第二章 認識處理器

中央處理器(CPU)在微機系統處于“領導核心”的地位。匯編語言被編譯成機器語言之后，將由處理器來執行。那么，首先讓我們來了解一下處理器的主要作用，這將幫助你更好地駕馭它。

典型的處理器的主要任務包括從內存中獲取機器語言指令，譯碼，執行 根據指令代碼管理它自己的寄存器 根據指令或自己的的需要修改內存的內容響應其他硬件的中斷請求.

一般說來，處理器擁有對整個系統的所有總線的控制權。對于Intel平臺而言，處理器擁有對數據、內存和控制總線的控制權，根據指令控制整個計算機的運行。在以后的章節中，我們還將討論系統中同時存在多個處理器的情況。

處理器中有一些寄存器，這些寄存器可以保存特定長度的數據。某些寄存器中保存的數據對于系統的運行有特殊的意義。

新的處理器往往擁有更多、具有更大字長的寄存器，提供更靈活的取指、尋址方式。

寄存器

如前所述，處理器中有一些可以保存數據的地方被稱作寄存器。

寄存器可以被裝入數據，你也可以在不同的寄存器之間移動這些數據，或者做類似的事情。基本上，像四則運算、位運算等這些計算操作，都主要是針對寄存器進行的。

首先讓我來介紹一下80386上最常用的4個通用寄存器。先瞧瞧下面的圖形，試著理解一下：

上圖中，數字表示的是位。我們可以看出，EAX是一個32-bit寄存器。同時，它的低16-bit又可以通過AX這個名字來訪問；AX又被分為高、低8bit兩部分，分別由AH和AL來表示。

對于EAX、AX、AH、AL的改變同時也會影響與被修改的那些寄存器的值。從而事實上只存在一個32-bit的寄存器EAX，而它可以通過4種不同的途徑訪問。

也許通過名字能夠更容易地理解這些寄存器之間的關系。EAX中的E的意思是“擴展的”，整個EAX的意思是擴展的AX。X的意思Intel沒有明示，我個人認為表示它是一個可變的量 。而AH、AL中的H和L分別代表高和低 。

為什么要這么做呢？主要由于歷史原因。早期的計算機是8位的，8086是第一個16位處理器，其通用寄存器的名字是AX，BX等等；80386是Intel推出的第一款IA-32系列處理器，所有的寄存器都被擴充為32位。為了能夠兼容以前的16位應用程序，80386不能將這些寄存器依舊命名為AX、BX，并且簡單地將他們擴充為32位——這將增加處理器在處理指令方面的成本。

Intel微處理器的寄存器列表（在本章先只介紹80386的寄存器，MMX寄存器以及其他新一代處理器的新寄存器將在以后的章節介紹）

通用寄存器
下面介紹通用寄存器及其習慣用法。顧名思義，通用寄存器是那些你可以根據自己的意愿使用的寄存器，修改他們的值通常不會對計算機的運行造成很大的影響。通用寄存器最多的用途是計算。

EAX
32-bit寬

   通用寄存器。相對其他寄存器，在進行運算方面比較常用。在保護模式中，也可以作為內存偏移指針（此時，DS作為段 寄存器或選擇器）    

EBX
32-bit寬

   通用寄存器。通常作為內存偏移指針使用（相對于EAX、ECX、EDX），DS是默認的段寄存器或選擇器。在保護模式中，同樣可以起這個作用。    

ECX
32-bit寬

   通用寄存器。通常用于特定指令的計數。在保護模式中，也可以作為內存偏移指針（此時，DS作為 寄存器或段選擇器）。    

EDX
32-bit寬

   通用寄存器。在某些運算中作為EAX的溢出寄存器（例如乘、除）。在保護模式中，也可以作為內存偏移指針（此時，DS作為段 寄存器或選擇器）。    

上述寄存器同EAX一樣包括對應的16-bit和8-bit分組。

用作內存指針的特殊寄存器

ESI
32-bit寬

   通常在內存操作指令中作為“源地址指針”使用。當然，ESI可以被裝入任意的數值，但通常沒有人把它當作通用寄存器來用。DS是默認段寄存器或選擇器。    

EDI
32-bit寬

   通常在內存操作指令中作為“目的地址指針”使用。當然，EDI也可以被裝入任意的數值，但通常沒有人把它當作通用寄存器來用。DS是默認段寄存器或選擇器。    

EBP
32-bit寬

   這也是一個作為指針的寄存器。通常，它被高級語言編譯器用以建造‘堆棧幀’來保存函數或過程的局部變量，不過，還是那句話，你可以在其中保存你希望的任何數據。SS是它的默認段寄存器或選擇器。    

注意，這三個寄存器沒有對應的8-bit分組。換言之，你可以通過SI、DI、BP作為別名訪問他們的低16位，卻沒有辦法直接訪問他們的低8位。

段寄存器和選擇器

實模式下的段寄存器到保護模式下搖身一變就成了選擇器。不同的是，實模式下的“段寄存器”是16-bit的，而保護模式下的選擇器是32-bit的。

CS    代碼段，或代碼選擇器。同IP寄存器(稍后介紹)一同指向當前正在執行的那個地址。處理器執行時從這個寄存器指向的段（實模式）或內存（保護模式）中獲取指令。除了跳轉或其他分支指令之外，你無法修改這個寄存器的內容。    

DS    數據段，或數據選擇器。這個寄存器的低16 bit連同ESI一同指向的指令將要處理的內存。同時，所有的內存操作指令 默認情況下都用它指定操作段(實模式)或內存(作為選擇器，在保護模式。這個寄存器可以被裝入任意數值，然而在這么做的時候需要小心一些。方法是，首先把數據送給AX，然后再把它從AX傳送給DS(當然，也可以通過堆棧來做).    

ES    附加段，或附加選擇器。這個寄存器的低16 bit連同EDI一同指向的指令將要處理的內存。同樣的，這個寄存器可以被裝入任意數值，方法和DS類似。    

FS    F段或F選擇器(推測F可能是Free?)。可以用這個寄存器作為默認段寄存器或選擇器的一個替代品。它可以被裝入任何數值，方法和DS類似。    

GS    G段或G選擇器(G的意義和F一樣，沒有在Intel的文檔中解釋)。它和FS幾乎完全一樣。    

SS    堆棧段或堆棧選擇器。這個寄存器的低16 bit連同ESP一同指向下一次堆棧操作(push和pop)所要使用的堆棧地址。這個寄存器也可以被裝入任意數值，你可以通過入棧和出棧操作來給他賦值，不過由于堆棧對于很多操作有很重要的意義，因此，不正確的修改有可能造成對堆棧的破壞。    

* 注意 一定不要在初學匯編的階段把這些寄存器弄混。他們非常重要，而一旦你掌握了他們，你就可以對他們做任意的操作了。段寄存器，或選擇器，在沒有指定的情況下都是使用默認的那個。這句話在現在看來可能有點稀里糊涂，不過你很快就會在后面知道如何去做。

特殊寄存器(指向到特定段或內存的偏移量)：

EIP    這個寄存器非常的重要。這是一個32位寬的寄存器 ，同CS一同指向即將執行的那條指令的地址。不能夠直接修改這個寄存器的值，修改它的唯一方法是跳轉或分支指令。(CS是默認的段或選擇器)    

ESP    這個32位寄存器指向堆棧中即將被操作的那個地址。盡管可以修改它的值，然而并不提倡這樣做，因為如果你不是非常明白自己在做什么，那么你可能造成堆棧的破壞。對于絕大多數情況而言，這對程序是致命的。(SS是默認的段或選擇器)    

IP: Instruction Pointer, 指令指針
SP: Stack Pointer, 堆棧指針

好了，上面是最基本的寄存器。下面是一些其他的寄存器，你甚至可能沒有聽說過它們。(都是32位寬)：

CR0, CR2, CR3(控制寄存器)。舉一個例子，CR0的作用是切換實模式和保護模式。

還有其他一些寄存器，D0, D1, D2, D3, D6和D7(調試寄存器)。他們可以作為調試器的硬件支持來設置條件斷點。

TR3, TR4, TR5, TR6 和 TR? 寄存器(測試寄存器)用于某些條件測試。

最后我們要說的是一個在程序設計中起著非常關鍵的作用的寄存器：標志寄存器。

本節中部份表格來自David Jurgens的HelpPC 2.10快速參考手冊。在此謹表謝意。