Registrul steagului

Registrul flag sau  cuvântul de stare procesor (CSP) este un registru specializat care reflectă starea curentă a procesorului.

arhitectura x86

În microprocesoarele Intel 8086 , se numește FLAGS și este pe 16 biți. Registrele extinse EFLAGS și RFLAGS, introduse în arhitecturile IA-32 ( procesoare 80386 ) și x86-64 , sunt pe 32 de biți și, respectiv, pe 64 de biți. Registrele extinse sunt compatibile cu invers.

Registrul de steaguri conține un grup de steaguri de stare, un steaguri de control și un grup de steaguri de sistem [1] :

Valoarea unor steaguri din registrul de steaguri poate fi schimbată direct, folosind instrucțiuni speciale (de exemplu, CLDpentru a reseta steagul de direcție), dar nu există instrucțiuni care să vă permită să accesați (verificați sau modificați) registrul de steaguri ca un registru obișnuit. . Cu toate acestea, este posibil să salvați registrul de steag în stivă sau în registrul (E)AX și să restaurați registrul de steag din acestea folosind instrucțiunile LAHF, SAHF, PUSHF, PUSHFD, POPFși POPFD.

Atunci când o sarcină este suspendată (folosind capacitățile multitasking ale procesorului), procesorul salvează automat valoarea steagului de registru în TSS (segmentul de stare a sarcinii), atunci când este activată o nouă sarcină, procesorul încarcă registrul de steag din TSS. a noii sarcini.

Când un handler de întrerupere sau un handler de excepții este activat , procesorul salvează automat valoarea registrului de steaguri pe stiva curentă.

Steaguri de stat active

Indicatoarele de stare (biții 0, 2, 4, 6, 7 și 11) reflectă rezultatul executării instrucțiunilor aritmetice precum ADD, SUB, MUL, DIV.

• CF - setat atunci când se transportă de la / împrumut la (când se scade) cel mai semnificativ bit al rezultatului și indică prezența unui depășire în aritmetica întregului fără semn . Folosit și în aritmetica lungă .

• PF - setați dacă octetul cel mai puțin semnificativ al rezultatului conține un număr par de 1 (diferit de zero) biți. Inițial, acest flag a fost axat pe utilizarea în programele de comunicație: la transmiterea datelor prin linii de comunicație, un bit de paritate putea fi transmis și pentru control (vezi, de exemplu: RS-232#Working principiu ) și instrucțiuni pentru verificarea datelor facilitate de paritate. verificări de integritate.

• AF - Setat pe transfer sau împrumut de la bitul 4 al rezultatului. Acest indicator este destinat utilizării în aritmetica zecimală codificată binar (BCD).

• ZF - se setează dacă rezultatul unei operațiuni a mașinii modulo 2 la puterea lui k (unde k este capacitatea celulei) este egal cu zero.

• SF este egal cu valoarea celui mai semnificativ bit al rezultatului, care este bitul de semn în aritmetica cu semn.

• OF - Setați dacă rezultatul întregului este prea lung pentru a se potrivi în operandul țintă (registru sau locație de memorie). Acest flag indică prezența unui depășire în aritmetica întregului cu semn (în complementul a doi ).

Dintre steaguri listate, numai steagul CF poate fi schimbat direct cu instrucțiunile STCși . De asemenea, instrucțiunile de biți ( , , și ) copiază bitul specificat în flag-ul CF. CLCCMCBTBTSBTRBTC

Indicatoarele de stare permit aceleiași instrucțiuni aritmetice să producă un rezultat de trei tipuri diferite: întreg fără semn, cu semn și zecimal codificat binar (BCD). Dacă rezultatul este considerat un număr nesemnat, atunci indicatorul CF arată condiția de depășire (carry sau orrow), pentru un rezultat semnat (în complement a doi ) carry sau împrumut arată flag OF, iar pentru rezultatul BCD, carry/ împrumut arată steagul AF. Indicatorul SF reflectă semnul unui rezultat semnat, indicatorul ZF reflectă atât un rezultat nesemnat, cât și un rezultat nul semnat.

În aritmetica numerelor întregi lungi, indicatorul CF este folosit împreună cu instrucțiunile de adăugare cu transport ( ADC) și scădere cu împrumut ( SBB) pentru a propaga o transportare sau împrumut de la un bit calculat al unui număr lung la altul.

Instrucțiuni de salt condiționat (săriți la condiția cc  - de exemplu, pentru a sări dacă rezultatul este diferit de zero), (setați valoarea octetului rezultat în funcție de condiția cc ), (bucla) și (copie condiționată) folosesc unul sau mai multe semnalizatoare de stare pentru a verifica termenii. De exemplu, instrucțiunea de salt (săriți dacă este mai mic sau egal - săriți dacă „mai mic sau egal cu”, ≤) verifică condiția „ZF=1 sau SF ≠ OF”. JccJNZSETccLOOPccCMOVccJLE

Steagul PF a fost introdus pentru compatibilitate cu alte arhitecturi de microprocesoare și este rareori folosit în scopul propus. Este mai obișnuit să-l folosești împreună cu alte steaguri de stare în aritmetica în virgulă mobilă [3] : instrucțiunile de comparare ( FCOM, FCOMPetc.) din coprocesorul matematic setează steaguri de condiție C0, C1, C2 și C3, iar aceste steaguri poate fi copiat în registrul de semnalizare. Pentru a face acest lucru, se recomandă utilizarea unei instrucțiuni FSTSW AXde stocare a cuvântului de stare a coprocesorului în registrul AX și a unei instrucțiuni SAHFpentru a copia ulterior conținutul registrului AH în cei 8 biți inferiori ai registrului flag [4] , în timp ce C0 intră în steagul CF, C2 în PF și C3 în ZF. Indicatorul C2 este setat, de exemplu, în cazul argumentelor incomparabile (NaN sau format neacceptat) în instrucțiunea de comparare FUCOM.

Steagul de control

Indicatorul de direcție (DF, bitul 10 din registrul flag) controlează instrucțiunile șirului ( MOVS, CMPS, SCAS, LODSși STOS): setarea steagului determină scăderea adreselor (procesează liniile de la adresele înalte la cele joase), zero face ca adresele să crească. Instrucțiunile STDși CLDsetează și, respectiv, resetați indicatorul DF.

Indicatoarele de sistem și câmpul IOPL

Indicatoarele de sistem și câmpul IOPL controlează mediul de operare și nu sunt destinate a fi utilizate în programele de aplicație.

• IF - ștergerea acestui flag interzice răspunsul la solicitările de întrerupere mascate .

• TF - setarea acestui flag activează modul de depanare pas cu pas , când după fiecare instrucțiune executată programul este întrerupt și este apelat un handler special de întrerupere (vezi și: Int3 ).

• IOPL - Indică nivelul de prioritate I/O al unui program sau al unei sarcini în execuție: pentru ca un program sau sarcină să execute instrucțiuni I/O sau să modifice indicatorul IF, nivelul său de prioritate curent (CPL) trebuie să fie ≤ IOPL.

• NT - Acest indicator este setat atunci când sarcina curentă este imbricată într-o altă sarcină întreruptă, iar segmentul de stare TSS al sarcinii curente oferă feedback către TSS sarcinii anterioare. Indicatorul NT este verificat de instrucțiune IRETpentru a determina dacă tipul de returnare este intertask sau intratask.

• RF - flag de mascare a erorii de depanare.

• VM - setarea acestui flag în modul protejat determină trecerea la modul virtual 8086 .

• AC - setarea acestui flag în locul bitului AM în registrul CR0 permite controlul alinierii operandului la accesarea memoriei - accesarea unui operand nealiniat provoacă o excepție.

• VIF este o copie virtuală a steagului IF; folosit împreună cu steagul VIP.

• VIP - setat pentru a indica prezența unei întreruperi în așteptare; folosit împreună cu steagul VIF.

• ID - Abilitatea de a schimba în mod programatic acest steag în registrul de steaguri indică suportul pentru CPUID. [2]

Identificarea procesorului

În versiunile ulterioare ale procesorului 80486, a apărut instrucțiunea CPUID , care vă permite să identificați procesorul pe care rulează programul. La procesoarele anterioare, pentru identificare, este necesar să se analizeze comportamentul instrucțiunilor, inclusiv registrul flag.

De exemplu, pe procesoarele 8086 și 80186 , biții 12-15 ai registrului de steag sunt întotdeauna setați, pe procesoarele 80286 și ulterioare, biții 12-14 conțin câmpul IOPL și steag-ul NT și sunt întotdeauna șterși în modul real . Acest lucru face posibilă distingerea între procesoarele 808x/8018x, 80286 și 80386 (și mai noi) în codul de 16 biți: