Русская Википедия:Регистр процессора
Шаблон:Другие значения Шаблон:Нет ссылок Регистр процессора — поле заданной длины во внутрипроцессорной сверхбыстрой оперативной памяти (СОЗУ). Используется самим процессором, может быть как доступным, так и недоступным 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 регистры, 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 и 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[1] и стали популярными в микропроцессорах архитектуры X86 — Intel 8085, Intel 8086 и последующих[2].
Специальные регистры[3] 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
Шаблон:Значимость раздела
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 запущен |
| IBM Cell | 4~16 | 1~4 | |
| IBM POWER | 32 | 32 | |
| Power Architecture | 32 | 32 | |
| Alpha | 32 | 32 | |
| 6502 | 3 | 0 | |
| W65C816S | 5 | 0 | |
| PIC | 1 | 0 | |
| AVR | 32 | 0 | |
| ARM 32-bit[4] | 16 | различное | |
| ARM 64-bit[5] | 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 регистров + 224 регистра стека процедур[6] |
Примечания
Ссылки
Шаблон:Технологии CPU Шаблон:Микроконтроллеры
