CPU-Register und Befehlsformate

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Geschrieben am 16. Januar 2025 in Deutsch mit einer Größe von 5,21 KB

CPU-Register: Übersicht und Typen

Register sind extrem schnelle Speicherbereiche innerhalb der CPU, die für die Ausführung von Befehlen und die Verarbeitung von Daten unerlässlich sind. Sie lassen sich in verschiedene Kategorien einteilen:

Allzweckregister

AX (Akkumulator): Hauptregister für arithmetische Operationen, Multiplikation, Division und Dezimalstellenkorrekturen.
BX (Basisregister): Wird für die indirekte Adressierung von Speicheradressen verwendet.
CX (Zählerregister): Dient als Zähler in Schleifen und bei String-Operationen.
DX (Datenregister): Wird in Verbindung mit AX bei Multiplikation und Division verwendet.

Zeigerregister

SP (Stackpointer): Zeigt auf das obere Ende des Stacks.
BP (Basiszeiger): Zeigt auf Datenbereiche innerhalb des Stacks.

Indexregister

SI (Quellindex): Wird für die indirekte Adressierung und als Zielzeiger verwendet.
DI (Zielindex): Dient als Zielzeiger bei String-Operationen.

Befehlszeiger

IP (Befehlszeiger): Zeigt auf den nächsten auszuführenden Befehl im Codesegment.

Segmentregister

CS, DS, ES, FS, GS, SS: Diese Register definieren Speichersegmente für Code, Daten und Stack.

Flaggenregister (PSW)

PSW (Program Status Word): Enthält Statusbits, die den Zustand der CPU nach jeder Operation anzeigen. Wichtige Bits sind:

N (Negativ): Zeigt an, ob das Ergebnis negativ war.
Z (Null): Zeigt an, ob das Ergebnis Null war.
V (Überlauf): Zeigt einen Überlauf an.
C (Übertrag): Zeigt einen Übertrag aus dem höchstwertigen Bit an.
A (Hilfsübertrag): Zeigt einen Übertrag von Bit 3 an.
P (Parität): Zeigt an, ob das Ergebnis gerade Parität hat.

Befehlsformate

Befehlsformate variieren je nach CPU-Architektur. Typische Formate sind:

Cod.Op
Cod.Op, Dir
Cod.Op, Verz1, Dir2

Einige grundlegende Befehlskategorien sind:

1. Datenübertragungsbefehle

MOV: Daten zwischen Registern verschieben.
STORE: Daten von Register in Speicher speichern.
LOAD: Daten von Speicher in Register laden.
CLEAR: Setzt ein Register auf Null.
SET: Setzt ein Register auf Eins.
PUSH: Daten auf den Stack legen.
POP: Daten vom Stack holen.

2. Arithmetische Befehle

ADD: Addiert zwei Operanden.
SUB: Subtrahiert zwei Operanden.
MULTIPLY: Multipliziert zwei Operanden.
DIVIDE: Dividiert zwei Operanden.
ABSOLUTE: Berechnet den Absolutwert.
NEGATIVE: Ändert das Vorzeichen.
INCREMENT: Erhöht den Operanden um 1.
DECREMENT: Verringert den Operanden um 1.

3. Logische Befehle

AND: Bitweises logisches UND.
OR: Bitweises logisches ODER.
NOT: Bitweises logisches NICHT.
XOR: Bitweises logisches XOR.
TEST: Wertet Bedingungen aus.
COMPARE: Vergleicht zwei Operanden.
SHIFT: Verschiebt Bits nach links oder rechts.
ROTATE: Zyklische Verschiebung.

4. Befehle zur Ablaufsteuerung

JUMP: Unbedingter Sprung.
JUMP ON: Bedingter Sprung.
JUMP SUB: Sprung zu Unterprogramm.
RETURN: Rückkehr aus Unterprogramm.
SKIP: Erhöht den Befehlszähler um 1.
SKIP TO: Bedingte Erhöhung des Befehlszählers.
HALT: Stoppt die Programmausführung.
WAIT: Pausiert die Ausführung.
NOP: Keine Operation.

5. Ein-/Ausgabebefehle

INPUT: Daten von E/A nach Speicher oder Register.
OUTPUT: Daten von Speicher oder Register nach E/A.
START I/O: Initialisiert ein E/A-Gerät.
TEST I/O: Überträgt Statusinformationen von E/A.

Adressierungsarten

Direkte Adressierung

Der Operand befindet sich an einer festen Speicheradresse.

Beispiel: MOV AX, [10] (Lädt den Wert von Speicheradresse 10 in das AX-Register)