80386常用内部寄存器

了解一款芯片，最基本的就是要了解它的寄存器。大家不要因为80386是32位处理器，就认为它的寄存器都是32位的。其实它的寄存器相当的复杂。不仅有32位的，还有16位的，48位的，乃至64位的。80386共有34个寄存器，可分为七类。它们分别是通用寄存器、指令指针和标志寄存器、段寄存器、系统地址寄存器、控制寄存器、调试和测试寄存器。以下是部分常用的寄存器：

一、通用寄存器（8个）

80386有8个32位的通用寄存器，这8个通用寄存器都是由8088/8086/80286的相应16位通用寄存器扩展成32位而得。名字分别是：EAX，EBX，ECX，EDX，ESI，EDI，EBP，ESP。每个寄存器可以掰成两个16位寄存器使用，也可以掰成4个8位寄存器使用。

二、指令指针和标志寄存器（2个）

80386的指令指针EIP是一个32位寄存器，是从8086的IP扩充而来。

80386的标志寄存器EFLAGS也是一个32位寄存器，其中只使用了15位，从8086的FLAGS寄存器扩展而来。如下图所示。

三、段寄存器（6个）

80386有6个段寄存器，分别是CS，DS，SS，ES，FS和GS，是16位寄存器。前4个段寄存器的名称与8088/8086相同，在实地址方式下使用方式也和8088/8086相同。80386又增加了FS与GS，主要为了减轻对DS段和ES段的压力。

四、控制寄存器（4个）
80386有4个32位控制寄存器(CR0、CR1、CR2和CR3)。它们的作用是保存全局性的机器状态。其中CR0的格式如下图所示。

CR0的低16位称为机器状态字MSW，其中：
PE 保护允许位。进入保护方式时PE=1。除复位外，不能被清除。实方式时PE=0。

PG 页式管理允许位。PG=1表示启用芯片内部的页式管理系统，否则PG=0。

其余的三个控制寄存器的作用是：CR1由Intel公司保留，CR2存放引起页故障的线性地址，CR3存放当前任务的页目录基地址（页目录基址寄存器）。

五、系统地址寄存器（4个）

80386有4个系统地址寄存器，用来存储操作系统需要的保护信息和地址转换表信息、定义目前正在执行任务的环境、地址空间和中断向量空间。

GDTR 48位全局描述符表寄存器，用于保存全局描述符表的32位基地址和全局描述符表的16位界限（全局描述符表最大为216字节，共2^16/8=8K个全局描述符）。

注：GDT表里面的每一项都表明一个段的信息，或者是一个LDT表的相关信息。其实一个LDT表也是一个段。所以也可以说GDT表的每一项都描述一个段。就像一个文件夹下面可以有文件，也可以有文件夹一样，GDT表里面既可以有段描述符，也可以有LDT的表。

IDTR 48位中断描述符表寄存器，用于保存中断描述符表的32位基地址和中断描述符表的16位界限（中断描述符表最大为216字节，共2^16/8=8K个中断描述符）。

LDTR 16位局部描述符表寄存器，用于保存局部描述符表的选择符。一旦16位的选择符（也叫选择子）放入LDTR，CPU会自动将选择符所指定的局部描述符装入64位的局部描述符寄存器中。

TR 16位任务状态段寄存器，用于保存任务状态段(TSS)的16位选择符。与LDTR类似，一旦16位的选择符放入TR，CPU会自动将该选择符所指定的任务描述符装入64位的任务描述符寄存器中。

注：TSS是一个段，所以在GDT中有对应的表项描述。

LDTR和TR寄存器是由16位选择字段和64位描述符寄存器组成。用来指定局部描述符表和任务状态段TSS在物理存储器中的位置和大小。64位描述符寄存器是自动装入的，程序员不可见。LDTR与TR只能在保护方式下使用，程序只能访问16位选择符寄存器。（注意区分描述符表寄存器与描述符寄存器）

可以看到IDTR也是48位的（大于32位），与GDTR位数一样，大于32位的结构自然就有4G内任意寻址的能力。所以理论上我们可以直接访问中断向量表，不需要通过选择子（16位结构）来间接寻找。所以IDT表可以与GDT表完全独立，不需要像LDT一样还要在GDT表建立相关表项。但是TSS段和LDT表两个结构就不行，他们的寄存器只有16位，不可能在4G内存中任意寻址，所以只能将其插入到GDT表中，然后借用GDT和自身的选择子的组合来间接寻址。

参考：http://mcit.xjtu.edu.cn/wlkj/wykj/ch2/ch2_4_1.htm

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