FSTENV?几乎找不到有关此指令的任何信息

Question

我在一个程序中有这条指令：

FSTENV (28-BYTE) PTR SS:[ESP-1C]

它有什么作用？

它使用和更新了哪些寄存器？

谢谢！

Answer 1

Jerry Coffins 答案是正确的。
如果您想知道 (28-BYTE) PTR SS:[ESP-1C]:
这是存储 FP 环境的有效地址，它指定 28 字节版本的命令并指向堆栈段中堆栈指针下方的 28 (0x1c) 字节。
我只是添加了英特尔的官方描述，这是我使用搜索引擎找到的。

说明

在内存位置保存当前的 FPU 运行环境 用目标操作数指定，然后屏蔽所有 浮点异常。 FPU操作环境包括 FPU 控制字、状态字、标签字、指令指针、数据 指针和最后一个操作码。 IA-32 中的图 7-13 至 7-16 英特尔® 架构软件开发人员手册，第 1 卷，展示了 存储环境的内存布局，取决于操作 处理器的模式（受保护的或真实的）和当前操作数大小 属性（16 位或 32 位）。在虚拟 8086 模式下，实模式 使用布局。

FSTENV 指令检查并处理任何待处理的未屏蔽 存储 FPU 环境之前的浮点异常；这 FNSTENV 指令没有。保存的图像反映了状态 在 FPU 之前的所有浮点指令之后 指令流中的FSTENV/FNSTENV指令已被 执行。

这些指令经常被异常处理程序使用，因为它们 提供对 FPU 指令和数据指针的访问。这 环境通常保存在堆栈中。屏蔽所有异常 保存环境后防止浮点异常 中断异常处理程序。英特尔® 架构兼容性

在 MS-DOS* 中运行 Pentium® 或 Intel486™ 处理器时 系统兼容模式下，有可能（异常情况下 情况）为一个 FNSTENV 指令被中断之前 正在执行以处理挂起的 FPU 异常。见章节 标题为“No-Wait FPU Instructions Can Get FPU Interrupt in Window” IA-32 英特尔® 架构软件开发人员的附录 D 手册，第 1 卷，用于描述这些情况。一个 FNSTENV 在 Pentium Pro 上不能以这种方式中断指令 处理器。

操作

DEST[FPUControlWord)

DEST[FPUStatusWord)

DEST[FPUTagWord)

DEST[FPUDataPointer)

DEST[FPUInstructionPointer)

DEST[FPULastInstructionOpcode)

受影响的 FPU 标志

C0、C1、C2 和 C3 未定义。

浮点异常

没有。

保护模式例外

GP(0) - 如果目标位于不可写段中。如果内存操作数有效地址在 CS、DS、ES、FS 或 GS​​ 之外 段限制。如果 DS、ES、FS 或 GS​​ 寄存器用于访问 内存，它包含一个空段选择器。

SS(0) - 如果内存操作数有效地址超出 SS 段限制。

NM - CR0 中的 EM 或 TS 已设置。

PF(fault-code) - 如果发生页面错误。

AC(0) - 如果启用对齐检查并在当前特权级别为 3 时进行未对齐的内存引用。实地址 模式异常

GP - 如果内存操作数有效地址超出 CS、DS、ES、FS 或 GS​​ 段限制。

SS - 如果内存操作数有效地址超出 SS 段限制。

NM - CR0 中的 EM 或 TS 已设置。虚拟 8086 模式异常

GP(0) - 如果内存操作数有效地址超出 CS、DS、ES、FS 或 GS​​ 段限制。

SS(0) - 如果内存操作数有效地址超出 SS 段限制。

NM - CR0 中的 EM 或 TS 已设置。

PF(fault-code) - 如果发生页面错误。

AC(0) - 如果启用了对齐检查并且进行了未对齐的内存引用。

Answer 2

它存储浮点环境。其中包括：当前控制字、状态字、标签字、指令指针和操作数指针。这些存储在内存中的结构中。在 16 位模式下，该结构为 14 个字节。在 32 位模式下，它是 28 个字节。我完全不确定它在 64 位模式下是否可用（64 位模式主要使用 SSE 代替）[编辑：显然在 32 位和 64 位模式下操作相同。]

我不相信它会改变协处理器的任何当前状态[编辑：哎呀——确实如此，它掩盖了 FP 异常，但大多数人从不从一开始就取消屏蔽它们，所以...]——但是当你使用fldenv 时，它会将状态恢复到你使用fstenv 存储它时的状态。

Answer 3

为了完整起见，这里是FSTENV/FNSTENV 指令产生的内存布局。在 x86-64 "Long 64-bit Mode" 和 x86 "32 bit compatibility mode" 中是相同的（除非您在 x86-64 中添加前缀 66h。）

引用this unwieldy英特尔文档，这是布局：

（顺便说一句，上面的图像也应该被命名为“长模式”。）

因此，如果我们在长 64 位模式下运行实际测试：

并在 FNSTENV 指令之后立即中断，并具有以下上下文状态：

它返回的内存布局如下：

我不会隐瞒，这很奇怪。 （从截断的 RIP 寄存器到看起来很奇怪的操作码的任何内容。）但我猜出于遗留原因，它仍然受支持。

好消息是，在对现代 x64 代码进行编码时，这些古老的 x87 FPU 指令现在已经没有多少用途了。在这种情况下，您绝对应该坚持使用 XMM0 到 XMM15 寄存器及其相关指令以满足您的浮点需求。

Answer 4

我想用不同的方法来回答这个问题。

FSTENV 不是“真正的”指令。
搜索“FNSTENV”操作码可能会更幸运。

仔细查看编码（来自Intel SDM）：

FSTENV   9B D9 /6  
FNSTENV  D9 /6

看到前面的“9B”了吗？
它实际上是“FNSTENV”前面的“FWAIT”。

因此，“FSTENV”与许多其他指令一样，只是大多数汇编程序和反汇编程序都理解的约定。

英特尔手册确实提到了这个特性，但你不应该期望它在 100% 的情况下是准确的，有时它可能会忽略这些细节：

FSTENV/FNSTENV - 存储 x87 FPU 环境（第 2A 卷 3-393）

汇编器为 FSTENV 指令发出 两条指令（一条 FWAIT 指令后跟一条 FNSTENV 指令），并且处理器分别执行这些指令中的每一个。如果为 这些指令中的任何一条，保存 EIP 都会指向导致异常的指令。

有很多这样的“特殊”说明。
例如，您可能会惊讶于much NOP's there are in x86， 他们通常给其他指令起别名。

奖金 - 有用的资源

Intel XED 可以在您的斗争中派上用场，原因如下：

1. 它可以用作编码器/解码器来验证其他工具。
2. datafiles 是人类（和机器）可读 ISA 信息的良好来源。您可以找到解释数据文件结构的 engineering notes。

Go asm 有一个名为 x86.csv 的东西，它列出了 x86 指令 采用英特尔 SDM 方式，但有时带有附加信息。
如果您将其 grep 为“FSTENV”，您将看到与之关联的“伪”标签。
请注意，x86.v0.2.csv 可能会遗漏一些说明，尤其是来自较新扩展的说明（不过，这将在 v0.3 中修复）。