前回、CRレジスタについて書いた時、つい「常識」と思って通り過ぎてしまいました。しかし、もしかして今時の若者（中年も）には知られていないかも、と思いなおして１回追加です。CR０のLSB、PE（プロテクトモード・イネーブル）ビットのクリアについて。知らなくても全然問題ないケド、パソコンとｘ８６の奥底に残っている仕様。
※「ぐだぐだ低レベル プログラミング」投稿順indexはこちら
LMSW命令ではPEビットをクリアできない
前回、８０３８６以降のプロセッサで装備されるようになった３２ビットの制御レジスタCRｘレジスタのうち、ＣＲ０の下位１６ビットは８０２８６のときから存在し、ＭＳＷと呼ばれていた件書きました。８０２８６では３２ビット幅のＣＲレジスタのアクセス命令は存在しないので、専用のＬＭＳＷ命令で値をロード、ＳＭＳＷ命令で値をセーブです。
３２ビット化以降のＣＲ０でも１６ビット時代のＭＳＷでも下１６ビットには同じ制御ビットが見えているわけです。ここに小ネタあり。
ＬＭＳＷ命令でＰＥビット（プロテクト・モード・イネーブル）を立てることはできるが、クリアすることはできない
一方、８０３８６以降のプロセッサがそなえる３２ビットの「MOV CR0, なんたら」使えばPEビットをクリアすることは可能です。
８０２８６においてプロテクト・モードを設計したヒトは思っていたのです、多分ね。
一度プロテクト・モードに入ったら、リアル・モードに戻ることなどない
ソフトウエアのロジックの美しさを考えたら、あるべき姿じゃないでしょうか。「プロテクト」されている世界から脱獄して「なんでもあり」な世界に戻るなど言語道断。でも実際にはそうはなりませんでした。今にいたるパソコンのハードウエアの礎となったIBM PC/AT（IBM互換機市場が爆発的に成長した。CPUは８０２８６）においては、リアル・モードからプロテクト・モードに入って大きなメモリ（といってたかだか１６Mバイト）を扱った後、あろうことかリアル・モードに戻って入出力などコマケー仕事をやるプログラムが多数でてきてしまったのです。全てをプロテクト・モードで書き直せればよいのですが、既にDOS上のリアル・モードで動くプログラム多数、BIOSもリアル・モード、拡張ハードを制御するドライバなんかもリアル・モードってな具合。結局、「初期の」プロテクトモード使ったOSやスーパバイザの多くがリアル・モードと行き来して処理をすることになってしまったのです。汚いけどショウガナイ。
そのときプロセッサである８０２８６は、ソフトウエアではいったん立てたPEビットをクリアできない（LMSW命令のみ）仕様でした。それでどうしたのか？
走っている最中にリセットかけてリアル・モードに戻った
そのとき使われたのが、キーボードコントローラとして登載されていた８０４２マイクロコントローラ（マイコン）です。年寄がざっくりしたブロックダイアグラムを書くとこんな感じ。
PC/ATの分離型のキーボード本体には、８０４８（インテルの８ビット・マイクロコントローラ）が登載されており、キーをスキャンしてます。結果をシリアル通信でメインボード側に送ってくるのですが、これを受け取るために８０４２（同じく８０４８系の８ビット・マイコン。８０４８との違いとして、ホストプロセッサのバスの先っぽに取り付けてIOとしてアクセスしやすいインタフェースを持っていた）が「いた」のです。こいつを読むことでホスト・プロセッサ（８０２８６）は押されたキーを知ったわけです。なお、いまではこのようなマイコン（ROM／RAMつんでプログラムで動いていた）は撤去されて、ハードウエア回路化されてる筈です。知らんけど。
ここで年寄はピンとくるんじゃないかと。悪名高い？「CTRL＋ALT＋DEL」キーによるキーボード・リセットっすね。キーボードそのものはシリアルで接続しているだけなのに、PCにリセットかけられるっと。これは８０４２の出力ポートの一本が８０２８６のRESETをつつけるように構成されていたためにできる技でした。
一方、ホストである８０２８６が８０４２に「お願い」すれば、自分自身にRESETをかけてもらうことも可能っす。ヤバイね。プログラム走らせている最中にRESETかけるのよ。これはハードウエアの信号をトリガしているのでPEビットを初期化しゼロ・クリアすることが可能です。まあ、RESETかかったときに表面上、プログラムの流れが断絶しないような手当は多いに必要ですけど、リアルモードに戻れる。荒業デス。
８０３８６以降ではPEのソフトウエアによるクリアもできる
上記のハードによるリアルモード復帰は、オーバヘッドもデカいです。それでも初期のプロテクトモード・プログラムは１秒間に何百回もRESET使ってリアルモードに戻ってました。
流石にそれはマズイだろ～、ということになったのか。８０３８６で新設されたMOV CR命令つかってPEビット操作するときには、このビットのクリアを許すことになったとさ（互換性のためLMSW命令ではクリアできないまま。）よって以降ではモード間の行き来が大分楽になったとか、ならないとか。今となってはリアルモードに戻ったりしない（本来の姿）から、ドーでもよい話なんだけれども。
なおPEビットを立てるにせよクリアするにせよ、ビットのON/OFFだけで済む話でもないです。モード遷移のためのしかるべき手順（インテルのマニュアルに書いてあるもんね）を踏まないといけない。ちとメンドイ。