Rejestry procesora () – komórki pamięci o niewielkich rozmiarach (najczęściej 4/8/16/32/64/128/256 bitów) umieszczone wewnątrz procesora i służące do przechowywania tymczasowych wyników obliczeń, adresów lokacji w pamięci operacyjnej itd. Większość procesorów przeprowadza działania (obliczenia) wyłącznie korzystając z wewnętrznych rejestrów, użycie do obliczeń danych zawartych w pamięci wymaga użycia rozkazu kopiowania ich do rejestrów. Podobnie wyniki obliczeń są umieszczane w rejestrach, w niektórych procesorach, tylko w jednym rejestrze zwanym akumulatorem, w innych istnieje możliwość umieszczenia wyniku w jednym z wielu rejestrów, przeniesienie wyniku do pamięci wymaga użycia dodatkowego rozkazu procesora.

Rejestry procesora stanowią najwyższy szczebel w hierarchii pamięci, będąc najszybszym rodzajem pamięci komputera. Realizowane zazwyczaj za pomocą przerzutników dwustanowych, z reguły jako tablica rejestrów (blok rejestrów, z ).

Liczba rejestrów i możliwości wykonywania na nich operacji zależy od przyjętej koncepcji budowy procesora określanej jako architektura procesora.

Podział ze względu na zastosowanie W architekturze procesora CISC, ze względu na zastosowanie, można wyróżnić rodzaje rejestrów: akumulator – rejestr, w którym jest jeden z argumentów działania i w którym umieszczany jest wynik działań, rejestry danych – do przechowywania danych całkowitoliczbowych, np. argumentów i wyników obliczeń, rejestry adresowe – do przechowywania adresów i uzyskiwania dostępu do pamięci, wśród nich wyróżnić można rejestry segmentowe, rejestry ogólnego zastosowania (ang. general purpose), będące połączeniem dwóch powyższych typów, czyli mogące przechowywać zarówno dane, jak i adresy, rejestry zmiennoprzecinkowe – do przechowywania i wykonywania obliczeń na liczbach zmiennoprzecinkowych, z reguły znajdujące się w oddzielnym bloku funkcjonalnym procesora, zwanym koprocesorem (FPU), rejestry stałych – przechowujące stałe, jedynie do odczytu, rejestry wektorowe – przechowujące dane do jednoczesnego przetwarzania wielu danych przez instrukcje typu SIMD, rejestry specjalne, określające stan wykonania, wśród nich wymienić można rejestr wskaźnika instrukcji, wskaźnik stosu, rejestr flag procesora, rejestry instrukcji – do przechowywania obecnie przetwarzanej instrukcji

Rejestry procesorów x86 32-bitowe rejestry ogólnego przeznaczenia to: EAX – Accumulator (akumulator – jego pamięć wykorzystuje arytmometr; używa się go do przechowywania wyników wielu operacji) EBX – Base Register (rejestr bazowy – służy do adresowania) ECX – Counter Register (rejestr licznikowy – służy jako licznik w pętli) EDX – Data Register (rejestr danych – umożliwia przekaz/odbiór danych z portów wejścia/wyjścia) ESP – Stack Pointer (przechowuje wskaźnik wierzchołka stosu) EBP – Base Pointer (rejestr bazowy – służy do adresowania) ESI – Source Index (rejestr źródłowy – trzyma źródło łańcucha danych) EDI – Destination Index (rejestr przeznaczenia – przetrzymuje informacje o miejscu docelowym łańcucha danych)

Możliwy jest też dostęp do ich 16-bitowych mniej znaczących części – AX, BX, CX, DX, SP, BP, SI, DI, a w przypadku czterech pierwszych także do młodszego (Low) i starszego bajta (High) – odpowiednio AL, AH, BL, BH, CL, CH, DL, DH.

W procesorach 64-bitowych do rejestrów o długości 64 bitów odwołuje się poprzez nazwę z przedrostkiem R zamiast E – np. RAX, RBX.

Są też dostępne rejestry segmentów, określające położenie segmentów pamięci w przestrzeni adresowej (gdy procesor pracuje w trybie rzeczywistym lub wirtualnym) lub deskryptory segmentów (w trybie chronionym): CS – Code Segment (segment kodu); DS – Data Segment (segment danych); ES – Extra Segment (dodatkowy segment danych); SS – Stack Segment (segment stosu); FS – dodatkowy rejestr segmentu; GS – dodatkowy rejestr segmentu.

Ponadto istnieją: EFLAGS – rejestr flag procesora, składający się z pojedynczych bitów określających stan procesora; EIP – wskaźnik adresowy na aktualnie wykonywaną instrukcję. Za jego pomocą procesor realizuje m.in. skoki, pętle, przejścia do podprogramów; rejestry koprocesora arytmetycznego: osiem rejestrów stosu koprocesora, oznaczanych w zależności od kompilatora jako ST0... ST7, 0... 7 lub ST(0)... ST(7); rejestr stanu koprocesora; rejestr stanu stosu koprocesora; rejestr sterujący koprocesora; rejestry kontrolne procesora CRn (n – numer rejestru); rejestry debugera DRn (n – numer rejestru); rejestry MMX (rozszerzenie) – 8 rejestrów 64-bitowych nazywanych mm0 ... mm7 (zamapowane na rejestry FPU); rejestry SSE (rozszerzenie): 8 rejestrów 128-bitowych nazywanych xmm0 ... xmm7; w trybie 64-bitowym dostępne jest 8 kolejnych rejestrów 128-bitowych xmm8 ... xmm15; rejestr kontrolno-sterujący mxcsr.

Liczba rejestrów Poniższa tabela przedstawia liczbę ogólnych i zmiennoprzecinkowych rejestrów w niektórych architekturach procesorów.

Architekturaprocesora Liczba rejestrówogólnego zastosowaniazmiennoprzecinkowychx868 8Ta liczba odnosi się do rejestrów x87, procesory z rozszerzeniem SSE mają 8 dodatkowych rejestrów XMM. Pierwsze procesory x86 były jednak pozbawione jednostki i rejestrów zmiennoprzecinkowej.x86-6416 16Ta liczba odnosi się do rejestrów XMM jednostki SSE, procesory mają jednak dodatkowe 8 rejestrów x87.IA-64128 128SPARC32 32Ze względu na zastosowany w tej architekturze procesorów mechanizm przesuwanych okien rejestrów, jest to liczba rejestrów widocznych w przez oprogramowanie w danym momencie, a nie ogólna liczba rejestrów dostępnych w procesorze.IBM POWER32 32PA-RISC32 32DEC Alpha32 3265023 0PIC1 0ARM16 32Liczba ta odnosi się do 64-bitowych rejestrów jednostki NEON. Jednostka zmiennoprzecinkowa jest jednak opcjonalna w architekturze ARM. Ponadto istnieją jej inne implementacje i tryby pracy, w efekcie których liczba dostępnych rejestrów może być różna.

Zobacz też rejestry procesora w architekturze x86-32

Przypisy

Kategoria:Budowa wewnętrzna procesorów