第1页 / 共3181页
第2页 / 共3181页
第3页 / 共3181页
第4页 / 共3181页
第5页 / 共3181页
第6页 / 共3181页
第7页 / 共3181页
第8页 / 共3181页
AMD x86架构 官方文档 APM( Architecture Programmer’s Manual )卷1到卷5合辑.pdf
V1
Contents
Revision History
Conventions and Definitions
1 Overview of the AMD64 Architecture
1.1 Introduction
1.2 Modes of Operation
2 Memory Model
3 General-Purpose Programming
4 Streaming SIMD Extensions Media and Scientific Programming
5 64-Bit Media Programming
6 x87 Floating-Point Programming
V2
Contents
1 System-Programming Overview
1.1 Memory Model
1.1.1 Memory Addressing
1.1.2 Memory Organization
1.1.3 Canonical Address Form
1.2 Memory Management
1.2.1 Segmentation
1.2.2 Paging
1.2.3 Mixing Segmentation and Paging
1.2.4 Real Addressing
1.3 Operating Modes
1.3.1 Long Mode
1.3.2 64-Bit Mode
1.3.3 Compatibility Mode
1.3.4 Legacy Modes
1.3.5 System Management Mode
1.4 System Registers
1.5 System-Data Structures
1.6 Interrupts
1.7 Additional System-Programming Facilities
2 x86 and AMD64 Architecture Differences
3 System Resources
3.1 System-Control Registers
3.1.1 CR0 Register
4 Segmented Virtual Memory
4.1 Real Mode Segmentation
4.2 Virtual-8086 Mode Segmentation
4.3 Protected Mode Segmented-Memory Models
4.3.1 Multi-Segmented Model
4.3.2 Flat-Memory Model
4.3.3 Segmentation in 64-Bit Mode
4.4 Segmentation Data Structures and Registers
4.5 Segment Selectors and Registers
4.5.1 Segment Selectors
4.5.2 Segment Registers
4.5.3 Segment Registers in 64-Bit Mode
4.6 Descriptor Tables
4.6.1 Global Descriptor Table
4.6.2 Global Descriptor-Table Register
4.6.3 Local Descriptor Table
4.6.4 Local Descriptor-Table Register
4.6.5 Interrupt Descriptor Table
4.6.6 Interrupt Descriptor-Table Register
4.7 Legacy Segment Descriptors
4.7.1 Descriptor Format
4.7.2 Code-Segment Descriptors
4.7.3 Data-Segment Descriptors
4.7.4 System Descriptors
4.7.5 Gate Descriptors
4.8 Long-Mode Segment Descriptors
4.8.1 Code-Segment Descriptors
4.8.2 Data-Segment Descriptors
4.8.3 System Descriptors
4.8.4 Gate Descriptors
4.8.5 Long Mode Descriptor Summary
4.9 Segment-Protection Overview
4.9.1 Privilege-Level Concept
4.9.2 Privilege-Level Types
4.10 Data-Access Privilege Checks
4.10.1 Accessing Data Segments
4.10.2 Accessing Stack Segments
4.11 Control-Transfer Privilege Checks
4.11.1 Direct Control Transfers
4.11.2 Control Transfers Through Call Gates
4.11.3 Return Control Transfers
4.12 Limit Checks
4.12.1 Determining Limit Violations
4.12.2 Data Limit Checks in 64-bit Mode
4.13 Type Checks
4.13.1 Type Checks in Legacy and Compatibility Modes
4.13.2 Long Mode Type Check Differences
5 Page Translation and Protection
5.1 Page Translation Overview
5.1.1 Page-Translation Options
5.1.2 Page-Translation Enable (PG) Bit
5.1.3 Physical-Address Extensions (PAE) Bit
5.1.4 Page-Size Extensions (PSE) Bit
5.1.5 Page-Directory Page Size (PS) Bit
5.2 Legacy-Mode Page Translation
5.2.1 CR3 Register
5.2.2 Normal (Non-PAE) Paging
5.3 Long-Mode Page Translation
5.3.1 Canonical Address Form
5.3.2 CR3
5.3.3 4-Kbyte Page Translation
5.3.4 2-Mbyte Page Translation
5.3.5 1-Gbyte Page Translation
5.4 Page-Translation-Table Entry Fields
5.4.1 Field Definitions
5.4.2 Notes on Accessed and Dirty Bits
5.5 Translation-Lookaside Buffer (TLB)
5.5.1 Global Pages
5.5.2 TLB Management
5.6 Page-Protection Checks
5.6.1 User/Supervisor (U/S) Bit
5.6.2 Read/Write (R/W) Bit
5.6.3 No Execute (NX) Bit
5.6.4 Write Protect (CR0.WP) Bit
5.6.5 Supervisor-Mode Execution Prevention (CR4.SMEP) Bit
5.7 Protection Across Paging Hierarchy
5.8 Effects of Segment Protection
6 System-Management Instructions
7 Memory System
8 Exceptions and Interrupts
8.1 General Characteristics
8.2 Vectors
8.2.1 #DE—Divide-by-Zero-Error Exception (Vector 0)
8.2.2 #DB—Debug Exception (Vector 1)
8.2.3 NMI—Non-Maskable-Interrupt Exception (Vector 2)
8.2.4 #BP—Breakpoint Exception (Vector 3)
8.2.5 #OF—Overflow Exception (Vector 4)
8.2.6 #BR—Bound-Range Exception (Vector 5)
8.2.7 #UD—Invalid-Opcode Exception (Vector 6)
8.2.8 #NM—Device-Not-Available Exception (Vector 7)
8.2.9 #DF—Double-Fault Exception (Vector 8)
8.2.10 Coprocessor-Segment-Overrun Exception (Vector 9)
8.2.11 #TS—Invalid-TSS Exception (Vector 10)
8.2.12 #NP—Segment-Not-Present Exception (Vector 11)
8.2.13 #SS—Stack Exception (Vector 12)
8.2.14 #GP—General-Protection Exception (Vector 13)
8.2.15 #PF—Page-Fault Exception (Vector 14)
8.2.16 #MF—x87 Floating-Point Exception-Pending (Vector 16)
8.2.17 #AC—Alignment-Check Exception (Vector 17)
8.3 Exceptions During a Task Switch
8.4 Error Codes
8.5 Priorities
8.6 Real-Mode Interrupt Control Transfers
8.7 Legacy Protected-Mode Interrupt Control Transfers
8.8 Virtual-8086 Mode Interrupt Control Transfers
8.9 Long-Mode Interrupt Control Transfers
8.10 Virtual Interrupts
9 Machine Check Architecture
10 System-Management Mode
11 SSE, MMX, and x87 Programming
12 Task Management
13 Software Debug and Performance Resource
14 Processor Initialization and Long Mode Activation
15 Secure Virtual Machine
15.1 The Virtual Machine Monitor
15.2 SVM Hardware Overview
15.3 SVM Processor and Platform Extensions
15.4 Enabling SVM
15.5 VMRUN Instruction
15.6 #VMEXIT
15.7 Intercept Operation
15.8 Decode Assists
15.9 Instruction Intercepts
15.10 IOIO Intercepts
15.11 MSR Intercepts
15.12 Exception Intercepts
15.13 Interrupt Intercepts
15.14 Miscellaneous Intercepts
15.15 VMCB State Caching
15.16 TLB Control
15.17 Global Interrupt Flag, STGI and CLGI Instructions
15.18 VMMCALL Instruction
15.19 Paged Real Mode
15.20 Event Injection
15.21 Interrupt and Local APIC Support
15.22 SMM Support
15.23 Last Branch Record Virtualization
15.24 External Access Protection
15.25 Nested Paging
15.26 Security
15.27 Secure Startup with SKINIT
15.28 Security Exception (#SX)
15.29 Advanced Virtual Interrupt Controller
15.30 SVM Related MSRs
15.31 SVM-Lock
15.32 SMM-Lock
15.33 Nested Virtualization
15.34 Secure Encrypted Virtualization
15.35 Encrypted State (SEV-ES)
16 Advanced Programmable Interrupt Controller (APIC)
17 Hardware Performance Monitoring and Control
V3
Contents
1 Instruction Encoding
2 Instruction Overview
3 General-Purpose Instruction Reference
4 System Instruction Reference
Appendix A Opcode and Operand Encodings
Appendix B General-Purpose Instructions in 64-Bit Mode
AMD64 Technology
AMD64 Architecture
Programmer’s Manual
Volume 1:
Application Programming
Publication No.
Publication No.
24592
24592
Revision
Revision
3.22
3.22
Date
Date
December 2017
December 2017
Advanced Micro Devices
© 2013 – 2017 Advanced Micro Devices Inc. All rights reserved.
The information contained herein is for informational purposes only, and is subject to change without notice.
While every precaution has been taken in the preparation of this document, it may contain technical
inaccuracies, omissions and typographical errors, and AMD is under no obligation to update or otherwise
correct this information. Advanced Micro Devices, Inc. makes no representations or warranties with respect to
the accuracy or completeness of the contents of this document, and assumes no liability of any kind, including
the implied warranties of noninfringement, merchantability or fitness for particular purposes, with respect to the
operation or use of AMD hardware, software or other products described herein. No license, including implied
or arising by estoppel, to any intellectual property rights is granted by this document. Terms and limitations
applicable to the purchase or use of AMD’s products are as set forth in a signed agreement between the parties
or in AMD's Standard Terms and Conditions of Sale.
Trademarks
AMD, the AMD Arrow logo, and combinations thereof, and 3DNow! are trademarks of Advanced
Micro Devices, Inc.
MMX is a trademark and Pentium is a registered trademark of Intel Corporation.
Other product names used in this publication are for identification purposes only and may be
trademarks of their respective companies.
24592—Rev. 3.22—December 2017
AMD64 Technology
Contents
1.2
Revision History. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv
Preface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii
About This Book. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii
Audience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii
Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii
Conventions and Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xviii
Notational Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xviii
Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xix
Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxvii
Endian Order . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxix
Related Documents. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxx
Overview of the AMD64 Architecture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1
1.1.1 AMD64 Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.2 Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1.3 Instruction Set. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.4 Media Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.5 Floating-Point Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.1 Long Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.2 64-Bit Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.3 Compatibility Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.4 Legacy Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Memory Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
2.1
Memory Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.1 Virtual Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.2 Segment Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.1.3 Physical Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.4 Memory Management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Memory Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.1 Byte Ordering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.2 64-Bit Canonical Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.3 Effective Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.4 Address-Size Prefix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2.5 RIP-Relative Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Pointers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3.1 Near and Far Pointers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Stack Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.4
2.5
Instruction Pointer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
General-Purpose Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.1
3.1.1 Legacy Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3
2.2
1
2
3
Contents
i
AMD64 Technology
24592—Rev. 3.22—December 2017
3.1.2 64-Bit-Mode Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.1.3 Implicit Uses of GPRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.1.4 Flags Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.1.5 Instruction Pointer Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Operands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.2.1 Fundamental Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.2.2 General-Purpose Instruction Data types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.2.3 Operand Sizes and Overrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.2.4 Operand Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.2.5 Data Alignment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Instruction Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.3.1 Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.3.2 Data Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.3.3 Data Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.3.4 Load Segment Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.3.5 Load Effective Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.3.6 Arithmetic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.3.7 Rotate and Shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.3.8 Bit Manipulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.3.9 Compare and Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.3.10 Logical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.3.11 String. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.3.12 Control Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.3.13 Flags . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.3.14 Input/Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.3.15 Semaphores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.3.16 Processor Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.3.17 Cache and Memory Management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.3.18 No Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.3.19 System Calls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.3.20 Application-Targeted Accelerator Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
General Rules for Instructions in 64-Bit Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.4.1 Address Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.4.2 Canonical Address Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.4.3 Branch-Displacement Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.4.4 Operand Size. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.4.5 High 32 Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.4.6 Invalid and Reassigned Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.4.7 Instructions with 64-Bit Default Operand Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Instruction Prefixes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3.5.1 Legacy Prefixes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3.5.2 REX Prefixes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.5.3 VEX and XOP Prefixes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Feature Detection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.6.1 Feature Detection in a Virtualized Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Control Transfers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.7.1 Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
ii
Contents
24592—Rev. 3.22—December 2017
AMD64 Technology
3.10
3.7.2 Privilege Levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.7.3 Procedure Stack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.7.4 Jumps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.7.5 Procedure Calls. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
3.7.6 Returning from Procedures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3.7.7 System Calls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.7.8 General Considerations for Branching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.7.9 Branching in 64-Bit Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.7.10 Interrupts and Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Input/Output. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.8.1 I/O Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.8.2 I/O Ordering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.8.3 Protected-Mode I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Memory Optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
3.9.1 Accessing Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
3.9.2 Forcing Memory Order. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.9.3 Caches. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.9.4 Cache Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.9.5 Cache Pollution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
3.9.6 Cache-Control Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Performance Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
3.10.1 Use Large Operand Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
3.10.2 Use Short Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.10.3 Align Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.10.4 Avoid Branches. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.10.5 Prefetch Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.10.6 Keep Common Operands in Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.10.7 Avoid True Dependencies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.10.8 Avoid Store-to-Load Dependencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.10.9 Optimize Stack Allocation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
3.10.10 Consider Repeat-Prefix Setup Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
3.10.11 Replace GPR with Media Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
3.10.12 Organize Data in Memory Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Streaming SIMD Extensions Media and Scientific Programming . . . . . . . . . . . . . . . . .109
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
4.1
4.1.1 Capabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
4.1.2 Origins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
4.1.3 Compatibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
4.2.1 SSE Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
4.2.2 MXCSR Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
4.2.3 Other Data Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.2.4 Effect on rFLAGS Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Operands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4.3.1 Operand Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4.3.2 Data Alignment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
4.3.3 SSE Instruction Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
4.2
3.8
3.9
4.3
4
Contents
iii
AMD64 Technology
24592—Rev. 3.22—December 2017
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.3.4 Operand Sizes and Overrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Vector Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
4.4.1 Integer Vector Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
4.4.2 Floating-Point Vector Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Instruction Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
4.5.1 Instruction Syntax. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
4.5.2 Mnemonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
4.5.3 Move Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
4.5.4 Data Conversion and Reordering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
4.5.5 Matrix and Special Arithmetic Operations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
4.5.6 Branch Removal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Instruction Summary—Integer Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
4.6.1 Data Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
4.6.2 Data Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
4.6.3 Data Reordering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
4.6.4 Arithmetic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
4.6.5 Enhanced Media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
4.6.6 Shift and Rotate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
4.6.7 Compare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
4.6.8 Logical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
4.6.9 Save and Restore State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Instruction Summary—Floating-Point Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
4.7.1 Data Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
4.7.2 Data Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
4.7.3 Data Reordering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
4.7.4 Arithmetic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
4.7.5 Fused Multiply-Add Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
4.7.6 Compare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
4.7.7 Logical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Instruction Prefixes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
4.8.1 Supported Prefixes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
Feature Detection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
4.10.1 General-Purpose Exceptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
4.10.2 SIMD Floating-Point Exception Causes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
4.10.3 SIMD Floating-Point Exception Priority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
4.10.4 SIMD Floating-Point Exception Masking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
Saving, Clearing, and Passing State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
4.11.1 Saving and Restoring State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
4.11.2 Parameter Passing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
4.11.3 Accessing Operands in MMX™ Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
Performance Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
4.12.1 Use Small Operand Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
4.12.2 Reorganize Data for Parallel Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
4.12.3 Remove Branches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
4.12.4 Use Streaming Loads and Stores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
4.12.5 Align Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
iv
Contents
24592—Rev. 3.22—December 2017
AMD64 Technology
5
4.12.6 Organize Data for Cacheability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
4.12.7 Prefetch Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
4.12.8 Use SSE Code for Moving Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
4.12.9 Retain Intermediate Results in SSE Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
4.12.10 Replace GPR Code with SSE Code.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
4.12.11 Replace x87 Code with SSE Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
64-Bit Media Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237
Origins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
5.1
Compatibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
5.2
5.3
Capabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
5.3.1 Parallel Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
5.3.2 Data Conversion and Reordering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
5.3.3 Matrix Operations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
5.3.4 Saturation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
5.3.5 Branch Removal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
5.3.6 Floating-Point (3DNow!™) Vector Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
5.4.1 MMX™ Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
5.4.2 Other Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
Operands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
5.5.1 Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
5.5.2 Operand Sizes and Overrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
5.5.3 Operand Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
5.5.4 Data Alignment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
5.5.5 Integer Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
5.5.6 Floating-Point Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
Instruction Summary—Integer Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
5.6.1 Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
5.6.2 Exit Media State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
5.6.3 Data Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
5.6.4 Data Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
5.6.5 Data Reordering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
5.6.6 Arithmetic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
5.6.7 Shift. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
5.6.8 Compare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
5.6.9 Logical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
5.6.10 Save and Restore State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
Instruction Summary—Floating-Point Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
5.7.1 Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
5.7.2 Data Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
5.7.3 Arithmetic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
5.7.4 Compare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Instruction Effects on Flags. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
Instruction Prefixes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
5.9.1 Supported Prefixes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
5.9.2 Special-Use and Reserved Prefixes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
5.9.3 Prefixes That Cause Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
5.8
5.9
5.6
5.4
5.5
5.7
Contents
v
AMD64 Technology
24592—Rev. 3.22—December 2017
5.14
5.15
5.10
5.11
Feature Detection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
5.11.1 General-Purpose Exceptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
5.11.2 x87 Floating-Point Exceptions (#MF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
5.12
Actions Taken on Executing 64-Bit Media Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
5.13 Mixing Media Code with x87 Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
5.13.1 Mixing Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
5.13.2 Clearing MMX™ State. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
State-Saving. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
5.14.1 Saving and Restoring State. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
5.14.2 State-Saving Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
Performance Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
5.15.1 Use Small Operand Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
5.15.2 Reorganize Data for Parallel Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
5.15.3 Remove Branches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
5.15.4 Align Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
5.15.5 Organize Data for Cacheability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
5.15.6 Prefetch Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
5.15.7 Retain Intermediate Results in MMX™ Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
x87 Floating-Point Programming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .283
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
6.1
6.1.1 Capabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
6.1.2 Origins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
6.1.3 Compatibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
6.2.1 x87 Data Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
6.2.2 x87 Status Word Register (FSW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
6.2.3 x87 Control Word Register (FCW). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
6.2.4 x87 Tag Word Register (FTW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
6.2.5 Pointers and Opcode State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
6.2.6 x87 Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
6.2.7 Floating-Point Emulation (CR0.EM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Operands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
6.3.1 Operand Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
6.3.2 Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
6.3.3 Number Representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
6.3.4 Number Encodings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
6.3.5 Precision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
6.3.6 Rounding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
Instruction Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
6.4.1 Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
6.4.2 Data Transfer and Conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
6.4.3 Load Constants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
6.4.4 Arithmetic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
6.4.5 Transcendental Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
6.4.6 Compare and Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
6.4.7 Stack Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
6.2
6.3
6.4
Contents
6
vi
相关推荐
2023年江西萍乡中考道德与法治真题及答案.doc
2012年重庆南川中考生物真题及答案.doc
2013年江西师范大学地理学综合及文艺理论基础考研真题.doc
2020年四川甘孜小升初语文真题及答案I卷.doc
2020年注册岩土工程师专业基础考试真题及答案.doc
2023-2024学年福建省厦门市九年级上学期数学月考试题及答案.doc
2021-2022学年辽宁省沈阳市大东区九年级上学期语文期末试题及答案.doc
2022-2023学年北京东城区初三第一学期物理期末试卷及答案.doc
2018上半年江西教师资格初中地理学科知识与教学能力真题及答案.doc
2012年河北国家公务员申论考试真题及答案-省级.doc
2020-2021学年江苏省扬州市江都区邵樊片九年级上学期数学第一次质量检测试题及答案.doc
2022下半年黑龙江教师资格证中学综合素质真题及答案.doc
