6.2. Модель состояния прикладных регистров ia-32

Как показано на рис. 6.3 и в табл. 6.1, универсальные регистры IA-32, селекторы сегментов и дескрипторы сегментов отображаются в младших 32 битах универсальных регистровItanium, отGR8 доGR31. Стек регистров с плавающей точкой, ММХ регистры иSSEрегистры отображаются вItaniumрегистрах с плавающей точкой отFR8 доFR31. Заливкой выделены разные условные типы (подробнее описанные далее): желтый – типIA-32иобщийтип, серый – типundef, белый – типunmodи регистры, содержащие константы.

Для содействия непосредственной передаче параметра, типы данных памяти, типы данных целочисленных регистров и регистров с плавающей точкой, являются двоично-совместимыми между наборами инструкций IA-32 иItanium.

Некоторые Itaniumрегистры аппаратно изменены в неопределенное состояние, как побочный эффект процесса выполнения набора инструкцийIA-32, что отмечено в табл. 6.1 и на рис. 6.2. Вообще состояниеItaniumсистемы не влияет на выполнение набора инструкцийIA-32. Код типаItaniumможет обращаться ко всем регистрам (включаяIA-32), в то время как обращения набора инструкцийIA-32 ограничены видимым состоянием прикладных регистровIA-32.

Регистрам назначены следующие условные типы на период переходов между наборами инструкций IA-32 иItanium.

• IA-32. Такой регистр содержит, в течение выполнения набора инструкцийIA-32, некоторый регистрIA-32. Ожидаемые значенияIA-32 должны быть загружены перед переключением в набор инструкцийIA-32. После завершения инструкцийIA-32, эти регистры содержат результаты выполнения инструкцийIA-32. Эти регистры могут содержать произвольное значение в течение выполнения инструкцииItanium, согласно программным соглашениямItanium. Для этих регистров, программное обеспечение должно следовать соглашениям о вызовахIA-32 иItanium.

НАБОР ПРИКЛАДНЫХ РЕГИСТРОВ
General register NaT Bits 63 0 0 GR0=0 GR1 – GR3 GR4 – GR7 GR8 (EAX) GR9 (ECX) GR10 (EDX) GR11 (EBX) GR12 (ESP) GR13 (EBP) GR14 (ESI) GR15 (EDI) GR16-GR17 (selectors) GR18-GR23 GR24 (segment descr.) GR25 – GR26 GR27 – GR31 (segment descr.) GR32-GR127	Branch register 63 0 BR0 BR1 . . . BR5 BR6 – BR7 63 0 IP (PC) 37 0 CFM 63 5 0 PRS User Mask CPU Identifiers 63 0 CPUID0 CPUID1 . . . CPUIDn	FP register Performance Monitor Data Registers 81 0 FR0 = 0.0 FR1 = 1.0 FR2 – FR5 FR6 – FR7 FR8-FR15 (MMX0-7,FP0-7) FR16-FR31 (XMM0-7) FR32-FR127 63 0 PMD0 PMD1 . . . PMDm	Predicate 0 P0 1 P1 P2 P3 . . . P61 P62 P63	Application registers 63 0 AR0 - AR7 KR0-KR7 AR16 RSC AR17 BSP AR18 BSPSTORE AR19 RNAT AR21 FCR AR24 EFLAG AR25 CSD AR26 SSD AR27 CFLG (CR0-CR4) AR28 FSR AR29 FIR AR30 FDR AR32 CCV AR36 UNAT AR40 FPSR AR44 ITC AR64 PFS AR65 LC AR66 EC AR127

Рис. 6.3. Модель прикладных регистров IA-32

• Неопределенный (undef). Регистр, отмеченный как неопределенный, может быть использован в качестве рабочей области при выполнении процессором инструкцийIA-32 и не гарантирует сохранение состояния при переключении набора инструкций.

• Общий. Общие регистры содержат значения, которые имеют подобные функциональные возможности в любой системе команд. Например, указатель стека (ESP) и указатель инструкций (IP) являются общими.

• Не изменяемый (unmod). Этот регистр не изменяется при выполненииIA-32. Код типа может полагаться на эти значения не изменяемые в процессе выполнения набора инструкцийIA-32. Регистр будет иметь одно и то же значение, что при входе в набор инструкцийIA-32, то и при выходе из набора инструкцийIA-32.

Табл. 6.1. Схема распределения прикладных регистров IA-32

Itanium регистр	IA-32 регистр	Тип	Размер	Описание
Целочисленные регистры общего назначения
GR0				Содержит 0
GR1-3		undefF		Рабочие при выполнении IA-32
GR4-7		unmod		Сохраняемые регистры Itanium
GR8	EAX	IA-32	32A	Регистры IA-32 общего назначения
GR9	ECX
GR10	EDX
GR11	EBX
GR12	ESP
GR13	EBP
GR14	ESI
GR15	EDI
GR16{15:0}	DS		64	Селекторы IA-32
GR16{31:16}	ES
GR16{47:32}	FS
GR16{63:48}	GS
GR17{15:0}	CS
GR17{31:16}	SS
GR17{47:32}	LDT
GR17{63:48}	TSS
GR18-23		undefF		Рабочие при выполнении IA-32
GR24	ESD	IA-32	64	Дескрипторы сегментов IA-32 (регистровый формат)B
GR25-26		undef F		Рабочие при выполнении IA-32
GR27	DSD	IA-32	64	Дескрипторы сегментов IA-32 (регистровый формат)B
GR28	FSD
GR29	GSD
GR30	LDTDC
GR31	GDTD
GR32-127		undefD		Пустые, при выполнении кода IA-32
Среда процесса
IP	IP	общий	64	Указатель инструкций, общий для IA-32 иItanium
Регистры с плавающей точкой
FR0				Содержит +0.0
FR1				Содержит +1.0
FR2-5		unmod		Сохраняемые регистры Itanium
FR6-7		undef		Пустые, при выполнении кода IA-32
FR8	MM0/FP0	IA-32	64/80	IA-32 регистрыMMXтехнологии (совмещены с 64-битнойFPмантиссой) IA-32 регистры с плавающей точкой (отображение физических регистров)E
FR9	MM1/FP1
FR10	MM2/FP2
FR11	MM3/FP3
FR12	MM4/FP4
FR13	MM5/FP5
FR14	MM6/FP6
FR15	MM7/FP7
FR16-17	XMM0	IA-32	64	IA-32 регистрыSSE(StreamingSIMDExtension– потоковогоSIMDрасширения) Младшие 64-бита регистра XMM0 соответствуютFR16{63:0}, а старшие 64-бита регистраXMM0 соответствуютFR17{63:0}
FR18-19	XMM1
FR20-21	XMM2
FR22-23	XMM3
FR24-25	XMM4
FR26-27	XMM5
FR28-29	XMM6
FR30-31	XMM7
FR32-127		undef F		Пустые, при выполнении кода IA-32
Предикатные регистры
PR0				Содержит 1
PR1-63		undef F		Пустые, при выполнении кода IA-32
Регистры переходов
BR0-5		unmod		Сохраняемые регистры Itanium
BR6-7		undef		Пустые, при выполнении кода IA-32
Прикладные регистры
RSC		unmod		Сохраняемые регистры Itanium, не используются при выполнении IA-32
BSP
BSPSTORE
RNAT
CCV		undef F	64	Пустые, при выполнении кода IA-32
UNAT		unmod		Сохраняемый регистр Itanium, не используется при выполнении IA-32
FPSR.sf0		unmod		Регистр числового состояния и управления Itanium
FPSR.sf1,2,3		undef F		Пустые, при выполнении кода IA-32
FSR	FSW, FTW, MXCSR	IA-32	64	IA-32 слова состояния и тегов, а также состояниеSSEиз регистраMXCSR
FCR	FCW, MXCSR		64	IA-32 управляющее слово, а также управлениеSSEиз регистраMXCSR
FIR	FOP, FIP, FCS		64	IA-32 код операции, селектор кода иIPдля средыx87
FDR	FEA, FDS		64	IA-32 селектор данных и смещение для средыx87
ITC	TSC	общий	64	Общий IA-32 счетчик меток реального времени и интервальный таймерItanium
PFS		unmod		Сохраняемые регистры Itanium, не используются при выполненииIA-32. Предыдущее значение ECсохраняется вPFM
LC
EC
EFLAG	EFLAG	IA-32	32	Арифметические и системные флаги IA-32, записывает некоторые условия битов черезCPLиEFLAG.iopl
CSD	CSD		64	Сегмент кода IA-32 (формат регистра)B
SSD	SSD		64	Сегмент стека IA-32 (формат регистра)B
CFLG	CR0/CR4		64	Флаги управления IA-32 CR0=CFLG{31:0},CR4=CFLG{63:32}, разрешена запись толькоCPL=0

1. При переключении в набор инструкций IA-32, старшие 32 бита игнорируются. При выходе, в старшие 32 бита расширяется знаковый 31-й бит.

2. Форматы дескриптора сегмента отличаются от формата памяти IA-32 (детальнее см. в разделе 6.2.3 «Сегментные регистрыIA-32»). Модификация селектора или дескриптора не устанавливает бит обращения/занятости в памяти.

3. Дескрипторы LDT/GDTне защищены от модификации кодом типаItaniumна уровне пользователя.

4. Все регистры, и в текущем, и в предыдущих регистровых окнах, остаются в неопределенных состояниях после выполнения IA-32. Программное обеспечение должно сохранить эти значения перед входом в набор инструкцийIA-32.

5. Отображение IA-32 регистров с плавающей точкой является физическим и не отображением от вершины стекаIA-32.

6. Эти регистры используются процессором и могут быть оставлены в неопределенном состоянии после выполнения набора инструкций IA-32. Программное обеспечение должно сохранить эти значения перед входом в набор инструкцийIA-32.