Assembly x86-寄存器数与保留位数

我是大会新手，我的问题是：

例如，如果一台机器有n个寄存器。汇编指令中需要保留多少位来寻址n个寄存器中的每个寄存器？

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功能拆分可以减少多少所需的位？

对此没有通用的答案。显然，您最多需要足够的位来存储寄存器的数量。因此，如果有12个寄存器，则需要4位2^4==16

但指令集可以以不同的方式处理某些寄存器，例如，指令只隐式寻址特定寄存器；请参阅x86的循环。因此，一个CPU可以有9个寄存器，但由于一个寄存器只能用专门的指令访问，所以只需要3位来寻址其余的8个寄存器。此外，一些指令只允许寄存器的某个子集，因此也减少了寻址它们所需的位数，例如，一条指令只允许对寄存器0–3进行操作

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更复杂的是，有一种方法只能使物理寄存器的一个子集可用于指令集。

对此没有通用的答案。显然，您最多需要足够的位来存储寄存器的数量。因此，如果有12个寄存器，则需要4位2^4==16

但指令集可以以不同的方式处理某些寄存器，例如，指令只隐式寻址特定寄存器；请参阅x86的循环。因此，一个CPU可以有9个寄存器，但由于一个寄存器只能用专门的指令访问，所以只需要3位来寻址其余的8个寄存器。此外，一些指令只允许寄存器的某个子集，因此也减少了寻址它们所需的位数，例如，一条指令只允许对寄存器0–3进行操作

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更为复杂的是，还有一种方法只能将物理寄存器的一个子集提供给指令集。

这听起来像是家庭作业，尤其是最后一部分。如果你想不出那一条，你真的需要一张纸，坐下来思考。注意x86 ISA不使用固定大小的指令。如果您对x86上的指令编码的细节感兴趣，请阅读有关ModR/M字节的部分，您可能会特别感兴趣。@DarkDust我只是在学习一本教科书，我想知道它们是如何获得所需的最少位数的。这听起来像是家庭作业，尤其是最后一部分。如果你想不出那一条，你真的需要一张纸，坐下来思考。注意x86 ISA不使用固定大小的指令。如果您对x86上的指令编码的细节感兴趣，请阅读有关ModR/M字节的部分，您可能会特别感兴趣。@DarkDust我只是在学习一本教科书，我想知道它们是如何获得所需的最少位数的。loop或movsb是一个更好的例子。rep不是独立的指令，只能应用于少数其他INSN。你说某些操作码只能寻址有限的寄存器是什么意思？你说的是没有REX前缀的64位模式吗？我想不出一个例子，你有一个有限的选择寄存器的编码比正常少位。除了16位寻址模式之外，esp/rsp不能在32/64位寻址模式下作为索引寄存器。@PeterCordes：你说得对，循环是一个更好的例子。我已经更新了我的答案。关于有限的寄存器：我的答案是关于通用的，因此也是理论上的CPU设计，尽管我隐约记得在8086和/或M68000中有这样的限制指令；试图找到那些，似乎我错了。顺便说一句，x86系列也不使用注册窗口。您应该拿出一些x86操作码来执行此操作，因为这是错误的。你剩下的答案是好的，我不是落选者，很明显，你在剩下的部分没有谈论x86。如果您正在寻找示例，一些架构ARM，IIRC，但我不确定是否有使用两个寄存器的指令，第二条指令隐式地是显式reg的奇偶伙伴切换低位，而不是添加1。对于特殊的寄存器：MIPS有32个GP寄存器加上HI和LO来保存全乘法的结果32x32b=>64b，对于8+1.loop或movsb是一个更好的例子。rep不是独立的指令，只能应用于少数其他INSN。你说某些操作码只能寻址有限的寄存器是什么意思？你说的是没有REX前缀的64位模式吗？我想不出一个例子，你有一个有限的选择寄存器的编码比正常少位。除了16位寻址模式之外，esp/rsp不能在32/64位寻址模式下作为索引寄存器。@PeterCordes：你说得对，循环是一个更好的例子。我已经更新了我的答案。关于有限的寄存器：我的答案是关于泛型的，因此也是理论上的CPU de

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迹象，尽管我隐约记得在8086和/或M68000中有这样的限制说明；试图找到那些，似乎我错了。顺便说一句，x86系列也不使用注册窗口。您应该拿出一些x86操作码来执行此操作，因为这是错误的。你剩下的答案是好的，我不是落选者，很明显，你在剩下的部分没有谈论x86。如果您正在寻找示例，一些架构ARM，IIRC，但我不确定是否有使用两个寄存器的指令，第二条指令隐式地是显式reg的奇偶伙伴切换低位，而不是添加1。对于特殊的寄存器：MIPS有32个GP寄存器加上HI和LO来保存全乘法的结果32x32b=>64b，这是8+1的好例子。