Регистр ФЛАГОВ

Регистр FLAGS регистр — это состояния , который содержит текущее состояние процессора x86 . Размер и значение битов флага зависят от архитектуры. Обычно он отражает результат арифметических операций, а также информацию об ограничениях, наложенных на работу ЦП в текущий момент. Некоторые из этих ограничений могут включать предотвращение запуска некоторых прерываний, запрет выполнения класса «привилегированных» инструкций. Дополнительные флаги состояния могут обходить отображение памяти и определять, какое действие должен предпринять ЦП при арифметическом переполнении.

Флаги переноса, четности, вспомогательного переноса (или полупереноса ), нуля и знака включены во многие архитектуры (многие современные (RISC) архитектуры не имеют флагов, таких как перенос, и даже если они используют флаги, то полуперенос редко, поскольку математика BCD больше не распространена и даже имеет ограниченную поддержку в длинном режиме на x86-64 ).

В архитектуре i286 ширина регистра составляет 16 бит . Его преемники, регистры EFLAGS и RFLAGS (в современном x86-64 ), имеют ширину 32 и 64 бита соответственно. Более широкие регистры сохраняют совместимость со своими меньшими предшественниками.

ФЛАГИ

Регистр флагов Intel x86 ^[1]
Кусочек #	Маска	Аббревиатура	Описание	Категория	=1	=0
ФЛАГИ
0	0x0001	CF	Нести флаг	Статус	CY (Кэрри)	NC (без переноса)
1	0x0002	—	Зарезервировано, всегда 1 в EFLAGS ^[2]^[3]	—
2	0x0004	ПФ	Флаг паритета	Статус	PE (четность)	PO (Parity Odd)
3	0x0008	—	Сдержанный ^[3]	—
4	0x0010	ИЗ	Вспомогательный флаг переноса ^[4]	Статус	AC (дополнительная переноска)	NA (без вспомогательного переноса)
5	0x0020	—	Сдержанный ^[3]	—
6	0x0040	ЗФ	Нулевой флаг	Статус	ЗР (ноль)	Новая Зеландия (не ноль)
7	0x0080	Сан-Франциско	Знак флага	Статус	OF (отрицательный)	ПЛ (Положительный)
8	0x0100	ТФ	Флаг ловушки (один шаг)	Контроль
9	0x0200	ЕСЛИ	Флаг разрешения прерывания	Контроль	EI (Включить прерывание)	DI (отключить прерывание)
10	0x0400	ДФ	Флаг направления	Контроль	DN (Вниз)	ВВЕРХ (Вверх)
11	0x0800	ИЗ	Флаг переполнения	Статус	ОВ (переполнение)	NV (без переполнения)
12–13	0x3000	ИОПЛ	Уровень привилегий ввода-вывода (только 286+), всегда все 1 на 8086 и 186	Система
14	0x4000	НТ	Флаг вложенной задачи (только 286+), всегда 1 на 8086 и 186	Система
15	0x8000	доктор медицинских наук	Флаг режима ( только NEC серии V ), ^[5] зарезервировано на всех процессорах Intel. Всегда 1 на 8086/186, 0 на 286 и новее.	Контроль	(только NEC) Родной режим ( совместимо с 186 )	(только NEC) Режим эмуляции ( совместим с 8080 )
ЭФЛАГУС
16	0x0001 0000	РФ	Флаг возобновления (только 386+)	Система
17	0x0002 0000	ВМ	Флаг виртуального режима 8086 (только 386+)	Система
18	0x0004 0000	переменного тока	Проверка центровки (486+, кольцо 3), SMAP Проверка доступа ( Broadwell +, кольцо 0-2)	Система
19	0x0008 0000	ВИФ	Флаг виртуального прерывания (Pentium+)	Система
20	0x0010 0000	VIP	Ожидание виртуального прерывания (Pentium+)	Система
21	0x0020 0000	ИДЕНТИФИКАТОР	Возможность использования инструкции CPUID (Pentium+)	Система
22–29	0x3FC0 0000	—	Сдержанный	—
30	0x4000 0000	(никто)	Флаг загрузки расписания ключей AES ^[6] (Только процессоры с VIA PadLock )	Система
31	0x8000 0000	ИИ	Альтернативный набор инструкций включен ( VIA C5XL ) только процессоры ^[7]	Система
RFLAGS
32‑63	0xFFFF FFFF… …0000 0000	—	Сдержанный	—

Примечание. Столбец маски в таблице представляет собой битовую маску AND (в виде шестнадцатеричного значения) для запроса флага(ов) в значении регистра FLAGS.

Использование

Все регистры FLAGS содержат коды условий , биты флагов, которые позволяют результатам одной инструкции машинного языка влиять на другую инструкцию. Арифметические и логические инструкции устанавливают некоторые или все флаги, а инструкции условного перехода выполняют переменное действие в зависимости от значения определенных флагов. Например, jz (Перейти, если ноль), jc (Прыжок при переносе) и jo (Переход при переполнении) зависит от конкретных флагов. Другие условные переходы проверяют комбинации нескольких флажков.

Регистры FLAGS можно перемещать из стека или в стек. Это часть работы по сохранению и восстановлению контекста ЦП в отношении такой процедуры, как программа обслуживания прерываний, изменения в регистрах которой не должны быть видны вызывающему коду. Вот соответствующие инструкции:

Инструкции PUSHF и POPF передают 16-битный регистр FLAGS.
PUSHFD/POPFD (представленные в архитектуре i386 ) передают 32-битный двойной регистр EFLAGS.
PUSHFQ/POPFQ (представленный в архитектуре x86-64 ) передает 64-битный регистр четырех слов RFLAGS.

В 64-битном режиме PUSHF/POPF и PUSHFQ/POPFQ доступны, а PUSHFD/POPFD — нет. ^[8]^{: 4–349, 4–432}

Младшие 8 бит регистра FLAGS также открыты для прямых манипуляций с загрузкой/сохранением с помощью SAHF и LAHF (загрузка/сохранение AH во флаги).

Пример

Возможность загрузки и извлечения регистров FLAGS позволяет программе манипулировать информацией в FLAGS способами, для которых не существуют инструкции на машинном языке. Например, cld и std инструкции очищают и устанавливают флаг направления (DF) соответственно; но нет инструкции по дополнению DF. Этого можно добиться с помощью следующего ассемблерного кода :

               ; This is 8086 code, with 16-bit registers pushed onto the stack,
               ; and the flags register is only 16 bits with this CPU.
pushf          ; Use the stack to transfer the FLAGS
pop   ax       ; … into the AX register
push  ax       ; and copy them back onto the stack for storage
xor   ax, 400h ; Toggle (invert, ‘complement’) the DF only; other bits are unchanged
push  ax       ; Use the stack again to move the modified value
popf           ; … into the FLAGS register
; Insert here the code that required the DF flag to be complemented
popf          ; Restore the original value of the FLAGS

Манипулируя регистром FLAGS, программа может определить модель установленного процессора. Например, флаг выравнивания можно изменить только на 486 и выше. Если программа пытается изменить этот флаг и обнаруживает, что изменение не сохранилось, значит, процессор старше 486.

Начиная с Intel Pentium , инструкция CPUID сообщает модель процессора. Однако описанный выше метод остается полезным для различения более ранних моделей.

См. также

Ссылки

^ Руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel 64 и IA-32 (PDF) . Том. 1. Май 2012. С. 3–21.
^ Руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel 64 и IA-32 (PDF) . Том. 1 декабря 2016 г. с. 78.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Реверс-инжиниринг кремния: недокументированные флаги 8085» . www.righto.com . Проверено 21 октября 2018 г.
^ Руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel 64 и IA-32, том. 1 . Декабрь 2022 г. стр. 3–16.
^ NEC, Руководство пользователя 16-битной серии V , номер документа. U11301E, сентябрь 2000 г., с. 186
^ VIA, Руководство по программированию PadLock , версия 1.66, 4 августа 2005 г., стр. 7-8. Архивировано из оригинала 26 мая 2010 года.
^ VIA, Замечания по применению альтернативного набора команд процессора VIA C3 , версия 0.24, 2002 г. — подробные сведения о флаге EFLAGS.AI см. на рис. 2 на стр. 12 и в главе 4 на стр. 21.
^ Руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel 64 и IA-32 (PDF) . Том. 2Б. Май 2012.

[1] Руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel 64 и IA-32 (PDF) . Том. 1. Май 2012. С. 3–21.

[2] Руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel 64 и IA-32 (PDF) . Том. 1 декабря 2016 г. с. 78.

[r8085-3] Jump up to: ^а ^б ^с «Реверс-инжиниринг кремния: недокументированные флаги 8085» . www.righto.com . Проверено 21 октября 2018 г.

[4] Руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel 64 и IA-32, том. 1 . Декабрь 2022 г. стр. 3–16.

[5] NEC, Руководство пользователя 16-битной серии V , номер документа. U11301E, сентябрь 2000 г., с. 186

[6] VIA, Руководство по программированию PadLock , версия 1.66, 4 августа 2005 г., стр. 7-8. Архивировано из оригинала 26 мая 2010 года.

[7] VIA, Замечания по применению альтернативного набора команд процессора VIA C3 , версия 0.24, 2002 г. — подробные сведения о флаге EFLAGS.AI см. на рис. 2 на стр. 12 и в главе 4 на стр. 21.

[8] Руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel 64 и IA-32 (PDF) . Том. 2Б. Май 2012.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]