Flagregister

Flagregisteret eller  processorstatusordet (CSP) er et specialiseret register , der afspejler processorens aktuelle tilstand.

x86 arkitektur

I Intel 8086 mikroprocessorer kaldes det FLAGS og er 16-bit. De udvidede registre EFLAGS og RFLAGS, introduceret i arkitekturerne IA-32 ( 80386 processorer ) og x86-64 , er henholdsvis 32-bit og 64-bit. Udvidede registre er bagudkompatible.

Flagregisteret indeholder en gruppe af statusflag, et kontrolflag og en gruppe af systemflag [1] :

Værdien af ​​nogle flag i flagregistret kan ændres direkte ved hjælp af specielle instruktioner (for eksempel CLDfor at nulstille retningsflaget), men der er ingen instruktioner, der giver dig adgang til (tjekke eller ændre) flagregistret som et almindeligt register . Det er dog muligt at gemme flagregistret i stakken eller (E)AX- registret og gendanne flagregistret fra dem ved hjælp af LAHF, SAHF, PUSHF, PUSHFD, POPFog instruktionerne POPFD.

Når en opgave er suspenderet (ved at bruge processorens multitasking-funktioner), gemmer processoren automatisk værdien af ​​registerflaget i TSS (task state segment), når en ny opgave aktiveres, indlæser processoren flagregisteret fra TSS'en af den nye opgave.

Når en interrupt-behandler eller undtagelsesbehandler er aktiveret , gemmer processoren automatisk værdien af ​​flagregisteret på den aktuelle stak.

Aktive tilstandsflag

Statusflag (bit 0, 2, 4, 6, 7 og 11) afspejler resultatet af udførelse af aritmetiske instruktioner såsom ADD, SUB, MUL, DIV.

• CF - indstilles, når der overføres fra / låner til (når der trækkes fra) den mest signifikante bit af resultatet og angiver tilstedeværelsen af ​​et overløb i heltalsaritmetik uden fortegn . Bruges også i lang regning .

• PF - indstilles, hvis den mindst signifikante byte af resultatet indeholder et lige antal 1 (ikke-nul) bit. Oprindeligt var dette flag fokuseret på brug i kommunikationsprogrammer: ved transmission af data over kommunikationslinjer kunne en paritetsbit også transmitteres til kontrol (se f.eks.: RS-232#Working Princip ) og instruktioner til kontrol af paritetsflaget faciliterede data integritetstjek.

• AF - Indstil på carry eller lån fra bit 4 af resultatet. Dette flag er beregnet til brug i binært kodet decimal (BCD) aritmetik.

• ZF - indstilles, hvis resultatet af en maskinoperation modulo 2 til styrken af ​​k (hvor k er cellens kapacitet) er lig nul.

• SF er lig med værdien af ​​den mest signifikante bit af resultatet, som er fortegnsbitten i aritmetik med fortegn.

• OF - Indstil hvis heltalsresultatet er for langt til at passe ind i måloperanden (register eller hukommelsesplacering). Dette flag angiver tilstedeværelsen af ​​et overløb i aritmetik med fortegn (i to- komplement ).

Af de anførte flag kan kun CF-flaget ændres direkte med STC, CLCog instruktionerne CMC. Bitinstruktionerne ( BT, BTS, BTRog BTC) kopierer også den angivne bit til CF-flaget.

Statusflag tillader den samme aritmetiske instruktion at producere et resultat af tre forskellige typer: usigneret, signeret og binært kodet decimal (BCD) heltal. Hvis resultatet betragtes som et tal uden fortegn, så viser CF-flaget overløbstilstanden (carry eller borrow), for et signeret resultat (i to- komplement ) viser carry eller borrow OF-flaget, og for BCD-resultatet, carry/ lån viser AF-flaget. SF-flaget afspejler tegnet på et underskrevet resultat, ZF-flaget afspejler både et usigneret og et underskrevet nulresultat.

I aritmetik med lange heltal bruges CF-flaget sammen med instruktionerne add-with-carry ( ADC) og subtract-with-borrow ( SBB) for at udbrede en carry eller lån fra én beregnet bit af et langt tal til en anden.

Betingede springinstruktioner (spring på cc -tilstand  - f.eks. for at hoppe, hvis resultatet ikke er nul), (indstil resultatbyteværdi afhængigt af cc -tilstand ), (loop) og (betinget kopi) bruger et eller flere statusflag til at kontrollere termer. For eksempel kontrollerer springinstruktionen (hop hvis mindre eller lig - hop hvis "mindre end eller lig med", ≤) betingelsen "ZF=1 eller SF ≠ OF". JccJNZSETccLOOPccCMOVccJLE

PF-flaget blev introduceret for kompatibilitet med andre mikroprocessorarkitekturer og bruges sjældent til det tilsigtede formål. Det er mere almindeligt at bruge det sammen med andre statusflag i flydende kommaaritmetik [3] : sammenligningsinstruktionerne ( FCOM, FCOMPosv.) i matematisk coprocessor sætter betingelsesflag C0, C1, C2 og C3 i den, og disse flag kan kopieres til flagregister. For at gøre dette anbefales det at bruge en instruktion FSTSW AXtil at lagre coprocessor -statusordet i AX -registeret og en instruktion SAHFom efterfølgende at kopiere indholdet af AH -registeret ind i de nederste 8 bit af flagregisteret [4] , mens C0 går ind i CF-flaget, C2 til PF og C3 til ZF. C2-flaget indstilles f.eks. i tilfælde af uforlignelige argumenter (NaN eller ikke-understøttet format) i FUCOM-sammenligningsinstruktionen.

Kontrolflag

Retningsflaget (DF, bit 10 i flagregisteret) styrer strenginstruktionerne ( MOVS, CMPS, SCAS, LODSog STOS): indstilling af flaget får adresser til at dekrementere (behandle linjer fra høje adresser til lave), nulstilling får adresser til at stige. Instruktionerne STDog CLDangiver og nulstiller henholdsvis DF-flaget.

Systemflag og IOPL-feltet

Systemflag og IOPL-feltet styrer driftsmiljøet og er ikke beregnet til at blive brugt i applikationsprogrammer.

• HVIS - sletning af dette flag forhindrer svar på maskerbare afbrydelsesanmodninger.

• TF - indstilling af dette flag aktiverer trin -for-trin debugging mode , når programmet efter hver udført instruktion afbrydes og en speciel interrupt handler kaldes (se også: Int3 ).

• IOPL - Angiver I/O-prioritetsniveauet for et eksekverende program eller opgave: For at et program eller en opgave kan udføre I/O-instruktioner eller ændre IF-flaget, skal dets nuværende prioritetsniveau (CPL) være ≤ IOPL.

• NT - Dette flag indstilles, når den aktuelle opgave er indlejret i en anden afbrudt opgave, og den aktuelle opgaves TSS-statussegment giver feedback til den tidligere opgaves TSS. NT-flaget kontrolleres af instruktionen IRETfor at bestemme, om returtypen er intertask eller intratask.

• RF - fejlfindingsfejlmaskeringsflag.

• VM - indstilling af dette flag i beskyttet tilstand forårsager et skift til virtuel 8086 - tilstand .

• AC - indstilling af dette flag i stedet for AM-bitten i CR0- registret aktiverer operandjusteringskontrol ved adgang til hukommelse - adgang til en ikke-justeret operand forårsager en undtagelse.

• VIF er en virtuel kopi af IF-flaget; bruges sammen med VIP-flaget.

• VIP - indstillet til at angive tilstedeværelsen af ​​en afventende afbrydelse; bruges sammen med VIF-flaget.

• ID - Muligheden for programmæssigt at ændre dette flag i flagregisteret indikerer understøttelse af CPUID. [2]

Processor identifikation

I senere versioner af 80486-processoren dukkede CPUID- instruktionen op , som giver dig mulighed for at identificere den processor, som programmet kører på. I tidligere processorer er det for identifikation nødvendigt at analysere adfærden af ​​instruktioner, herunder flagregisteret.

For eksempel på 8086- og 80186-processorerne er bit 12-15 i flagregisteret altid indstillet, på 80286 og senere processorer indeholder bit 12-14 IOPL-feltet og NT-flaget og ryddes altid i reel tilstand . Dette gør det muligt at skelne mellem 808x/8018x, 80286 og 80386 (og nyere) processorer i 16-bit kode: