Registro de banderas

El registro de bandera o  palabra de estado del procesador (CSP) es un registro especializado que refleja el estado actual del procesador.

arquitectura x86

En los microprocesadores Intel 8086 , se llama FLAGS y es de 16 bits. Los registros extendidos EFLAGS y RFLAGS, introducidos en las arquitecturas IA-32 ( procesadores 80386 ) y x86-64 , son de 32 bits y 64 bits, respectivamente. Los registros extendidos son compatibles con versiones anteriores.

El registro de banderas contiene un grupo de banderas de estado, una bandera de control y un grupo de banderas del sistema [1] :

El valor de algunas banderas en el registro de banderas se puede cambiar directamente, utilizando instrucciones especiales (por ejemplo, CLDpara restablecer la bandera de dirección), pero no hay instrucciones que le permitan acceder (verificar o cambiar) el registro de banderas como un registro normal. . Sin embargo, es posible guardar el registro de bandera en la pila o en el registro (E)AX y restaurar el registro de bandera desde ellos usando las instrucciones LAHF, SAHF, PUSHF, PUSHFDy . POPFPOPFD

Cuando se suspende una tarea (usando las capacidades multitarea del procesador), el procesador guarda automáticamente el valor del indicador de registro en el TSS (segmento de estado de la tarea), cuando se activa una nueva tarea, el procesador carga el registro del indicador desde el TSS de la nueva tarea.

Cuando se activa un controlador de interrupciones o un controlador de excepciones , el procesador guarda automáticamente el valor del registro de banderas en la pila actual.

Banderas de estado activas

Los indicadores de estado (bits 0, 2, 4, 6, 7 y 11) reflejan el resultado de ejecutar instrucciones aritméticas como ADD, SUB, MUL, DIV.

• CF: se establece cuando se lleva de/toma prestado a (al restar) el bit más significativo del resultado e indica la presencia de un desbordamiento en la aritmética de enteros sin signo. También se utiliza en aritmética larga .

• PF: establezca si el byte menos significativo del resultado contiene un número par de 1 (distinto de cero) bits. Inicialmente, esta bandera se centró en su uso en programas de comunicación: cuando se transmiten datos a través de líneas de comunicación, también se podría transmitir un bit de paridad para control (ver, por ejemplo: RS-232#Principio de funcionamiento ) e instrucciones para verificar la bandera de paridad datos facilitados comprobaciones de integridad.

• AF - Establecer en acarreo o préstamo del bit 4 del resultado. Este indicador está diseñado para su uso en aritmética decimal codificada en binario (BCD).

• ZF - establece si el resultado de una operación de máquina módulo 2 a la potencia de k (donde k es la capacidad de la celda) es igual a cero.

• SF es igual al valor del bit más significativo del resultado, que es el bit de signo en aritmética con signo.

• OF: establece si el resultado entero es demasiado largo para caber en el operando de destino (registro o ubicación de memoria). Esta bandera indica la presencia de un desbordamiento en la aritmética de enteros con signo (en complemento a dos ).

De las banderas enumeradas, solo la bandera CF se puede cambiar directamente con las instrucciones STC, CLCy CMC. Además, las instrucciones de bit ( , y BT) BTScopian el bit especificado en el indicador CF. BTRBTC

Los indicadores de estado permiten que la misma instrucción aritmética produzca un resultado de tres tipos diferentes: entero decimal codificado en binario (BCD), con signo y sin signo. Si el resultado se considera un número sin signo, entonces la bandera CF muestra la condición de desbordamiento (llevar o pedir prestado), para un resultado con signo (en complemento a dos ), el acarreo o préstamo muestra la bandera OF, y para el resultado BCD, el acarreo/ pedir prestado muestra la bandera AF. La bandera SF refleja el signo de un resultado firmado, la bandera ZF refleja tanto un resultado nulo sin firmar como uno firmado.

En la aritmética de enteros largos, la bandera CF se utiliza junto con las instrucciones de suma con acarreo ( ADC) y resta con préstamo ( SBB) para propagar un acarreo o préstamo de un bit calculado de un número largo a otro.

Las instrucciones de salto condicional (saltar en la condición cc  , por ejemplo, para saltar si el resultado es distinto de cero), (establecer el valor del byte del resultado según la condición cc ), (bucle) y (copia condicional) usan una o más banderas de estado para verificar los términos. Por ejemplo, la instrucción de salto (saltar si es menor o igual - saltar si es “menor o igual que”, ≤) comprueba la condición “ZF=1 o SF ≠ OF”. JccJNZSETccLOOPccCMOVccJLE

El indicador PF se introdujo por compatibilidad con otras arquitecturas de microprocesadores y rara vez se usa para el propósito previsto. Es más común usarlo junto con otras banderas de estado en la aritmética de punto flotante [3] : las instrucciones de comparación ( FCOM, FCOMPetc.) en el coprocesador matemático establecen las banderas de condición C0, C1, C2 y C3 en él, y estas banderas se puede copiar al registro de banderas. Para hacer esto, se recomienda utilizar una instrucción FSTSW AXpara almacenar la palabra de estado del coprocesador en el registro AX y una instrucción SAHFpara copiar posteriormente el contenido del registro AH en los 8 bits inferiores del registro de bandera [4] , mientras que C0 pasa a la bandera CF, C2 en PF y C3 en ZF. El indicador C2 se establece, por ejemplo, en el caso de argumentos incomparables (NaN o formato no compatible) en la instrucción de comparación FUCOM.

Bandera de control

El indicador de dirección (DF, bit 10 en el registro de indicadores) controla las instrucciones de cadena ( , , y MOVS) CMPS: SCASestablecer el indicador hace que las direcciones disminuyan (procesar líneas de direcciones altas a bajas), poner a cero hace que las direcciones aumenten. Las instrucciones y establecen y restablecen la bandera DF, respectivamente. LODSSTOSSTDCLD

Indicadores del sistema y el campo IOPL

Los indicadores del sistema y el campo IOPL controlan el entorno operativo y no están destinados a ser utilizados en programas de aplicación.

• IF: borrar este indicador prohíbe responder a solicitudes de interrupción enmascarables .

• TF: establecer este indicador activa el modo de depuración paso a paso , cuando después de cada instrucción ejecutada, el programa se interrumpe y se llama a un controlador de interrupción especial (consulte también: Int3 ).

• IOPL: indica el nivel de prioridad de E/S de un programa o tarea en ejecución: para que un programa o tarea ejecute instrucciones de E/S o cambie el indicador IF, su nivel de prioridad actual (CPL) debe ser ≤ IOPL.

• NT: este indicador se establece cuando la tarea actual está anidada dentro de otra tarea interrumpida y el segmento de estado TSS de la tarea actual proporciona información al TSS de la tarea anterior. La instrucción verifica el indicador NT IRETpara determinar si el tipo de devolución es intertarea o intratarea.

• RF: indicador de enmascaramiento de error de depuración.

• VM: establecer este indicador en modo protegido provoca un cambio al modo 8086 virtual .

• AC: establecer esta bandera en lugar del bit AM en el registro CR0 habilita el control de alineación de operandos al acceder a la memoria; acceder a un operando no alineado provoca una excepción.

• VIF es una copia virtual de la bandera IF; se utiliza junto con la bandera VIP.

• VIP: configurado para indicar la presencia de una interrupción pendiente; se utiliza junto con la bandera VIF.

• ID: la capacidad de cambiar mediante programación este indicador en el registro de indicadores indica compatibilidad con CPUID. [2]

Identificación del procesador

En versiones posteriores del procesador 80486, apareció la instrucción CPUID , que le permite identificar el procesador en el que se ejecuta el programa. En procesadores anteriores, para la identificación, es necesario analizar el comportamiento de las instrucciones, incluido el registro de banderas.

Por ejemplo, en los procesadores 8086 y 80186 , los bits 12-15 del registro de bandera siempre están establecidos, en los procesadores 80286 y posteriores, los bits 12-14 contienen el campo IOPL y la bandera NT, y siempre se borran en modo real . Esto permite distinguir entre procesadores 808x/8018x, 80286 y 80386 (y más nuevos) en código de 16 bits: