября 2011). Дата обращения: 24 апреля 2012. Архивировано 28 апреля 2013 года.
- МЦСТ. Введение в архитектуру «Эльбрус» (рус.). Альт Линукс (31 мая 2020). Дата обращения: 16 июля 2020. Архивировано 2 июня 2020 года.
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Регистр процессора, Что такое Регистр процессора? Что означает Регистр процессора?
V state ne hvataet ssylok na istochniki sm rekomendacii po poisku Informaciya dolzhna byt proveryaema inache ona mozhet byt udalena Vy mozhete otredaktirovat statyu dobaviv ssylki na avtoritetnye istochniki v vide snosok 8 yanvarya 2023 Regi str proce ssora pole zadannoj dliny vo vnutriprocessornoj sverhbystroj operativnoj pamyati SOZU Ispolzuetsya samim processorom mozhet byt kak dostupnym tak i ne dostupnym programmno Naprimer pri vyborke iz pamyati ocherednoj komandy ona pomeshaetsya v registr komand obrashenie k kotoromu programmist propisat ne mozhet Programmno nedostupnye registryProgrammno nedostupnye registry lyubye processornye registry k kotorym nevozmozhno tak ili inache obratitsya iz vypolnyaemoj programmy Primer takih registrov uzhe upomyanutyj registr komand Programmno dostupnye registryProgrammno dostupnye registry est te k kotorym vozmozhno tak ili inache obratitsya iz vypolnyaemoj programmy Prakticheski kazhdyj takoj registr oboznachaetsya svoim imenem identifikatorom na urovne yazyka assemblera i sootvetstvuyushim chislovym kodom identifikatorom na urovne mashinnogo yazyka Po urovnyu dostupnosti programmno dostupnye registry neodinakovy i prakticheski delyatsya na dve bolshie podgruppy sistemnye registry lyubye registry programmno dostupnye tolko sistemnym programmam naprimer yadru operacionnoj sistemy imeyushim dostatochnyj dlya etogo uroven sistemnyh privilegij prav V terminah mnogih mashinnyh sistem takoj uroven privilegij chasto nazyvaetsya urovnem rezhimom yadra ili rezhimom supervizora Dlya vseh prochih programm rabotayushih v rezhime polzovatelya eti registry nedostupny Primery takih registrov upravlyayushie registry i tenevye registry deskriptorov segmentov registry obshego naznacheniya RON registry dostupnye lyubym programmam V chastnosti registry ispolzuemye bez ogranicheniya v arifmeticheskih i logicheskih operaciyah no imeyushie opredelyonnye apparatnye ogranicheniya naprimer v strokovyh RON Eti registry ne harakterny dlya epohi mejnfrejmov tipa IBM 370 i stali populyarnymi v mikroprocessorah arhitektury X86 Intel 8085 Intel 8086 i posleduyushih Specialnye registry soderzhat dannye neobhodimye dlya raboty processora smesheniya bazovyh tablic urovni dostupa i t d Chast specialnyh registrov prinadlezhit ustrojstvu upravleniya kotoroe upravlyaet processorom putyom generacii posledovatelnosti mikrokomand Dostup k znacheniyam hranyashimsya v registrah osushestvlyaetsya neposredstvenno na taktovoj chastote processora i kak pravilo v neskolko raz bystree chem dostup k polyam v operativnoj pamyati dazhe esli kesh pamyat soderzhit nuzhnye dannye no obyom operativnoj pamyati namnogo prevoshodit summarnyj obyom processornyh registrov summarnaya yomkost registrov obshego naznacheniya dannyh dlya x86 processorov naprimer Intel 80386 i bolee novyh 8 registrov po 4 bajta 32 bajta V x86 64 processorah 16 po 8 bajt 128 bajt i nekotoroe kolichestvo vektornyh registrov Nekotorye primerySoderzhimoe etogo razdela nuzhdaetsya v chistke Tekst soderzhit mnogo malovazhnyh neenciklopedichnyh ili ustarevshih podrobnostej ili ne otnosyasheesya k teme stati Pozhalujsta uluchshite statyu v sootvetstvii s pravilami napisaniya statej 8 yanvarya 2023 V tablice pokazano kolichestvo registrov obshego naznacheniya v neskolkih rasprostranyonnyh arhitekturah mikroprocessorov Stoit otmetit chto v nekotoryh arhitekturah ispolzovanie otdelnyh registrov mozhet byt oslozhneno Tak v SPARC i MIPS registr nomer 0 ne sohranyaet informaciyu i vsegda schityvaetsya kak 0 a v processorah x86 s registrom ESP ukazatel na stek mogut rabotat lish nekotorye komandy Arhitektura Celochislennyh registrov FP registrov Primechaniyax86 32 8 8x86 64 16 16IBM System 360 16 4z Architecture 16 16Itanium 128 128SPARC 31 32 Registr 0 globalnyj vsegda zanulyonIBM Cell 4 16 1 4IBM POWER 32 3232 32Alpha 32 326502 3 0W65C816S 5 0PIC 1 0AVR 32 0ARM 32 bit 16 razlichnoeARM 64 bit 31 32MIPS 31 32 Registr 0 vsegda zanulyonRISC V 31 32 Dopolnitelno est registr 0 kotoryj vsegda vozvrashaet nolElbrus 2000 256 sovmesheny s celochislennymi 32 dvuhrazryadnyh registra 256 32 globalnyh registra 224 registra steka procedurPrimechaniyaBarbara J Burian Programmirovanie na yazyke assemblera sistemy IBM 370 uproshyonnyj podhod A simple approach to S 370 assembly language programming New York Prentice Hall Inc 1977 Pogorelyj S D Slobodyanyuk T F Programmnoe obespechenie mikroprocessornyh sistem Spravochnik 2 e pererabotannoe i dopolnennoe Kiev Tehnika 1989 S 7 48 51 301 s Spravochnik specialista 50 000 ekz ISBN 5 335 00169 0 Intel 64 and IA 32 Architectures Software Developer s Manual Volume 1 Basic Architecture 3 4 BASIC PROGRAM EXECUTION REGISTERS Arhivnaya kopiya ot 24 maya 2011 na Wayback Machine angl Procedure Call Standard for the ARM Architecture neopr ARM Holdings 16 oktyabrya 2009 Data obrasheniya 24 aprelya 2012 Arhivirovano 28 aprelya 2013 goda Procedure Call Standard for the ARM 64 bit Architecture neopr ARM Holdings 25 noyabrya 2011 Data obrasheniya 24 aprelya 2012 Arhivirovano 28 aprelya 2013 goda MCST Vvedenie v arhitekturu Elbrus rus Alt Linuks 31 maya 2020 Data obrasheniya 16 iyulya 2020 Arhivirovano 2 iyunya 2020 goda
