汇编指令所属寄存器及指令前缀存储机制技术咨询

首先明确：汇编指令本身不属于任何寄存器。
汇编指令只是人类写代码时用的文本助记符，经过汇编器编译后变成二进制机器码，平时要么存在磁盘、要么固化在ROM/Flash里，程序运行时会被加载到内存RAM中，本身不会长期存在寄存器里：

• CPU取指阶段只会把当前马上要执行的单条机器码，临时放到CPU内部的**指令寄存器（IR）**中，这只是执行前的临时暂存，指令执行完就会被下一条取到的指令覆盖，不存在“归属”关系。
• 通用寄存器（比如x86的EAX/EBX、ARM的R0-R12）只存指令要操作的数据、地址，不会存指令本身。
• 程序计数器（PC/IP）存的是下一条待取指令的内存地址，标志寄存器存指令执行后的状态标记，二者都不存储指令内容。

指令集前缀（比如x86架构下的LOCK前缀、段超越前缀、操作数宽度切换前缀0x66）本身就是机器码指令的组成字节，和操作码、立即数一样，初始是存储在内存的指令段中的：

• CPU取指时，前缀字节会先进入指令译码单元的前置缓冲队列，不会进入通用寄存器，也没有专门的独立专用寄存器用来长期存前缀。
• 译码单元识别到前缀字节后，会直接给后续执行逻辑打上对应的控制标记（比如标记当前指令需要锁总线、操作数宽度为16位），这些标记临时存在译码电路的锁存器里，当前指令执行完就会自动清除，不会留存。

首先要纠正一个认知偏差：CPU从始至终都接触不到mov这三个字母组成的文本，自然不需要“识别它的含义”。mov只是人类给对应二进制操作码起的助记符，方便人写代码记忆而已：

• 汇编阶段mov会被翻译成对应架构约定好的固定二进制操作码，比如x86下寄存器间数据搬运的mov对应0x89开头的编码。如果是BIOS、单片机固件这类固定程序，这些二进制编码会直接固化在ROM/Flash里；如果是PC端的应用程序，编码存在磁盘上，运行时才会被加载到RAM中。
• CPU识别指令的过程是纯硬件电路实现的：二进制操作码送入译码单元后，要么通过硬布线的组合逻辑门电路直接输出控制信号，要么映射到CPU内部的微码ROM取出对应的微操作序列，指挥ALU、寄存器堆、总线完成数据搬运，整个过程都是经典电路层面的电平信号传递，不存在“和逻辑电路抽象状态（波函数）链接”的说法。波函数是量子力学范畴的概念，目前商用通用CPU全部工作在经典物理层面，电路状态都是确定的电平值，和量子效应没有工程实现上的关联，不要把不同抽象层、不同学科的概念混为一谈。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者judofright