ステータスレジスタ(英: status register)は、コンピュータのプロセッサなどにおいて、フラグのビットの集まったワードをその内容とするレジスタである。フラグレジスタやフラグバイト、コンディションコードレジスタなどとも呼ばれる。
その仕様は一般に、プロセッサの命令セットと密接に結びついており、命令セットアーキテクチャ(ISA)毎に決まっている。 一般にステータスレジスタは、そのプロセッサの命令による様々な演算などの結果などに関して「あふれが生じた」であるなどといったような対処が必要な場合がある事象に関する状態(ステータス)を示すフラグと、割込みなどといったシステムを制御する状態を示すフラグとから成る。但し、6502のように演算でなく、レジスタへのロードのみでステータスレジスタが変化するものもある[1]。 演算結果を反映するものは、その後に条件分岐などとして参照される場合が多いが ARM のように全命令に条件フィールドがあり、条件付き実行が可能となっているCPUもある。条件分岐命令と組み合わせるか、条件付き実行命令との組み合わせにするか状況に応じて選択が可能である[2]。割込み禁止などのシステムを制御するフラグへのアクセスはOSなど(のみ)がおこなう「センシティブ命令」であるため、仮想化要件などが重視される近年のプロセッサでは(詳細は「PopekとGoldbergの仮想化要件」を参照のこと)扱いやすさのために同一のレジスタ内に共存させたりすることは避けられる(ないし、仮に実際のハードウェア内では共存していたとしても、システム的にユーザプロセスからは隔離されている)。 組込用や8ビット時代のパソコンのプロセッサなど、あるいはリセット直後で保護モードに入る前のモード等、区別が無い場合もある。 以下にいくつかのマイクロプロセッサでのステータスレジスタの例を挙げる。ビット位置はそれぞれのアーキテクチャでの慣例を無視し、LSBを0に統一している。「セット」は 1 の書き込み、「クリア」は 0 の書き込みである。説明がないフラグは既出の同じ名前のフラグと同じ働きである。フラグは一般にビット操作で扱う。マスクの記事も参照のこと。 また、命令とフラグの変化の仕方についてについての関係も、命令セットアーキテクチャ(ISA)ごとに異なる。各命令種について、一般に「フラグに影響を残さない命令の種類」「全てのフラグに影響を残す命令の種類」の2種類はほぼ全てのISAにあるが、他に「一部のフラグには影響し、残りのフラグには影響しない」という命令種があるISAも多い(しかし、そのような命令はOoO実行などを妨げるなど「悩みのタネ」になりやすく、Intel ADXのように拡張命令などで、従来の命令と基本的な動作は同じだがフラグへの影響範囲が異なる、といった命令が作られることもある)。 6502のステータスレジスタのサイズは8ビットであり、フラグバイトと呼ばれた。 Z80のステータスレジスタのサイズは8ビットであり、フラグレジスタと呼ばれた。 8086のステータスレジスタのサイズは16ビットでありフラグレジスタと呼ばれ、Bit 7 ? Bit 0 は 8080/8085 の持つフラグとビットも内容も全く同じ。Bit 15 ? Bit 8 は、8086 特有のフラグビットで構成される[3]。 Pentiumのステータスレジスタのサイズは32ビットであり、EFLAGSレジスタと呼ばれた。
一般的なステータスレジスタの構成
ステータスレジスタの実例
6502
Bit 7. ネガティブフラグ:演算結果の正負を示す。ただし、6502の演算結果は常にAレジスタに格納されるため、結局はAレジスタのMSBを示している。つまり、ロードのみでもその値によってセットされる[1]。
Bit 6. オーバーフローフラグ:演算結果が符号付き8ビットで表せる範囲を超えたことを示す。
Bit 5. 未使用。常に1。
Bit 4. ブレークフラグ:BRK割り込み発生を示す。6502にはBRKとIRQの二種類の割り込みがあり、それを識別するためのフラグである。
Bit 3. デシマルフラグ:セットするとBCDモードで動作する。
Bit 2. インタラプトフラグ:セットすると割り込みが禁止される。
Bit 1. ゼロフラグ:演算結果が 0 の時にセットされる。さらに、ロードのみでもその値によってセットされる[1]。
Bit 0. キャリーフラグ:キャリー発生時およびボローが発生しなかった時にセットされる。
Z80
Bit 7. S 符号フラグ。
Bit 6. Z ゼロフラグ。
Bit 5. 未使用。常に0。
Bit 4. H ハーフキャリーフラグ(パックBCD演算用)。
Bit 3. 未使用。常に0。
Bit 2. P/V パリティ・オーバーフローフラグ(8080ではP パリティ)。
Bit 1. N 減算フラグ(ADD命令で0、SUB命令で1になる。8080では未使用、常に0)。
Bit 0. C キャリーフラグ。
80868086のフラグレジスタ
Bit 15 - 12. 未使用
Bit 11. オーバーフローフラグ
Bit 10. ディレクションフラグ:ストリング操作命令で、ポインタの増減方向を示す。
Bit 9. インタラプトフラグ:クリアすると割り込みが禁止される。
Bit 8.トラップフラグ:シングルステップモードでの実行を制御する。
Bit 7. サインフラグ:演算結果の正負を示す。
Bit 6. ゼロフラグ
Bit 5. 未使用
Bit 4. 補助キャリーフラグ:BCD演算で使用されるキャリーフラグ
Bit 3. 未使用
Bit 2. パリティフラグ:演算結果の 1 となるビット数が偶数のときセットされ、奇数のときクリアされる。
Bit 1. 未使用
Bit 0. キャリーフラグ
Pentium
Bit 31 - 22. 未使用
Bit 21. IDフラグ:CPUID命令の使用を制御する。
Bit 20. 仮想割り込みペンディングフラグ:仮想86モードでの割り込み関連のフラグ
Bit 19. 仮想割り込みフラグ:仮想86モードでの割り込み関連のフラグ
Bit 18. アラインメントチェックフラグ:メモリアクセスのアラインメントチェックを制御するフラグ
Bit 17. 仮想86モードフラグ:仮想86モードの制御をするフラグ
Bit 16. レジュームフラグ:デバッグ関連の制御フラグ
Bit 15. 未使用
Bit 14. ネストタスクフラグ:タスクがネストしているかどうかを示す。
Bit 13 - 12. 割り込み特権レベルフラグ:動作中タスクの割り込み特権レベルを示す。
Bit 11. オーバーフローフラグ
Bit 10. ディレクションフラグ:
Bit 9. インタラプトフラグ:
Bit 8.トラップフラグ:
Bit 7. サインフラグ:
Bit 6. ゼロフラグ
Bit 5. 未使用
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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
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