通用寄存器

一.代码 和 汇编 和 二进制之间的关系 二.复习一下计算机组成原理的知识 1.寄存器 计算机中有三个存储 32位cpu提供的寄存器有三种类型8位 16位 32位 64位的只是32位的扩展 并且程序大多是32位 以下是32位的8个通用寄存器（有宽度） 2.MOV指令 mov eax ，1（向eax寄存器存1） mov edx ， eax（把edx里面的值存到eax ） 例子： EAX：32位通用寄存器 假如FFFFFFFF 一个F（16进制）化为2进制 1111，也就是4位 所以为什么叫32（四个字节） ？ 4*8=32 三.内存 1.内存 内存空间和物理内存都不是内存条！物理内存和内存条之间还有一层映射关系。 　　下面的话其实并不是真正的给每一个进程分了4g的内存条，等进程 真正要去写/读内存的时候就把4g内存映射到物理内存上去。 　　 2.内存地址 内存太多起不了名字 只能用编号。 每一行的内存编号代表一个字节 3.mov指令向内存写数据 与往寄存器里面写是不一样的 内存 eax32位 ax16位 他是自带数据宽度的， 而内存不一样，内存是连起来的一大片 所以 ！ 不同点：向内存写的时候必须明确告诉其宽度。 byte = 1字节 word = 2字节 dword = 4字节 <1> 那么就有一个问题，就是一行的内存地址编号是一个字节。 现在村的数据是四个字节，那么可行吗？ 可行

第二章 x86处理器架构 中央处理单元(CPU)处理算术和逻辑运算。它包含了有限数量的存储位置，即寄存器，一个高频时钟用于同步其操作，一个控制单元和一个算术逻辑单元。内存存储单元在计算机程序运行时，保存指令和数据。总线是一组并行线路，在计算机不同部件之间传输数据。 一条机器指令的执行可以分为一系列独立的操作，称为指令执行周期。3个主要操作分别为取值、译码和执行。指令周期中的每一步都至少要花费一个系统时钟单位，即时钟周期。加载和执行过程描述了程序如何被操作系统定位，加载入内存，再由操作系统执行。 x86处理器系列有三种基本操作模式：保护模式、实地址模式和系统管理模式。此外，还有一个虚拟8086模式是保护模式的一个特例。Intel 64处理器系列有两种基本操作模式： 兼容模式和64位模式。在兼容模式下处理器可以运行16位和32位应用程序。 寄存器位CPU内的存储位置进行命名，其访问速度比常规内存要快很多。以下是对寄存器的简要说明： l 通用寄存器主要用于算术运算、数据传输和逻辑操作。 l 段寄存器存放预先分配的内存区域的基址，这些内存区域就是段。 l 指令指针寄存器存放的是下一条要执行指令的地址。 l 标志寄存器包含的独立二进制位于控制CPU的操作，并反映ALU操作的结果。 x86有一个浮点单元（FPU）专门用于高速浮点指令的执行。 微型计算机的心脏是它的主板，主板上有CPU

指令助记符 如MOV, SUB这些词分别表示传送, 减法. 汇编源程序时, 系统使用内部对照表将每条指令的助记符翻译成对应的机器码 目的操作数 目的操作数一共有两个作用 参与指令操作 暂时储存操作结果 源操作数 源操作数主要提供原始数据或操作对象, 面向所有寻址方式. 例如, 在指令SUB AX, BX 中 的值作为减数提供给指令SUB 操作符 dup：表示定义重复的数据，和db、dw、dd配合使用，db 3 dup(‘A’)相当于db ‘AAA’。 注释 这是对源程序的说明, 在汇编中用 ; 号, 后面的内容将被注释 　　介绍指令前, 先熟悉下这些在指令中的符号(必须要记得) imme: 立即数 DST: 目的操作数 SRC: 源操作数 mem: 存储器操作数 OPR: 操作数 reg: 通用寄存器 EA: 偏移地址(偏移量) Sreg: 段寄存器 Port: 端口地址 Label: 标号 指令集不外乎下面几种： 数据传送指令 算术运算指令 逻辑运算与移位指令【整型 与 浮点型的处理】 串操作指令 程序控制指令 处理器控制指令 伪指令 一、数据传送【也叫转移】指令 通用数据传送指令. l MOV DST, SRC ;传送指令: 把源操作数的内容送入目的操作数 传送字或字节. 注意: 立即数做源操作数时, 立即数的长度必须小于等于目的操作数的长度 操作数DST, SRC分别为reg

(二）EXU模块 EXU段包括指令译码，指令派发，指令发射，指令执行，内存操作，数据写回。而E203是简单的顺序单发射，顺序执行，顺序写回类型的处理器。 将IFU通过IR寄存器发送给EXU的指令进行译码和派遣。 通过译码出的操作数寄存器索引（Index）读取Regfile（如图中RD-Regfile） 维护指令的数据相关性（如OITF) 将指令派遣（Dispatch）给不同的运算单元执行（ALU、Long-Pipes、LSU、以及EAI) 将指令交付(检查指令分支预测是否正确，是否产生中断和异常） 将指令运算的结果写回Regfile（WB ARB) (1)EXU译码模块 （e203_exu_decode.v) 译码模块的输入信号来自于IR阶段，包含当前需要译码的指令，执行PC,预测结果，非对齐和存储器访问错误。 首先根据最后两个比特位判断当前译码指令是RV32还是RV16，再根据指令格式，产生不同的指令类型信息。如：寄存堆的索引和控制信号，跳转类型和所需计算的信息。 输出dec_info包含很多模块的控制信息，有BJP单元的控制信息，ALU单元的控制信息，CSR单元的控制信息，乘除单元的控制信息，AGU单元的控制信息。同时还要生成后面执行所需要的各类型立即数，当执行的指令为非法指令时，译码器模块还将产生各类型的异常指令异常信息。 (2)整数通用寄存器组 （e203_exu

32位CPU所含有的寄存器有： PQJI~u9te} 4个数据寄存器(EAX、EBX、ECX和EDX) <,\Op=$l3I 2个变址和指针寄存器(ESI和EDI) 2个指针寄存器(ESP和EBP) ']'V?@H]4 6个段寄存器(ES、CS、SS、DS、FS和GS) ZaKT~f%%z 1个指令指针寄存器(EIP) 1个标志寄存器(EFlags) f*HEw 1、数据寄存器 s ~ Xa= +D 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。 3Gyw^ {J 32位CPU有4个32位的通用寄存器EAX、EBX、ECX和EDX。 {!]7=K)W9 对低16位数据的存取，不会影响高16位的数据。 COnb@uD 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。 90rY:!e 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。 ~bsL W:.’ 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。 %‘L+y 寄存器EAX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。可用于乘、 除、输入/输出等操作，使用频率很高； E

转载连接： 1 ARM汇编以及汇编语言基础介绍 2 ARM汇编中的数据类型 3 ARM汇编常用指令集 4 ARM汇编内存访问相关指令 5 ARM汇编之连续存取 6 ARM汇编之条件执行与分支 7 ARM汇编之栈与函数 英文原文链接： https://azeria-labs.com/arm-data-types-and-registers-part-2/ 本文只是转载部分内容，具体请参考原文。 1. ARM汇编基础介绍 1.1 ARM VS. INTEL ARM处理器Intel处理器有很多不同，但是最主要的不同怕是指令集了。Intel属于复杂指令集（CISC）处理器，有很多特性丰富的访问内存的复杂指令集。因此它拥有更多指令代码以及取址都是，但是寄存器比ARM的要少。复杂指令集处理器主要被应用在PC机，工作站以及服务器上。 ARM属于简单指令集（RISC）处理器，所以与复杂指令集先比，只有简单的差不多100条指令集，但会有更多的寄存器。与Intel不同，ARM的指令集仅仅操作寄存器或者是用于从内存的加载/储存过程，这也就是说，简单的加载/存储指令即可访问到内存。这意味着在ARM中，要对特定地址中存储的的32位值加一的话，仅仅需要从内存中加载到寄存器，加一，再从寄存器储存到内存即可。 简单的指令集既有好处也有坏处。一个好处就是代码的执行变得更快了。

进程上下文，意思是可执行程序代码是进程的重要组成部分。进程上下文实际上是进程执行活动全过程的静态描述。 这些代码从 可执行文件 载入到进程的 地址空间 执行。一般程序在 用户空间 执行当一个程序调用了 系统调用 或者触发了某个异常，它就陷入了 内核空间 。此时，我们称 内核 “代表进程执行”并处于进程上下文。在此上下文中current宏是有效的。除非在此间隙有更高 优先级 的进程需要执行并由调度器做出了相应调整，否则在内核退出的时候，程序恢复在用户空间继续执行。 系统调用和 异常处理 程序是对内核明确定义的接口。进程只有通过这些接口才能陷入内核执行——对内核的所有访问都必须通过这些接口。 进程上下文实际上是进程执行活动全过程的静态描述。我们把已执行过的进程指令和数据在相关 寄存器 与 堆栈 中的内容称为上文，把正在执行的指令和数据在寄存器和堆栈中的内容称为正文，把待执行的指令和数据在寄存器与堆栈中的内容称为下文。具体的说，进程上下文包括计算机系统中与执行该进程有关的各种寄存器（例如 通用寄存器 ， 程序计数器 PC ， 程序状态字寄存器 PS等）的值， 程序段 在经过编译过后形成的 机器指令 代码集，数据集及各种堆栈值PCB结构。这里，有关寄存器和栈区的内容是重要的，例如没有程序计数器PC和程序　 状态寄存器 PS，CPU将无法知道下一条待执行指令的地址和控制有关操作。

文章目录 影响指令流水线的因素 影响因素 程序的相关性 指令调度技术 编译器的静态调度 软件调度与硬件调度 动态调度技术 静态流水线的问题 动态调度思想 解决WAW和WAR的办法 Tomasulo算法 历史 Tomasulo算法结构 Tomasulo算法的流水阶段 举例 小结 动态流水线的例外处理 例外（Exception）与流水线 动态流水线的精确例外处理 硬件支持动态流水线的精确例外处理 指令重排序缓存Reorder Buffer （ROB） 假设ADD发生了溢出例外 龙芯1号把ROB和队列合并 总结 补：Meltdown攻击的基本原理（幽灵、熔断漏洞） 影响指令流水线的因素 影响因素 运行时间 = 程序指令数 * CPI （每条指令时钟周期数） Pipeline CPI=Ideal pipeline CPI + Structural stalls + RAW stalls + WAR stalls + WAW stalls + Control stalls 程序的相关性 程序的相关性容易引起流水线堵塞，可以通过软件和硬件的方法避免堵塞或降低堵塞的影响； • 编译调度：如循环展开 • 乱序执行：需要等待的指令不影响其他指令 （1）数据相关 ：（真相关）：导致RAW 1）定义：指令j数据相关于指令i，指令j使用了指令i产生的结果； 2）传递性：指令j数据相关于指令k

基础概念 cpu：命令的执行 内存：中间结果保存、进一步计算，cpu无法保存太多的中间结果 总线：连接cpu、内存、显卡、磁盘空盒子器、usb控制器 进程：可以理解为实例化的程序，程序是存在硬盘的，而进程是要讲程序加载到内存，不同进程的内存空间是隔离的。进程空间粗略的分有代码段和数据段。cpu包含两个寄存器，分别存放当前处理进程的代码段的起始地址和数据段的起始地址，进程切换会切换这两个寄存器存储的起始地址。 cpu cpu包括三部分： 运算单元 数据单元 控制单元 运算单元 做加法、移位等。 数据单元 包括cpu内部的缓存和寄存器组，空间小、速度快，展示存放数据和运算结果。 数据单元从数据段中读取数据。 8086处理器内部有8个16位通用寄存器：AX、BX、CX、DX、SP、BP、SI、DI。 其中AX、BX、CX、DX可以分成两个8位寄存器使用，分别为AH、BH、CH、DH、AL、BL、CL、DL。H是高位、L是低位。这样长短数据可以用不同大小的寄存器存放。 控制单元 统一指挥，获取下一条命令、执行，指令会指导运算单元获取数据单元数据，进行计算，结果存数据单元。 控制单元中的 指令指针寄存器 用于存放吓一条指令在内存中的地址，控制单元将代码段的指令放入指令寄存器进行后续执行。 指令分为 操作 和 数据 ，操作对应运算单元，数据对应数据单元。

CPU的组成 CPU是由运算器（信息处理）、控制器（控制器件工作）、寄存器（信息存储）等器件组成，他们之间通过总线相连。 通用寄存器 通用寄存器时用于存放一般性数据的，以8086 CPU为例，8086 CPU所有的寄存器都是16位的，8086 CPU中的通用寄存器有AX、BX、CX、DX。为了兼容上一代CPU中的8位寄存器，这4个寄存器都可以拆成两个8位的寄存器使用，也就是将16位分成两个8位，AX可分为AH和AL，BX可分为BH和BL，CX可分为CH和CL，DX可分为DH和DL。这里的H可以记为High，高位，L可以记为Low，低位。 再来说一下数据宽度，因为寄存器有16位和8位两种，所以数据宽度可以分为字节和字，一个字节由8个bit组成，可以直接使用低位存储，一个字由两个字节，也就是16位，比如一个十六进制3E10，将这个十六进制存放到AX寄存器总，3E就存放在高位AH中，10存放在低位AL中。 内存单元的物理地址 之前说过数据是通过地址线存放在内存单元中的，那么就必须要确定这个内存单元的地址。 基础地址=段地址x16 基础地址+偏移地址=物理地址 所以 物理地址=段地址x16+偏移地址 ，这里的16是十进制的16，也就是十六进制的A。 这里的段地址可以理解为一段一段的内存存储单元，但是段地址并不是固定的，可以认为10000H-100FFH是一个段