如何在用户模式下在x86 IA32 Intel CPU上设置/清除TF标志

Question

我想知道在x86 IA32 Intel CPU上的用户模式下设置/清除EFLAGS.TF的步骤

在下面尝试清除TF标志，但是得到错误***** Unhandled interrupt vector *****

__asm__ volatile("pushl %eax\n\t"
                        "pushfl\n\t"
                        "popl %eax\n\t"
                        "xorl $0x0100, %eax\n\t"
                        "pushl %eax\n\t"
                        "popfl\n\t"
                        "popl %eax\n\t");

Answer 1

XOR翻转而不是始终清除它。 AND是一个选择， BTR（位测试重置）是另一个选择。 具有寄存器目标的BTR在寄存器源的情况下确实很慢，但立即使用也并不差（在Haswell上只有2 uops，在Skylake上只有3 uo。在AMD上最多4，即使btr $9, %eax ，它也要花费2 btr $9, %eax 。）

popf相当慢（9微码，在Skylake上每20个周期1个）。 或在Ryzen上，每35个微循环35次。 （ http://agner.org/optimize ）。 因此优化周围的代码不会有太大的不同，但是找到一种保持代码大小紧凑的方法很有趣。

您不需要自己保存/恢复EAX，只需告诉编译器您要使用: "eax"作为Clobber列表来对其进行破坏，或使用虚拟输出操作数（请注意，我使用的是GNU C扩展asm，而不是基本）。

static inline
void clear_tf(void) {
    long dummy;       // there's no type that's always 32-bit on 32-bit, and always 64 on 64-bit.  x32 uses 32-bit pointers in long mode so uintptr_t or size_t doesn't work.
   // if porting to x86-64 System V user-space: beware that push clobbers the red-zone
    __asm__ volatile("pushf \n\t"
                     "pop   %[tmp] \n\t"
                     "btr   $9, %[tmp]\n\t"   // reset bit 9
                     "push  %[tmp] \n\t"
                     "popf"
                    : [tmp] "=r"(dummy)
                    : // no inputs
                    : // no clobbers.  // "memory" // would block reordering with loads/stores.
                );
}

或者根本不触摸任何寄存器：这也是非常有效的，尤其是在AMD Ryzen上，AMD Ryzen没有堆栈同步微指令和内存目标，并且是单微指令。

static inline
void clear_tf(void) {
   // if porting to x86-64 System V user-space: beware that push clobbers the red-zone
    __asm__ volatile("pushf \n\t"
                     "andl $0xFFFFFEFF, (%esp) \n\t"  // 1 byte larger than the pop/btr/push version
                     "popf"
                );
    // Basic asm syntax: no clobbers.
}

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对于较小的代码， btrl $9, (%esp)可能不错。 在Haswell上仍然只有2微码（在Skylake上只有3微码），但是比andl小2个字节。 andb $0xfe, 1(%esp)的大小也相同，但在push之后使用时，会导致存储转发停顿，并且在Intel上为2 oups +堆栈同步uop。 pop %%eax; and $0xfe, %ah; push %eax pop %%eax; and $0xfe, %ah; push %eax的大小也相同，也是3 oups（加上在Haswell / SKL上一个周期内发出的部分寄存器合并uop）。 但是在AMD上很好。

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可移植性

顺便说一句，在x86-64 System V用户空间代码中，如果不破坏编译器的红色区域，就不能安全地进行推送/弹出操作，因此您可能希望在push之前add $-128, %rsp并在之后进行还原。

在内核代码中没有红色区域，因此内联汇编中的push / pop很好。

Windows使用没有红区的其他ABI。

Answer 2

与下面的代码，它工作正常。 谢谢

  __asm__ volatile("pushl %eax;\
                    pushfl;\
                    popl %eax;\
                    andl $0xFFFFFEFF, %eax;\
                    pushl %eax;\
                    popfl;\
                    popl %eax;"
                    );