Flaggregister

Flaggregistret eller  processorstatusordet (CSP) är ett specialiserat register som återspeglar processorns aktuella tillstånd.

x86-arkitektur

I Intel 8086 - mikroprocessorer kallas det FLAGS och är 16-bitars. De utökade registren EFLAGS och RFLAGS, introducerade i arkitekturerna IA-32 ( 80386 processorer ) och x86-64 , är 32-bitars respektive 64-bitars. Utökade register är bakåtkompatibla.

Flaggaregistret innehåller en grupp statusflaggor, en kontrollflagga och en grupp av systemflaggor [1] :

Värdet på vissa flaggor i flaggregistret kan ändras direkt med hjälp av speciella instruktioner (till exempel CLDför att återställa riktningsflaggan), men det finns inga instruktioner som låter dig komma åt (kontrollera eller ändra) flaggregistret som ett vanligt register . Det är dock möjligt att spara flaggregistret i stacken eller (E)AX- registret och återställa flaggregistret från dem med hjälp av LAHF, SAHF, PUSHF, PUSHFD, POPFoch instruktionerna POPFD.

När en uppgift är avstängd (med hjälp av processorns multitasking-kapacitet), sparar processorn automatiskt värdet på registerflaggan i TSS (task state segment), när en ny uppgift aktiveras laddar processorn flaggregistret från TSS av den nya uppgiften.

När en avbrottshanterare eller undantagshanterare är aktiverad , sparar processorn automatiskt värdet på flaggregistret på den aktuella stacken.

Aktiva tillståndsflaggor

Statusflaggor (bitarna 0, 2, 4, 6, 7 och 11) återspeglar resultatet av exekvering av aritmetiska instruktioner som ADD, SUB, MUL, DIV.

• CF - ställs in vid överföring från / lånar till (vid subtrahering) av den mest signifikanta biten av resultatet och indikerar närvaron av ett spill i heltalsaritmetik utan tecken. Används även i lång aritmetik .

• PF - ställs in om den minst signifikanta byten av resultatet innehåller ett jämnt antal 1 (ej noll) bitar. Inledningsvis var denna flagga fokuserad på användning i kommunikationsprogram: vid överföring av data över kommunikationslinjer kunde en paritetsbit också överföras för kontroll (se t.ex.: RS-232#Arbetsprincip ) och instruktioner för kontroll av paritetsflaggan underlättade data integritetskontroller.

• AF - Ställ in på bär eller låna från bit 4 i resultatet. Denna flagga är avsedd att användas i binärt kodad decimal (BCD) aritmetik.

• ZF - ställ in om resultatet av en maskinoperation modulo 2 till makten k (där k är cellens kapacitet) är lika med noll.

• SF är lika med värdet av den mest signifikanta biten av resultatet, vilket är teckenbiten i aritmetik med tecken.

• OF - Ställ in om heltalsresultatet är för långt för att passa i måloperanden (register eller minnesplats). Denna flagga indikerar förekomsten av ett spill i heltalsaritmetik med tecken (i tvåkomplement ).

Av de listade flaggorna kan endast CF-flaggan ändras direkt med STC, CLCoch instruktionerna CMC. Bitinstruktionerna ( BT, BTS, BTRoch BTC) kopierar också den angivna biten till CF-flaggan.

Statusflaggor tillåter samma aritmetiska instruktion att producera ett resultat av tre olika typer: osignerat, signerat och binärt kodat decimaltal (BCD). Om resultatet anses vara ett osignerat nummer, visar CF-flaggan överflödesvillkoret (carry eller borrow), för ett signerat resultat (i tvåkomplement ) visar carry eller borrow OF-flaggan, och för BCD-resultatet, carry/ lån visar AF-flaggan. SF-flaggan reflekterar tecknet på ett signerat resultat, ZF-flaggan reflekterar både ett osignerat och ett signerat nollresultat.

I aritmetik med långa heltals används CF-flaggan tillsammans med instruktionerna add-with-carry ( ADC) och subtrahera-med-låna ( SBB) för att sprida en carry eller lån från en beräknad bit av ett långt tal till en annan.

Villkorliga hoppinstruktioner (hoppa på cc- villkor  - t.ex. att hoppa om resultatet inte är noll), (ställ in resultatbytevärde beroende på cc- villkor ), (loop) och (villkorlig kopia) använder en eller flera statusflaggor för att kontrollera termer. Till exempel kontrollerar hoppinstruktionen (hopp om mindre eller lika - hoppa om "mindre än eller lika med", ≤) villkoret "ZF=1 eller SF ≠ OF". JccJNZSETccLOOPccCMOVccJLE

PF-flaggan introducerades för kompatibilitet med andra mikroprocessorarkitekturer och används sällan för sitt avsedda syfte. Det är vanligare att använda det tillsammans med andra statusflaggor i flyttalsaritmetik [3] : jämförelseinstruktionerna ( FCOM, FCOMPetc.) i den matematiska samprocessorn sätter villkorsflaggorna C0, C1, C2 och C3 i den, och dessa flaggor kan kopieras till flaggregistret. För att göra detta rekommenderas det att använda en instruktion FSTSW AXför att lagra samprocessorns statusord i AX- registret och en instruktion SAHFatt därefter kopiera innehållet i AH- registret till de nedre 8 bitarna i flaggregistret [4] , medan C0 går in i CF-flaggan, C2 till PF och C3 till ZF. C2-flaggan sätts till exempel vid ojämförbara argument (NaN eller format som inte stöds) i FUCOM-jämförelseinstruktionen.

Kontrollflagga

Riktningsflaggan (DF, bit 10 i flaggregistret) styr stränginstruktionerna ( MOVS, CMPS, SCAS, LODSoch STOS): inställning av flaggan gör att adresserna minskar (bearbeta linjer från höga adresser till låga), nollning gör att adresserna ökar. Instruktionerna STDoch CLDställer in respektive återställer DF-flaggan.

Systemflaggor och IOPL-fältet

Systemflaggorna och IOPL-fältet styr operativmiljön och är inte avsedda att användas i applikationsprogram.

• OM - genom att rensa denna flagga förbjuds svar på maskerbara avbrottsförfrågningar.

• TF - inställning av denna flagga möjliggör steg -för-steg felsökningsläge , när programmet efter varje exekverad instruktion avbryts och en speciell avbrottshanterare anropas (se även: Int3 ).

• IOPL - Indikerar I/O-prioritetsnivån för ett exekverande program eller uppgift: för att ett program eller uppgift ska kunna exekvera I/O-instruktioner eller ändra IF-flaggan, måste dess nuvarande prioritetsnivå (CPL) vara ≤ IOPL.

• NT - Denna flagga sätts när den aktuella uppgiften är kapslad i en annan avbruten uppgift, och den aktuella uppgiftens TSS-statussegment ger feedback till den föregående uppgiftens TSS. NT-flaggan kontrolleras av instruktionen IRETför att bestämma om returtypen är intertask eller intratask.

• RF - felsökningsfelmaskeringsflagga.

• VM-inställning av denna flagga i skyddat läge orsakar en övergång till virtuellt 8086-läge .

• AC - att sätta denna flagga istället för AM-biten i CR0- registret möjliggör operandjusteringskontroll vid åtkomst till minne - åtkomst till en ojusterad operand orsakar ett undantag.

• VIF är en virtuell kopia av IF-flaggan; används tillsammans med VIP-flaggan.

• VIP - ställs in för att indikera närvaron av ett väntande avbrott; används tillsammans med VIF-flaggan.

• ID - Möjligheten att programmässigt ändra denna flagga i flaggregistret indikerar stöd för CPUID. [2]

Processoridentifiering

I senare versioner av 80486-processorn dök CPUID- instruktionen upp , som låter dig identifiera processorn som programmet körs på. I tidigare processorer, för identifiering, är det nödvändigt att analysera beteendet hos instruktioner, inklusive flaggregistret.

Till exempel, på 8086- och 80186-processorerna ställs alltid bitarna 12-15 i flaggregistret in, på 80286 -processorerna och senare innehåller bitarna 12-14 IOPL-fältet och NT-flaggan och rensas alltid i realmode . Detta gör det möjligt att skilja mellan 808x/8018x, 80286 och 80386 (och nyare) processorer i 16-bitars kod: