長らく８０８７ＦＰＵの命令の練習を続けてきましたが、前回にて一応の完了といたしたいと思います（本人まだやる気ですが別シリーズ化の予定。）今回から３２ビット、とも思いましたが、x86（16bit）範疇にはまだまだ命令が存在します。80186と80286で追加された命令どもです。なかなか３２ビットモードに入れんぞなもし。
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※実機動作確認（といってもエミュレータなんだけれども）には以下を使用させていただいております。
現在までに練習してきた命令の範囲
ｘ８６（ｘ６４）は、広大無辺な命令セットを３つの世界に散りばめております。
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- インテル８０８６を起源とする１６ビット世界
- インテル８０３８６を起源とする３２ビット世界
- ＡＭＤ６４を起源とする６４ビット世界
ここまで「１」のカテゴリを x86(16bit)と題して練習してきたつもりであったのですが、練習済の範囲は以下のようです。
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- ８０８６／８０８８の命令セット
- ８０８７の命令セット
８０８６と８０８８の命令セットは同一、違いはバス幅とプリフェッチ・キューの深さのみです（蛇足ですが、８０８６のプリフェッチキュー２バイト分の面積を潰して、バス幅が常に８ビットになるように細工を施したものが８０８８デス。）
一方８０８７のＦＰＵ命令セットも、後継機種（８０３８７など）が追加されるにつれ「拡張」されてますが、今までの練習では原則８０８７範囲といいつつ、メンドイところ（三角関数とか）は８０３８７範囲にはみだして練習してしまってます。
さてまだ１６ビット世界には残りがあります。
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- ８０１８６／８０２８６に共通の拡張命令群
- ８０２８６で導入された１６ビット・プロテクトモードの命令群
「１」のカテゴリの命令は、８０８６／８０８８には無い命令ですが、長らく後継機種で活用されるものどもなので、飛ばすわけにもいきませぬ。
「２」のカテゴリの命令は、今やｘ８６の黒歴史的な扱いでアプリケーションレベルではお目にかかることはないかと思います。しかしＯＳやＢＩＯＳによっては今でもブートの奥底に潜んでいるかもな命令どもデス。
今回は次回以降、そそくさと練習するつもりの命令共の一覧を掲げたいと思います。
８０１８６／８０２８６に共通の拡張命令群
この範疇の命令どもが以下に。
| mnemonic | 命令動作 |
|---|---|
| ENTER | プロシージャに入る（スタックフレーム生成） |
| LEAVE | プロシージャを去る（スタックフレーム消去） |
| BOUND | 配列アクセスの検証命令 |
| INS | ブロック入力 |
| OUTS | ブロック出力 |
| PUSHA | 汎用レジスタを全てプッシュ |
| POPA | 汎用レジスタを全てポップ |
| PUSHI | 即値のプッシュ |
| IMUL immS | 符号付即値の掛け算、結果は１６ビット |
| shift/rotate imm | 即値指定のシフト、ローテイト |
３２ビット以降でも使われている命令もあり、そうでない命令もあり。上記テーブルの先頭部分におかれたENTER／LEAVE命令などは、「セマンティック・ギャップ」が問題と叫ばれていたころに、PASCALコンパイラなどのコード生成で使われているのを見た記憶があります（いつの時代だ？） しかし、最近は使っているのを見ないなあ、残念。因みにENTER／LEAVE命令については１８６以降の拡張命令なのですが、ｘ８６の「標準的なスタックフレーム」を説明するのにドンピシャな命令であるので、以下の過去回で先走って既に練習済です。
ぐだぐだ低レベルプログラミング(199)x86(16bit)、ENTER、LEAVEその１
ぐだぐだ低レベルプログラミング(200)x86(16bit)、ENTER、LEAVEその２
次回以降、残りいくつかを１６ビット環境で練習して、お茶を濁したいと思います。
８０２８６で導入された１６ビット・プロテクトモードの命令群
８０２８６において導入されたプロテクトモードは、ｘ８６に４層の特権構造に基づく保護機構を導入した上で、仮想記憶も構築してくれる当時過激な「新モード」でした。ただし、２８６時点では１６ビットの処理であり、メモリモデルはセグメンテーションのみです。
８０３８６以降、プロテクトモードの中で３２ビットのセグメントという新概念が有効となった上で、そのセグメント内でさらにページング機構によりメモリマネージメントを行う仕組みができました。すると多くのオペレーティング・システムはメンドクさいセグメンテーションの仕組みを後ろに隠し（無くなったわけではなく、初期設定時に通り抜けるのですが）、「３２ビットのフラットでリニアな」メモリ空間の中で３２ビットのネイティブ・アプリケーションを動かすようになりました。以降、セグメンテーションによるプロテクトモードは忘れ去られていきます。しかし、ハードウエアの奥底に隠れており、OSやBIOSのシステムブート時にこっそり動いていたりするみたいです。
この範疇の命令どもが以下に。
| mnemonic | 命令動作 | リアルモードでの実行可否 |
|---|---|---|
| LMSW | MSWへのロード | 実行可能 |
| SMSW | MSWのストア | 実行可能 |
| LGDT | GDTRへのロード | 実行可能 |
| SGDT | GDTRのストア | 実行可能 |
| LLDT | LDTRへのロード | #UD |
| SLDT | LDTRのストア | #UD |
| LIDT | IDTRへのロード | 実行可能 |
| SIDT | IDTRのストア | 実行可能 |
| LTR | TRへのロード | #UD |
| STR | TRのストア | #UD |
| VERR | 読み取り可能か検証 | #UD |
| VERW | 書き込み可能か検証 | #UD |
| LAR | アクセス権バイトのロード | #UD |
| LSL | セグメントリミットロード | #UD |
| ARPL | 特権レベルの調整 | #UD |
| CLTS | TSフラグのクリア | 実行可能 |
上記の命令どものうち限られたいくつかは、RESET時のデフォルトである１６ビット・リアルモードから、プロテクトモードへ遷移するのに必要なので、リアルモードでも実行可能です。一方、上記で#UDと書かれた命令共は、リアルモード実行中では無用の命令どもで、実行すると未定義命令例外を引き起こすことになります。
こいつ等の練習は、ちょっとメンドイ。多分、すごくメンドイ。特にFreeDOS上で練習するのはどしたら良いの？まあ、考えてみるのが練習か。大丈夫か。