Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developers Manual Volume 1, Basic Architecture

Vol. 1 xi
CONTENTS
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9.4.1 Data Transfer Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-8
9.4.2 Arithmetic Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-8
9.4.3 Comparison Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-9
9.4.4 Conversion Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-9
9.4.5 Unpack Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-9
9.4.6 Logical Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-10
9.4.7 Shift Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-10
9.4.8 EMMS Instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-10
9.5 COMPATIBILITY WITH X87 FPU ARCHITECTURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-10
9.5.1 MMX Instructions and the x87 FPU Tag Word . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-11
9.6 WRITING APPLICATIONS WITH MMX CODE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9-11
9.6.1 Checking for MMX Technology Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-11
9.6.2 Transitions Between x87 FPU and MMX Code. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-12
9.6.3 Using the EMMS Instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-12
9.6.4 Mixing MMX and x87 FPU Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-13
9.6.5 Interfacing with MMX Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-13
9.6.6 Using MMX Code in a Multitasking Operating System Environment . . . . . . . . . . . . . . . .9-14
9.6.7 Exception Handling in MMX Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-14
9.6.8 Register Mapping. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-14
9.6.9 Effect of Instruction Prefixes on MMX Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-15
CHAPTER 10
PROGRAMMING WITH STREAMING SIMD EXTENSIONS (SSE)
10.1 OVERVIEW OF SSE EXTENSIONS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-1
10.2 SSE PROGRAMMING ENVIRONMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-3
10.2.1 SSE in 64-Bit Mode and Compatibility Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-4
10.2.2 XMM Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-4
10.2.3 MXCSR Control and Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-5
10.2.3.1 SIMD Floating-Point Mask and Flag Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-6
10.2.3.2 SIMD Floating-Point Rounding Control Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-6
10.2.3.3 Flush-To-Zero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-7
10.2.3.4 Denormals-Are-Zeros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-7
10.2.4 Compatibility of SSE Extensions with SSE2/SSE3/MMX and the x87 FPU . . . . . . . . . .10-8
10.3 SSE DATA TYPES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-8
10.4 SSE INSTRUCTION SET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-9
10.4.1 SSE Packed and Scalar Floating-Point Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-9
10.4.1.1 SSE Data Movement Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-10
10.4.1.2 SSE Arithmetic Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-11
10.4.2 SSE Logical Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-13
10.4.2.1 SSE Comparison Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-13
10.4.2.2 SSE Shuffle and Unpack Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-14
10.4.3 SSE Conversion Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-15
10.4.4 SSE 64-Bit SIMD Integer Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-16
10.4.5 MXCSR State Management Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-17
10.4.6 Cacheability Control, Prefetch, and Memory Ordering Instructions . . . . . . . . . . . . . . . 10-17
10.4.6.1 Cacheability Control Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-18
10.4.6.2 Caching of Temporal vs. Non-Temporal Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-18