Thanh ghi bộ xử lý là các ô của bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên cực nhanh, được thiết kế để lưu trữ tạm thời dữ liệu trung gian. Các thanh ghi khác nhau chứa thông tin ở các dạng khác nhau: địa chỉ và con trỏ đến các phân đoạn bộ nhớ hoặc bảng hệ thống, chỉ mục của các phần tử mảng, v.v.
Bộ xử lý chứa một số lượng lớn các thanh ghi, có thể được chia thành nhiều nhóm chính: bộ tích lũy, cờ, con trỏ, chỉ mục, phân đoạn và thanh ghi điều khiển. Thanh ghi bộ xử lý là các ô nhớ để nhận, lưu trữ và truyền tiếp các kết quả trung gian của quá trình thực hiện chương trình.
Bất kỳ thanh ghi nào của bộ xử lý là một mạch điện tử kỹ thuật số chứa một chuỗi các số nhị phân có độ rộng khác nhau (16, 32 hoặc 64) và kết quả của các chuyển đổi giữa chúng. Theo kiểu tiếp nhận và truyền thông tin, chúng có thể tuần tự (dịch chuyển) và song song.
Thanh ghi tích lũy là phổ quát, chúng chứa hầu hết các kết quả trung gian của việc thực hiện các lệnh khác nhau (logic, số học, đầu vào / đầu ra, v.v.). Một bộ xử lý có thể chứa nhiều hơn một pin. Các nhà phát triển phần mềm sử dụng pin để giảm độ rộng bit của các lệnh, đơn giản hóa mã chương trình.
Thanh ghi cờ còn được gọi là thanh ghi điều kiện. Chúng hiển thị kết quả xác định của hoạt động, có thể là 0, dương, âm hoặc cho biết tràn. Thông thường các mã điều kiện được kết hợp thành các nhóm và tạo thành một loại thanh ghi khác - thanh ghi điều khiển. Thay đổi các thanh ghi cờ là có thể, nhưng không mong muốn, để không làm sai lệch toàn bộ kết quả.
Các thanh ghi chứa các con trỏ đến các vùng đặc biệt của bộ nhớ (ngăn xếp, cơ sở, lệnh) được gọi là thanh ghi con trỏ. Điều quan trọng nhất trong số này là con trỏ ngăn xếp. Ngăn xếp là một phần bộ nhớ được tạo thành từ các ô nối tiếp nhau, tức là bạn chỉ có thể lấy từ ngăn xếp ô nằm trên cùng. Ở trên cùng này, điểm thanh ghi ngăn xếp.
Con trỏ cơ sở thường chứa địa chỉ của một vị trí ngăn xếp cụ thể, có thể là bất cứ thứ gì. Thông thường, thanh ghi ngăn xếp và thanh ghi cơ sở được sử dụng đồng thời khi làm việc trong thủ tục hiện tại để chỉ ra trạng thái yêu cầu của ngăn xếp.
Thanh ghi con trỏ lệnh đôi khi được gọi là bộ đếm lệnh, nó chứa các con trỏ đến các lệnh của chu trình chạy. Khi lệnh được thực thi, giá trị của nó được tăng thêm 1 và vòng lặp tiếp tục với lệnh tiếp theo. Những thứ kia. bộ đếm lệnh luôn trỏ đến lệnh theo sau lệnh hiện đang được thực thi.
Có hai thanh ghi chỉ mục - chỉ mục nguồn và chỉ mục đích. Chúng được sử dụng để lấy địa chỉ của dữ liệu ngăn xếp kết hợp với các thanh ghi con trỏ.
Thanh ghi phân đoạn được sử dụng để định địa chỉ bộ nhớ phân đoạn. Trong trường hợp này, bộ nhớ được chia thành các khối (phân đoạn) có độ dài khác nhau. Địa chỉ của ô nhớ mong muốn được xác định bởi địa chỉ của đầu khối và lượng dịch chuyển liên quan đến nó. Tổng cộng có bốn thanh ghi phân đoạn: cho một phân đoạn mã, một phân đoạn dữ liệu, một phân đoạn ngăn xếp và một phân đoạn bổ sung.
Thanh ghi điều khiển kiểm soát hoạt động của bộ xử lý và không có sẵn cho người dùng. Việc thực thi của chúng chủ yếu được điều khiển bởi các chương trình máy. Chúng chứa thông tin về lệnh hiện tại đang được thực thi, trạng thái của bộ xử lý và chúng cũng khoanh vùng các cấu trúc điều khiển khi bộ xử lý đang hoạt động ở chế độ được bảo vệ.
