Statusregister

Das Statusregister (auch Zustandsregister, engl. condition code register, CCR, oder Programmstatuswort, engl. program status word, PSW) ist ein spezielles Register im Steuerwerk eines Mikroprozessors. Da man diese Bits auch als Flags bezeichnet, wird das Statusregister auch Flagregister genannt. Es enthält eine Reihe von Flags, die von der arithmetisch-logischen Einheit (ALU) in Abhängigkeit von der zuletzt durchgeführten Rechenoperation (z. B. Überlauf, negatives Ergebnis) gesetzt werden. Einige Flags können auch durch direkte Anweisungen geändert werden. Manche Prozessoren − z. B. der 6502 − setzen die meisten Statusflags auch schon bei reinen Ladeoperationen.

Verwendung

Bedingte (Sprung-)Anweisungen hängen ausschließlich von diesen Flags ab und einige Rechenoperationen der ALU werden vom Zustand der Flags beeinflusst.

Der Inhalt des Statusregisters lässt sich auf dem Stack ablegen, um ihn zu sichern. Dieses geschieht automatisch, wenn ein Interrupt aufgerufen wird, damit das Programm nach Beendigung des Interrupts ungestört weiter arbeiten kann.

Art und Umfang des Statusregisters ist abhängig von der CPU-Architektur. Eine Reihe von Flags treten jedoch in den meisten heutigen Mikroprozessoren auf. Zu diesen Flags zählen:

• das Carry-Flag (oder auch Borrow-Flag)
• das Zero-Flag
• das Sign-Flag (auch Negative-Flag)
• das Overflow-Flag
• das Adjust-Flag (auch Auxiliary-Carry-Flag oder Half-Carry-Flag)
• das Parity-Flag
• das Interrupt-Flag
• das BCD-Flag

Allgemeine Flags eines Statusregisters

Carry-Flag

Ist dieses Flag gesetzt, dann trat bei der letzten Rechenoperation ein Übertrag auf, wenn man von vorzeichenlosen Operanden ausgeht. War der letzte ausgeführte Befehl eine Schiebeoperation, so zeigt das Carry-Flag an, ob ein Bit „rausgeschoben“ wurde.

Zero-Flag

Ist dieses Flag gesetzt, dann war das letzte Rechenergebnis gleich null.

Bei einem Vergleichsbefehl werden zwei Operanden, ohne sie zu verändern, intern subtrahiert. Dann zeigt das Zero-Flag an, dass diese beiden Operanden gleich sind.

Sign-Flag

Der Einfachheit halber nutzen Mikroprozessoren das Zweierkomplement. So erkennt man negative Zahlen daran, dass das höchstwertige Bit gesetzt ist. Das Sign-Flag wird entsprechend diesem Bit gesetzt.

Overflow-Flag

Ist dieses Flag gesetzt, dann trat bei der letzten Rechenoperation ein Überlauf auf, wenn man von vorzeichenbehafteten Operanden ausgeht. Beim Vergleich (interne Subtraktion) von vorzeichenbehafteten Werten benötigt man bedingte Sprungbefehle, die neben dem Overflow-Flag auch vom Sign-Flag abhängen.

Adjust-Flag

Hat ein Mikroprozessor keine speziellen Rechenbefehle für dualkodierte Dezimalziffern (BCD), so ist häufig dieses Flag vorhanden. Es wird bei „normalen“ binären Rechenoperationen gesetzt, wenn ein Übertrag zwischen den Halbbytes auftritt; z. B. bei der Addition von 9 und 7 = 16: 1001₂ + 0111₂ = 1 0000₂. Dieses Flag zeigt dann an, ob das Ergebnis korrigiert werden muss. 1001₂ + 0111₂ = 0001₂*(10¹) + 0110₂*(10⁰).

Andere Mikroprozessoren besitzen ein BCD-(Status-)Flag, mit dem man vorab einstellen kann, ob der Prozessor wie mit „normalen“ binären Zahlen oder wie mit dualkodierten Dezimalziffern zu rechnen hat.

Parity-Flag

Ist die Anzahl der Einsen (Quersumme) eines Ergebnisses in Binärdarstellung gerade, so wird das Parity-Flag gesetzt. Ist die Anzahl ungerade, so wird es gelöscht. (Siehe: Paritätsbit)

Interrupt-Enable-Flag

Dieses Flag ist kein Status-Flag, sondern ein Steuerungs-Flag. Wird es gelöscht, so werden Interrupts vom Prozessor ausgesetzt. Man löscht dieses Flag zu Beginn von Interrupt-Routinen (manche Prozessoren erledigen dies automatisch), damit diese ungestört bis zum Ende durchlaufen können. Der Prozessor führt nach dem Setzen des Interrupt-Enable-Flags erst noch eine Anweisung aus, bevor er wieder Interrupts zulässt. So kann man in einer Interrupt-Routine nach dem Setzten dieses Flags noch den RETURN-Befehl ausführen lassen.

Es gibt Interrupts, die vom Interrupt-Enable-Flag unberührt bleiben. Diese nennt man nicht-maskierbare Interrupts (NMI).

BCD-Flag

Dieses Flag ist kein Status-Flag, sondern ein Steuerungs-Flag. Wird es gesetzt, arbeitet die Prozessor-Arithmetik – die ALU – im BCD-Modus statt in rein binärer Arithmetik. Damit sollen vor allem Finanzrechnungen direkt im Dezimalsystem durchgeführt und Ungenauigkeiten bei Umrechnung von binären Fest- oder Gleitkommazahlen vermieden werden.

Siehe auch

• Assemblersprache