상태 레지스터

1. 개요[편집]

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프로세서를 구성하는 레지스터 중에 하나로 프로세서의 상태나 연산 결과의 상태를 저장하기 위한 특수 목적의 레지스터이다.

2. 목적[편집]

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덧셈, 뺄셈 연산에서 올림과 빌림이 발생됨을 알리기 위해 쓰인다. 올림과 빌림이 발생했다는 사실은 연산 결과로 알기 어렵기 때문이다.

조건부 분기 명령어에서도 쓰이는데 연산 결과의 상태를 따라 다르게 처리를 해야하기 때문이다. 비교 연산을 먼저 하는데 A에 B를 뺀다. 그리고 그 상태를 기록한다. 빌림이 발생하면 C, 결과가 0이면 Z, 결과가 음수면 S가 켜진다. 만약 Z가 켜졌다는 것은 연산 결과가 0이기 때문이고 A와 B가 같은 값이라는 것을 알 수 있다.(1 - 1 = 0이다.)

또한 프로세서의 상태를 나타내기 위해서도 사용되는데 인터럽트를 받아들일지 말지를 결정하는 인터럽트 마스크 비트도 상태 레지스터에 포함된다.

3. 구조[편집]

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• Carry : 덧셈 또는 뺄셈의 경우가 범위를 초과하는 경우.
• Half-Carry, Auxilarry Carry : 4비트 올림이 발생할때.
• Sign, Negative : 연산 결과가 음수일때.(최상위 비트가 1로 설정된 경우)
• Zero : 연산 결과가 0일때.
• OVerflow : 연산 결과가 양수에서 음수로 바뀌었거나 그 반대인 경우.(x86의 경우) 프로세서마다 다를 수 있다.
• Parity : 연산 결과가 2진수로 나타내었을때 1의 개수가 짝수일때.
• Interrupt Mask Bit : 인터럽트를 거부하거나 허용한다.

4. 상태 레지스터를 사용하는 프로세서들[편집]

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대부분의 프로세서들은 상태 레지스터를 가지고 있다. 가장 많이 사용되는 x86과 ARM 역시 상태 레지스터를 가지고 있다. x86은 조건부 분기, 조건부 이동 명령어에서 사용되고 ARM의 경우 조건부 분기 명령어가 따로 없는 대신 명령어 세트 자체에 조건부 실행 비트가 있어 거의 모든 명령어를 조건적으로 실행시킬 수 있다. 다만 이 내용은 ARM 32비트 명령어 세트에만 해당되는 내용으로 64비트로 세대교체한 현재로서는 사용되지 않는 기능이다.

일부 RISC 계열 프로세서는 없는 경우가 있다. 대표적으로 MIPS와 RISC-V가 있다.

VLIW 계열 프로세서 중에서는 아이태니엄이 상태 레지스터가 존재하지 않는다.

사실 상태 레지스터가 없는 프로세서들에도 캐리 플래그는 기본적으로 존재하는데(MIPS 프로세서도 캐리 플래그가 기본 사양이다.) 이거 마저 없으면 제대로된 계산이 안된다.[1]