char數據類型如何在32位寄存器中表示？

Question

我知道int和其他32位數據類型適合寄存器。但是我不明白當我們的數據類型，比如1字節的char小於32位時會發生什麼。就像在字符的例子中，其餘的24位會發生什麼？它是否全部填充0？用一個詞來代表它不是太小？

更新：假設我有一個帶有char變量的C程序。它在註冊表中如何表示？

Answer 1

如果CPU允許分段寄存器訪問（例如對於字，字節），它可能只是使用字節子寄存器。如果CPU是嚴格的32位，你的字節進入0-7位。根據目的地的使用情況，如果目的地代碼與寄存器一起作爲整體使用，它可能會或可能不會將其餘部分屏蔽爲0.（AND reg，0x000000FF）。變數太多，開放性太大，給你一個白色的答案。

利用0xFF作爲字節寄存器，0x000000FF作爲d字寄存器與使用它們的操作碼相同，如果它們具有單獨的字節和雙字部分。除非它們是位特定的操作，如「如果高位設置」，或位旋轉/移位。如果有符號，則0xFF將擴展爲0xFFFFFFFF（或0x83至0xFFFFFF83）

編輯到更新：C代表寄存器中的字符確實將其餘部分清零，具體取決於編譯器，它可能會在設置位之前先將寄存器清零0-7或者它可以如上所述執行。簽名時，符號位需要擴展到0，寄存器NEG並設置0-7。有些CPU甚至有明確的操作符號擴展。

Answer 2

這取決於它如何放在那裏。對於一個容器來說，數據永遠不會「太小」。

Answer 3

字符必須服從integer promotion。只要將它們與其他非char整數值組合在一起，它們就會被符號擴展爲int，如果它們與這些操作數組合在一起，則它們甚至會被浮點運算。

這是你要確保你不使用結果不當。當您將int重新設置爲char時，您肯定會接受丟失較高有效位的風險。至於編譯器的設計者，至於特定的編譯器如何處理它，這取決於編譯器設計者。在Pentium monstruous體系結構中，可以使用寄存器的char版本，但在更常規的處理器上，如果涉及進一步的計算，則可以更方便地對char進行簽名擴展以使其值正常化。

Answer 4

通常，無符號數量用零填充，並且有符號數量爲sign-extended。

C中的char類型是一種特殊情況，因爲該標準允許它是有符號或無符號的（並且一些編譯器提供了讓開發人員選擇的選項）。這允許編譯器使用效率最高的那一個。

Answer 5

C語言沒有寄存器，所以沒有這種對程序員可見的表示。如果使用更寬寄存器的一部分，則未使用部分可能有其他數據，或者可能有零。重要的是正確翻譯正確的程序來操作char值（或任何其他值），以便它產生正確的輸出和任何其他外部可見的行爲。

如果使用32位寄存器來保存8位字符，並且未使用的位不被清除，那麼生成的機器代碼必須小心，例如不要讓剩餘的24位參與像比較結果那樣的比較從(char_a == char_b)，因爲然後兩個等於char s會錯誤地比較不等。生成的機器代碼必須告訴處理器使用一些字節寬的操作，只查看最低有效8位。一些體系結構具有這種功能，因此可能更容易生成將存儲器中的char表示形式轉換爲寄存器中的完整32位值的代碼（如果已簽名，則爲符號擴展）。

這實際上取決於給定目標處理器上的方便和高效。

Answer 6

在x86上，子寄存器有單獨的硬件名稱。 eax的下半部分是al。您甚至可以在同一個寄存器上分配2個字符：eax是[16位|啊|人]。所以有可能通過al/ah/bl/bh等高位垃圾處理字符。但是GCC喜歡錶現非常奇怪的事情：

char foo(char c) { 
    return c+(char)1; 
} 

GCC -02 -m32 -S：

foo: 
    pushl %ebp 
    movl %esp, %ebp 
    movzbl 8(%ebp), %eax 
    popl %ebp 
    addl $1, %eax 
    movsbl %al,%eax 
    ret 

movzbl意味着零擴展，movsbl手段與符號位擴展。

首次將輸入擴展爲0，然後執行+1，然後用低字節（a1）符號位擴展結果（eax）。所以它使用零/符號位擴展。對於無符號字符，零值的值相同，對於有符號字符的符號位。