当前工作寄存器组是指在计算机的运行过程中,被CPU选定作为目前操作数据的寄存器组。工作寄存器组中的寄存器被当作临时存储器,在程序执行期间动态地存储和使用数据,多数的指令都是直接或间接地使用当前工作寄存器组中的寄存器实现的。
常见的CPU工作寄存器组主要有x86架构的AX、BX、CX、DX等通用寄存器,还有ARM架构的R0、R1、R2、R12、R13、R14等通用寄存器等。
CPU选定当前工作寄存器组的过程是根据指令类型和寄存器的用途确定的。例如在x86架构中,对于不同类型的指令,使用的寄存器也存在区别,比如MOV指令使用AX、BX、CX、DX等寄存器传递数据,而LEA指令却只能使用CX和DX寄存器。因此,CPU根据当前执行的指令的类型,有选择地选择寄存器作为工作寄存器组。
此过程也可以看作是一种寄存器重用的思想,CPU会尽量复用已经存储在寄存器中的数据,避免频繁地从存储器中读取数据。
不同的CPU架构在选定当前工作寄存器组时,会考虑不同的因素。比如在ARM架构中,为了提高程序的执行效率,会将一些用途相似但不与通用寄存器冲突的寄存器作为状态寄存器来通过特定指令进行访问,从而将通用寄存器尽量集中用于数据存储和处理,提高了寄存器的运行效率。
而在x86架构的CPU中,与通用寄存器同时存在着一些专用寄存器,比如段寄存器和标志寄存器,它们也会被作为当前工作寄存器组的一部分使用。
当前工作寄存器组的选择和使用对程序的性能也有着重要的影响。合理地使用工作寄存器可以避免频繁地从内存中读取数据,从而提高程序的执行效率。
通过将经常用到的数据存储在工作寄存器中,可以避免数据从内存中读取的瓶颈,进而减少程序执行的时钟周期数量。此外,合理使用工作寄存器,还可以减少内存带宽的依赖。