我了解 int 和其他 32 位数据类型适合寄存器。但是我不明白当我们的数据类型（如 1 字节的 char）小于 32 位时会发生什么。就像在 char 示例中一样，剩下的 24 位会发生什么？它用全 0 填充吗？是不是太小了，不能用一个词来表示？
更新：假设我有一个带有 char 变量的 C 程序。它在寄存器中如何表示？
【问题讨论】：
标签： c char cpu-registers
如果 CPU 允许分段寄存器访问（例如对字、字节），它可能只使用字节子寄存器。如果 CPU 严格为 32 位，则您的字节将进入位 0-7。根据目标使用情况，它可能会将其余部分屏蔽为 0，也可能不屏蔽。（AND reg,0x000000FF）如果目标代码与整个寄存器一起使用。有太多的变数和太多的开放性，无法给你一个非黑即白的答案。
使用 0xFF 作为字节寄存器和 0x000000FF 作为 d-word 寄存器与使用它们的操作码相同，如果它们具有单独的字节和双字计数器部分。除非它们是特定于位的操作，例如“如果设置了高位则进行分支”或位旋转/移位。如果有符号，0xFF 将扩展为 0xFFFFFFFF（或 0x83 扩展为 0xFFFFFF83）
编辑更新：在寄存器中表示字符的 C 确实会将其余部分归零，这取决于编译器，它可能会在设置位 0-7 之前先将寄存器归零，或者它可能会按照上述说明执行。有符号时，符号位需要将寄存器扩展为 0，NEG 并设置 0-7。一些 CPU 甚至有明确的符号扩展操作。
【讨论】：
一般情况下，无符号数量用零填充，有符号数量为sign-extended。
C 中的char 类型是一种特殊情况，因为标准允许它是有符号或无符号的（并且一些编译器提供了一个选项让开发人员选择）。这允许编译器使用最有效的。
【讨论】：
这取决于它是如何放在那里的。对于容器而言，数据永远不会“太小”。
【讨论】：
字符以integer promotion 为准。一旦它们与其他非字符整数值组合，它们就会被符号扩展为 int，如果它们与此类操作数组合，甚至是浮点数。
您有责任确保您不会不当使用结果。当您将 int 回退为 char 时，您隐含地接受了丢失高位有效位的风险。
至于特定编译器如何处理它，这取决于编译器设计者。在 Pentium 庞大的架构中，您可以使用 char 版本的寄存器，但在更传统的处理器上，如果它涉及进一步的计算，则对 char 进行符号扩展以标准化其值可能更方便。
【讨论】：
C 语言没有寄存器，因此程序员看不到这样的表示。如果使用较宽寄存器的一部分，则未使用的部分中可能有其他数据，或者可能有零。重要的是，正确转换处理 char 值（或任何其他值）的正确程序，以便它产生正确的输出和任何其他外部可见的行为。
如果使用 32 位寄存器来保存 8 位字符，并且未清除未使用的位，则生成的机器代码必须小心，例如，不要在比较中涉及剩余的 24 位，例如(char_a == char_b)，因为这样两个相等的chars 会错误地比较不相等。生成的机器代码必须告诉处理器使用一些只查看最低有效 8 位的字节宽操作。一些体系结构有这种东西，因此生成将内存中的char 表示形式转换为寄存器中的完整 32 位值的代码可能更容易（符号扩展，如果它们是有符号的）。
这真的取决于给定目标处理器的方便和高效。
【讨论】：
在 x86 上，子寄存器有单独的硬件名称。 eax的下半部分是al。您甚至可以在同一个寄存器上分配 2 个字符： eax 是 [16 bits |啊 |人]。因此，可以通过 al/ah/bl/bh 等处理高位垃圾的字符。但是 gcc 更喜欢执行非常奇怪的事情：
char foo(char c) {
return c+(char)1;
}
gcc -O2 -m32 -S:
foo:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
movzbl 8(%ebp), %eax
popl %ebp
addl $1, %eax
movsbl %al,%eax
ret
movzbl 表示用零扩展，movsbl 表示用符号位扩展。
第一次使用 0 扩展输入，然后执行 +1，然后使用低字节 (al) 符号位扩展结果 (eax)。所以它同时使用零/符号位扩展。零对于无符号字符的值相同，对于有符号字符的符号位。
【讨论】：