Registergebaseerde

Registergebaseerde (of registergebaseerde instructie-set) verwijst naar systemen waarbij operaties voornamelijk worden uitgevoerd op waarden die in processorregisters zijn opgeslagen. In een registergebaseerde instructie-set specificeren instructies een reeks bron- en doeld registers, en voeren reken- en logische operaties uit op de waarden in deze registers. Als geheugenoperaties nodig zijn, gebeuren die meestal via aparte load- en store-instructies. Dit staat lijnrecht tegenover stackgebaseerde systemen, waarbij operanden implicit op een stapel staan en bewerkingen op die stapel plaatsvinden.

Hardware-architecturen zoals MIPS, ARM en x86 worden doorgaans als registergebaseerd beschouwd. Ook veel tussenniveaus van compilers gebruiken registergebaseerde representaties, zoals de drie-adres-code en tussenliggende representaties (IR’s) zoals LLVM IR, die bestaan uit bewerkingen op virtuele registers in plaats van operandstapels. Stackgebaseerde systemen, waaronder de Java Virtual Machine en bepaalde ouderwetse postscript-achtige omgevingen, gebruiken juist een stapelgebaseerde toegang tot operands.

Kenmerkend voor registergebaseerde systemen is dat het geheugen meestal alleen wordt benaderd via expliciete load- en store-instructies en dat bewerkingen register-to-register-operaties zijn. Dit vergemakkelijkt efficiënte registerallocatie, instructie-parallelisme en een directe mapping naar hardware tijdens zowel hardwareontwerp als compileroptimalisaties.

Voordelen zijn onder meer betere prestaties door expliciete operandendirering, gemakkelijker optimalisatie van registers en mogelijk betere parallelisatie. Nadelen kunnen hogere code-dichtheid en complexere encodeer- en hardware-ontwerpen zijn, omdat meer registers nodig zijn en de instructie-velden vaak groter zijn om meerdere bron- en doeld registers te kunnen adresseren.

Registergebaseerde benaderingen zijn wijdverspreid in moderne hardware-architecturen en in veel compiler- en IR-ontwerpen, waar ze een duidelijke interface bieden tussen software en hardware.