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Der i386 besitzt vier eigentliche Steuerregister sowie vier Speicherverwaltungsregister für den Protected Mode. Die Steuer-Register sind jeweils 32 Bit breit.
Das bereits im 80286 implementierte Maschinenstatuswort (MSW) für die Unterstützung des 16-Bit Protected Mode beim 80286 ist im niederwertigen Wort des Steuerregisters CR0 aufgegangen. Die Bedeutung der Bits TS, EM, MP und PE ist daher dieselbe wie beim 80286. Aus Kompatibilitätsgründen kann das niederwertige MSW-Wort des CR0-Registers weiterhin über die 80286-Befehle LMSW (Load MSW) und SMSW (Store MSW) angesprochen werden.
PE (Protection Enable, Protected Mode aktivieren; 80286)
Wenn dieses Bit gesetzt wird, schaltet der i386 in den Protected Mode um. Beim 80286 war eine Rückkehr zum Real Mode nur über einen Prozessor-Reset oder einen Dreifach-Fehler (Triple Fault) möglich; beim i386 kann das explizit durch einen Befehl vollzogen werden, der das PE-Bit löscht. Das darf aber nur ein Task mit der Privilegstufe 0 (das Betriebssystem), sonst wird eine Exception ausgelöst.
MP (Monitor Coprocessor, Coprozessor überwachen; 80286)
Wenn das MP-Bit gesetzt ist, dann löst der WAIT-Befehl die Exception "kein Coprozessor vorhanden" aus, die zu einem Interrupt 7 führt.
EM (Emulate Coprocessor, Coprozessoremulation; 80286)
Ein gesetztes EM-Bit teilt dem i386 mit, daß alle Coprozessorfunktionen des i387 durch Software emuliert werden müssen, das heißt keine Datenübertragung zwischen der CPU und dem Coprozessor ausgeführt wird. Statt dessen führt jeder ESC-Befehl für den Coprozessor zu einer Exception 7, deren Handler dann den entsprechenden Befehl mit der Ganzzahlarithmetik des i386 ausführt.
TS (Task Switched, Taskwechsel; 80286)
Ist dieses Bit gesetzt, so ist ein Task-Switch aufgetreten; der i386 ist also im Protected Mode mindestens einmal auf ein Task-Gate gestoßen. Das TS-Bit ist wichtig, um zu ermitteln, ob der Coprozessor möglicherweise noch einen Befehl für den alten Task oder schon einen für den neu aktivierten berechnet. Da manche aufwendigen i387-Befehle bis zu 1000 Taktzyklen benötigen, ist es zumindest denkbar, daß die i386 CPU zu einem neuen Task umschaltet, diesen bedient und, bevor der Coprozessor seinen Befehl abgearbeitet hat, zum alten Task zurückschaltet.
Die vier beschriebenen Bits des CR0-Registers sind bereits im 80286-MSW implementiert. Beim i386 sind zwei Bits hinzugekommen, die zur Aktivierung oder Deaktivierung der Paging-Unit und zur Festlegung des Coprozessors als i387 oder 80287 dienen.
ET (Extension Type; i386)
Mit dem ET-Bit wird festgelegt, ob der installierte Coprozessor ein i387 (ET=1) oder ein 80287 (ET=0) ist. Der i386 kann mit beiden zusammenarbeiten, weil die Schnittstelle zwischen beiden und das Protokoll für den Datenaustausch identisch sind. Dagegen ist die Breite des Datenbusses für den 80287 mit 16 Bits geringer. Dementsprechend mehr besondere I/O-Zyklen müssen der i386 und 80287 ausführen, um Codes und Daten auszutauschen.
PG (Paging; i386)
Mit dem PG-Bit wird die Paging Unit (PU) in der Speicherverwaltungseinheit des i386 aktiviert (PG=1) oder deaktiviert (PG=0). Bei deaktivierter PU führt der i386 keine Adreßtransformation aus, die lineare Adresse nach Addition von Offset und Segmentbasis stellt automatisch die physikalische Adresse des Speicherobjekts dar, so wie der i386 über seine Adreßleitungen den Speicher physikalisch adressiert. Bei aktiver Paging Unit führt der i386 dagegen zusätzlich zur (schon aufwendig genug erscheinenden) Segmentierung noch eine weitere Adreßtransformation aus, um aus der linearen eine physikalische Adresse zu bilden. Paging kann nur im Protected Mode benutzt werden (Ich werde jedoch im Rahmen dieser Arbeit nicht näher darauf eingehen).
Wie bereits erwähnt, stehen für den Zugriff auf das MSW zwei besondere Befehle zur Verfügung, nämlich LMSW und SMSW. Wenn man aber auf das PG- oder das ET-Bit zugreifen möchte, so muß das Steuerregister CR0 mit einem MOV-Befehl angesprochen werden.
Beispiel: Der i386 soll durch Setzen des PE-Bits in CR0 in den Protected Mode versetzt werden:
Möglichkeit: MOV CR0, 0001h ;PE-Bit durch MOV-Befehl mit 32-Operanden setzen
Möglichkeit: LMSW 01h ;PE-Bit durch LMSW-Befehl mit 16-Bit Operanden setzen
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