• 8088, 8086 (XT)
  • 16 bitowe rejestry:
    AX, BX, CX, DX, SI, DI, BP, SP,
    CS, DS, SS, ES, IP, FLAGS
  • 16 bitowy tryb rzeczywisty
    każdy program ma dostęp do każdej komórki pamięci.
  • Maksymalnie 1 MB pamięci
  • Pamięć podzielona na segmenty 64K.
• 80286 (AT)
  • 16 bitowy tryb chroniony
  • Maksymalnie 16 MB pamięci, ale ciągle segmenty 64K.
• 80386, 80486, Pentium
  • 32 bitowe rejestry
    EAX, EBX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBP, ESP, EIP
  • 32 bitowy tryb chroniony: do 4 GB pamięci.
  • segmenty maksymalnie po 4GB
• x86-64
  • 64 bitowe rejestry
    RAX, RBX, RCX, RDX, RSI, RDI, RBP, RSP, RIP
    R8, R9, ..., R15
  • Tryb 64 bitowy:
    aplikacje 64 bitowe oraz 32 i 16 w trybie kompatybilności.
  • Adresy domyślnie 64 bitowe (obecne implementacje wykorzystują 40 bitów = 1 TB)
  • Rozmiar danych: 32 bit(domyślny), 16 lub 64 bity.

• Rejestry procesora to bardzo szybkie elementy elektroniczne, mogące przechowywać informacje (pamięć wewnętrzna procesora).
• Dostęp do nich i działania na nich są bardzo szybkie.
• Ich nazwy są zakodowane bezpośrednio w kodzie instrukcji maszynowej

MOV AX, 89            ; prześlij do rejestru AX liczbę 89
MOV DX, 10            ; prześlij do rejestru DX liczbę 10
ADD AX, DX            ; dodaj 89 i 10, a wynik prześlij do AX

Przykładowy rejestr RAX

|--------------------------RAX------------------------------------|
|                               |------------EAX------------------|
|                               |                |-------AX-------|

00000000000000000000000000000000|0000000000000000|00000000|00000000

                                                 |   AH   |  AL   |

GPR = General Purpose Registers

• RAX/EAX - akumulator
  • najczęściej służy do wykonywania działań matematycznych na liczbach całkowitych,
  • w wielu rozkazach jest domyślnym rejestrem np. DIV BH
  • w tym rejestrze będziemy umieszczać numery funkcji systemu operacyjnego lub BIOSu wykonywanych po wykonaniu przerwania
  Przykład wykorzystania rejestrów akumulatora do operacji arytmetycznych

  MOV AH, 1             ; prześlij do rejestru AH liczbę 1
  MOV AL,AH             ; kopiuj AH do AL
  DEC AL                ; odejmij 1 (dekrementacja) od AL
                        ;  AX ma wartość 256

• RBX/EBX rejestr bazowy
  • często wykorzystywany po przechowywania adresu pamięci w adresowaniu pośrednim,
  • używany przy dostępie do tablic jako indeks

  MOV BX, 6  
  MOV AL, [BX]      ; prześlij do rejestru AL 
                    ; zawartość pamięci spod adresu 6
  MOV tablica[BX], 10   ; prześlij do 10 pod adres tablica+6

• RCX/ECX - licznik
  • używany do określania ilości powtórzeń pętli

  MOV CX, 5
  MOV AX, 0 
  poczatek_petli:        ; etykieta
  ADD AX, CX
  LOOP poczatek_petli    ; zmniejsz CX o jeden 
                ; i jeśli CX różne od 0 skocz do etykiety

• RDX/EDX rejestr danych
  W tym rejestrze przechowujemy adresy różnych zmiennych, przesyłamy dane do przerwań.
  Rejestry indeksowe

  Rejestry indeksowe najczęściej służą do operacji na długich łańcuchach danych, w tym napisach i tablicach

  RSI/ESI/SI indeks źródłowy

  RDI/EDI/DI indeks docelowy

  W trybie 32 bitowym te indeksy nie dzielą się już na 8 bitowe, w trybie 64 bitowym mamy dostęp do młodszych 8 bitów przez SIL i DIL.

  Rejestry wskaźnikowe
  • RBP/EBP wskaźnik bazowy (base pointer)
    w nim przechowuje się aktualny spód stosu dla funkcji. Pozwala to określić położenie zmiennych lokalnych.
  • RSP/ESP wskaźnik stosu (stack pointer)
    przechowuje adres wierzchołka stosu.
  • RIP/EIP wskaźnik instrukcji (instruction pointer)
    Przechowuje adres następnej instrukcji do wykonania.
    Wywołanie funkcji to tak naprawdę zapamiętanie aktualnej wartości tego rejestru i zmiana na adres początku funkcji.
  Rejestry segmentowe
  • segment kodu CS - mówi procesorowi, gdzie znajdują się dla niego instrukcje.
  • segment danych DS - ten najczęściej pokazuje na miejsce, gdzie trzymamy nasze zmienne.
  • segment stosu SS - dzięki niemu wiemy, w którym segmencie jest nasz stos.
  • segmenty dodatkowe ES, FS, GS

  Wszystkie rejestry segmentowe są 16-bitowe

  W trybie 64 bitowym nie używane za wyjątkiem CS.

  Aby zapisać wartość do rejestru segmentowego albo przenieść wartość pomiędzy rejestrami segmentowymi należy zrobić to pośrednio przez któryś z rejestrów ogólnego użytku.

  Rejestry stanu procesora

  FLAG (16-bitowe), EFLAG (32-bitowe), RFLAG (64-bitowe)

  Służą one przede wszystkim do badania wyniku ostatniej operacji (na przykład czy nie wystąpiło przepełnienie, czy wynik jest zerem, itp.).

  Najważniejsze flagi to :

  • CF (carry flag - flaga przeniesienia),
  • OF (overflow flag - flaga przepełnienia),
  • SF (sign flag - flaga znaku),
  • ZF (zero flag - flaga zera),
  • IF (interrupt flag - flaga przerwań),
  • PF (parity flag - flaga parzystości),
  • DF (direction flag - flaga kierunku).
  
  Tomasz Kapela, Kraków 2011-2020