pc寄存器的功能?

64 2025-02-01 09:27

一、pc寄存器的功能?

PC寄存器是用来存储指向下一条指令的地址,也即将将要执行的指令代码。由执行引擎读取下一条指令。

1.它是一块很小的内存空间,几乎可以忽略不计。也是运行速度最快的存储区域

2.在jvm规范中,每个线程都有它自己的程序计数器,是线程私有的,生命周期与线程的生命周期保持一致

3.任何时间一个线程都只有一个方法在执行,也就是所谓的当前方法。程序计数器会存储当前线程正在执行的java方法的JVM指令地址;或者,如果实在执行native方法,则是未指定值(undefined),因为程序计数器不负责本地方法栈。

4.它是程序控制流的指示器,分支、循环、跳转、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖这个计数器来完成

5.字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令

6.它是唯一一个在java虚拟机规范中没有规定任何OOM(Out Of Memery)情况的区域,而且没有垃圾回收

二、pc指针寄存器作用?

PC 指针寄存器的功能是存放下一条待执行指令的地址,当地址被取出之后,PC 指针寄存器将更新,指向下一条即将执行的指令,因此 PC 指针寄存器的存在也就保证了指令的有序执行。

CPU 的工作流程是根据 PC 指针寄存器存储的下一条即将执行的指令的地址,使得指令存储器中的指令能够有序的进入指令寄存器,然后,控制单元从指令寄存器中取得相应的指令,并对其进行指令解析,判断当前指令要执行的操作,以及根据指令解析的内容控制逻辑运算单元操作数的来源和逻辑运算单元运算结果的存储位置,从而完成指令要求 CPU 执行的运算。

三、pc寄存器是啥?

PC寄存器是一个16位程序计数器,不属于特殊功能寄存器类别。

程序员在访问特殊功能寄存器时不会访问PC。在CPU获取指令期间,PC用于寻址程序内存。PC始终保留要执行的下一条指令的16位地址。

通常,程序按顺序执行。一般来说,当指令字节被取出时,PC会自动加1。如果执行传输指令、子程序调用/返回指令或中断,则应将要定向的地址分配给PC。

四、PC是寄存器吗?

PC是控制器中的程序计数器,16位寄存器,属于计数寄存器。

要单片机执行一个程序,就必须把该程序按顺序预先装入存储器ROM的某个区域。单片机动作时应按顺序一条条取出指令来加以执行。因此,必须有一个电路能找出指令所在的单元地址,该电路就是程序计数器PC。当单片机开始执行程序时,给PC装入第一条指令所在地址,它每取出一条指令(如为多字节指令,则每取出一个指令字节),PC的内容就自动加1,以指向下一条指令的地址,使指令能顺序执行。只有当程序遇到转移指令、子程序调用指令,或遇到中断时(后面将介绍),PC才转到所需要的地方去。

五、pc寄存器的概念?

JVM中的程序寄存器(Program Counter Register),或翻译为PC计数器,也称为程序钩子。寄存器存储指令相关的现场信息,CPU只有把数据装在到寄存器才能运行。每个线程都有一个独立的PC寄存器。

**用来存储指向下一条指令的地址,由执行引擎来读取下一条指令。**它是程序控制流的指示器,分支、跳转、循环、异常处理、线程恢复、等基础功能都需要以来这个计数器来完成。

六、汇编语言寄存器都叫什么?

1、寄存器

32位寄存器有16个,分别是:

4个数据寄存器(EAX、EBX、ECX、EDX)。

2个变址和指针寄存器(ESI和EDI);2个指针寄存器(ESP和EBP)。

6个段寄存器(ES、CS、SS、DS、FS、GS)。

1个指令指针寄存器(EIP);1个标志寄存器(EFlags)。

2、数据寄存器

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。

32位CPU有4个32位通用寄存器:EAX、EBX、ECX和EDX。对低16位数据的取存,不会影响高16

位的数据,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。

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。程序员可利用数据寄存器的这种“可合可分”的特性,灵活地处理字/

字节的信息。

AX和al通常称为累加器,用累加器进行的操作可能需要更少时间,累加器可用于乘、除、输入/输出等操作,

它们的使用频率很高。

BX称为基地址寄存器,它可作为存储器指针来使用。

CX称为计数寄存器,在循环和字符串操作时,要用它来控制循环次数;在位操作中,当移多位时,要用cl来

指明位移的位数。

DX称为数据寄存器,在进行乘、除运算时,它可以为默认的操作数参与运算,也可用于存放I/O的端口地址。

在16位CPU中,AX、BX、CX和DX不能作为基址和变址寄存器来存放存储单元的地址,但在32位CPU

中,其32位寄存器EAX、EBX、ECX和EDX不仅可传送数据、暂存数据、保存算术逻辑运算结果,而且也可

作为指针寄存器,所以,这些32位寄存器更具有通用性。

3、变址寄存器

32位CPU有2个32位通用寄存器ESI和EDI,其低16位对应先前CPU中的SI和DI,对低16位数据的

存取,不影响高16位的数据。

ESI、EDI、SI和DI称为变址寄存器,它们主要用于存放存储单元在段内的偏移量,用它们可实现多种存储器

操作数的寻址方式,为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。

变址寄存器不可分割成8位寄存器,作为通用寄存器,也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。

它们可作一般的存储器指针使用,在字符串操作指令的执行过程中,对它们有特定的要求,而且还具有特殊的

功能。

4、指针寄存器

32位CPU有2个32位通用寄存器EBP和ESP,其低16位对应先前CPU中的BP和SP,对低16位数

据的存取,不影响高16位的数据。

EBP、ESP、BP和SP称为指针寄存器,主要用于存放堆栈内存储单元的偏移量,用它们可实现多种存储器

操作数的寻址方式,为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。

指针寄存器不可分割成8位寄存器,作为通用寄存器,也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。

它们主要用于访问堆栈内的存储单元,并且规定:

BP为基指针寄存器,用它可直接存取堆栈中的数据。

SP为堆栈指针寄存器,用它只可访问栈顶。

5、段寄存器

段寄存器是根据内存分段的管理模式而设置的。内存单元的物理地址由段寄存器的值和一个偏移量组合而成

的,这样可用两个较少位数的值组合成一个可访问较大物理空间的内存地址。

32位CPU有6个段寄存器,分别如下:

CS:代码段寄存器 ES:附加段寄存器

DS:数据段寄存器 FS:附加段寄存器

SS:堆栈段寄存器 GS:附件段寄存器

在16位CPU系统中,只有4个段寄存器,所以,程序在任何时刻至多有4个正在使用的段可直接访问,在

32位微机系统中,它有6个段寄存器,所以在此环境下开发的程序最多可同时访问6个段。

32位CPU有两个不同的工作方式:实方式和保护方式。在每种方式下,段寄存器的作用是不同的,有关规定

简单描述如下:

实方式:段寄存器CS、DS、ES和SS与先前CPU中的所对应的段寄存器的含义完全一致,内存单元的逻辑

地址仍为“段地址:偏移地址”的形式,为访问某内存段内的数据,必须使用该段寄存器和存储单元的偏移地址。

保护方式:在此方式下,情况要复杂得多,装入段寄存器的不再是段值,而是称为“选择子”的某个值。

6、指令指针寄存器

32位CPU把指令指针扩展到32位,并记作EIP,EIP的低16位与先前CPU中的IP作用相同。

指令指针EIP、IP是存放下次将要执行的指令在代码段的偏移地址,在具有预取指令功能的系统中,下次要执

行的指令通常已被预取到指令队列中,除非发生转移情况,所以,在理解它们的功能时不考虑存在指令队列的情

况。

在实方式下,由于每个段的最大范围为64KB,所以,EIP的高16位肯定都为0,此时,相当于只用其低16

位的IP来反映程序中的指令的执行次序。

7、标志寄存器

1.运算结果标志位。一共6个,包括:CF进位标志位、PF奇偶标志位、AF辅助进位标志位、ZF零标志位、

SF符号标志位、OF溢出标志位。

2.状态控制标志位。一共3个,包括:TF追踪标志位、IF中断允许标志位、DF方向标志位。

以上标志位在第7章里都讲过了,在这里就不再解释了,现在讲讲32位标志寄存器增加的4个标志位。

1. I/O特权标志IOPL。

IOPL用两位二进制位来表示,也称为I/O特权级字段,该字段指定了要求执行I/O指令的特权级,如果当前

的特权级别在数值上小于等于IOPL的值,那么,该I/O指令可执行,否则将发生一个保护异常。

2. 嵌套任务标志NT。

NT用来控制中断返回指令IRET的执行。具体规定如下:

(1) 当NT=0,用堆栈中保存的值恢复EFlags、CS和EIP,执行常规的中断返回操作。

(2) 当NT=1,通过任务转换实现中断返回。

3. 重启动标志RF。

RF用来控制是否接受调试故障。规定:RF=0时,表示接受,否则拒绝。

4. 虚拟8086方式标志VM。

如果VM=1,表示处理机处于虚拟的8086方式下的工作状态,否则,处理机处于一般保护方式下的工作状态。

8、32位地址的寻址方式

最后说一下32位地址的寻址方式。在前面我们学习了16位地址的寻址方式,一共有5种,在32位微机系统

中,又提供了一种更灵活、方便但也更复杂的内存寻址方式,从而使内存地址的寻址范围得到了进一步扩大。

在用16位寄存器来访问存储单元时,只能使用基地址寄存器(BX和BP)和变址寄存器(SI和DI)来作为

偏移地址的一部分,但在用32位寄存器寻址时,不存在上述限制,所有32位寄存器(EAX、EBX、ECX、

EDX、ESI、EDI、EBP、和ESP)都可以是偏移地址的一个组成部分。

当用32位地址偏移量进行寻址时,偏移地址可分为3部分:

1. 一个32位基址寄存器(EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、EDI、EBP、ESP)。

2. 一个可乘以1、2、4、8的32位变址寄存器(EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、EDI和EBP)。

3. 一个8位~32位的偏移常量。

比如,指令:mov ebx, [eax+edx*2+300]

Eax就是基址寄存器,edx就是变址寄存器,300H就是偏移常量。

上面那3部分可进行任意组合,省去其中之一或之二。

下面列举几个32位地址寻址指令:

Mov ax, [123456]

Mov eax, [ebx]

Mov ebx, [ecx*2]

Mov ebx, [eax+100]

Mov ebx, [eax*4+200]

Mov ebx, [eax+edx*2]

Mov ebx, [eax+edx*4+300]

Mov ax, [esp]

由于32位寻址方式能使用所有的通用寄存器,所以,和该有效地址相组合的段寄存器也就有新的规定,具体

规定如下:

1. 地址中寄存器的书写顺序决定该寄存器是基址寄存器还是变址寄存器。

如:[ebx+ebp]中的ebx是基址寄存器,ebp是变址寄存器,而[ebp+ebx]中的ebp是基址寄存器,ebx是变

址寄存器,可以看出,左边那个是基址寄存器,另一个是变址寄存器。

2. 默认段寄存器的选用取决于基址寄存器。

3. 基址寄存器是ebp或esp时,默认的段寄存器是SS,否则,默认的段寄存器是DS。

4. 在指令中,如果显式地给出段寄存器,那么显式段寄存器优先。

下面列举几个32位地址寻址指令及其内存操作数的段寄存器。

指令列举: 访问内存单元所用的段寄存器

mov ax, [123456] ;默认段寄存器为DS。

mov ax, [ebx+ebp] ;默认段寄存器为DS。

mov ebx, [ebp+ebx] ;默认段寄存器为SS。

mov ebx, [eax+100] ;默认段寄存器为DS。

mov edx, ES:[eax*4+200] ;显式段寄存器为ES。

mov [esp+edx*2], ax ;默认段寄存器为SS。

mov ebx, GS:[eax+edx*8+300] ;显式段寄存器为GS。

mov ax, [esp] ;默认段寄存器为SS。

七、汇编语言中SP寄存器是什么?

汇编语言中SP是堆栈寄存器。堆栈是一段按照后进先出原则组织起来的连续存储区域。用于程序保护或者恢复数据,或用于子程序调用及中断响应时保护与恢复现场。

SP是堆栈指针寄存器,存放着当前堆栈栈顶地址;

一般情况下,对SP有影响的指令,对SP的操作都是隐式的,即SP并不出现在指令操作数当中。要注意进出栈的匹配,否则将引起不可预期的后果。

八、arm汇编pc ,lr是什么意思?

lr就是连接寄存器(LinkRegister,LR),在ARM体系结构中LR的特殊用途有两种:

一是用来保存子程序返回地址;

二是当异常发生时,LR中保存的值等于异常发生时PC的值减4(或者减2),因此在各种异常模式下可以根据LR的值返回到异常发生前的相应位置继续执行。

九、工作寄存器的功能?

工作寄存器的主要作用是用来暂时存放参与运算的数据和运算结果,具有接收数据、存放数据和输出数据的功能。寄存器拥有非常高的读写速度,在寄存器之间的数据传送非常快。一个触发器司以存放一位二进制代码,若要存放N位二进制数码,则需用N个触发器。

十、中断活动寄存器功能?

中断就是打断现有的软件执行,转入另外的执行指令,执行完后再返回到中断的地方继续执行,与中断有关的特殊功能寄存器有中断寄存器,指令寄存器和栈寄存器等。

单片机内部有一个CPU用来运算、控制,有四个并行I/O口,分别是P0、P1、P2、P3,有ROM,用来存放程序,有 RAM,用来存放中间结果,此外还有定时/计数器,串行I/O口,中断系统,以及一个内部的时钟电路。在一个51单片机的内部包含了这么多的东西。

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