Отображение ММХ-регистров на регистры блока FPU фиксировано и не зависит от значения поля ТОР регистра состояния FPSR. В обозначении ММn число n указывает на физический номер регистра ММn ® Rn. Напомним, что при выполнении операций FPU в обозначении регистра ST(n) число n указывает относительный номер регистра, а его физический номер определяется значением поля ТОР. Поэтому при значении ТОР = 000 регистр ММ0 отображается на ST(0), MM1 - на ST(1) и т. д.; при ТОР = 010 ММ0 отображается на ST(6), ММ1 - на ST(7), MM2 - на ST(0) и т. д.

Так как блоки ММХ и FPU используют физически одни и те же регистры, то для сохранения и восстановления содержимого ММХ-регистров используются команды FSAVE и FRSTOR.

На рис. 2.23 приведены форматы упакованных данных, обрабатываемых ММХ-командами:

•  упакованные байты В7-0 (8 элементов по 8 бит, рис. 2.23,а);

•   упакованные слова W3-0 (4 элемента по 16 бит, рис. 2.23,6);

•  упакованные двойные слова D1-0 (2 элемента по 32 бита, рис. 2.23,в);

•  упакованное счетверенное слово Q (1 элемент, 64 бита, рис. 2.23,г).

а)

Рис. 2.23. Форматы упакованные данных: а) ‑ байты, б) ‑ слова, в) – двойные слова, г) ‑ счетверенное слово

Таблица 2.39 Влияние ММХ-команд на содержимое регистров FPU

Элементами обрабатываемых данных являются соответственно байты, 16-разрядные слова, 32-разрядные двойные слова или 64-разрядные счетверенные слова. При обработке упакованных данных с помощью ММХ-команд одновременно (параллельно) выполняется одна и та же операция над всеми элементами заданного формата, каждый из которых представляет отдельное число (данные). Например, при помощи одной команды можно сложить элементы, хранящиеся в одном ММХ-регистре с элементами в другом ММХ-регистре, получив восемь отдельных результатов (сумм) в виде упакованных байтов. Одновременно можно обработать либо восемь байт, либо четыре слова, либо два двойных слова, либо одно счетверенное слово. Таким образом, реализуется принцип SIMD-обработки: одновременное выполнение одной команды над многими данными (до восьми 8-разрядных элементов). В памяти упакованные данные располагаются так, как это принято в Intel-архитектуре, т. е. младший байт размещается первым - по младшему адресу (рис. 2.24).

Рис. 2.24. Расположение упакованных байтов в памяти по адресу 2000h

Ряд ММХ-команд используют арифметику с насыщением (saturation arithmetic). Если произошло переполнение, то в арифметике с насыщением результатом операции будет ближайшее к полученному значению число, которое умещается в формате, определенном для результата. Таким образом, результат как бы «насыщается» до максимально возможного значения. Например, результатом сложения двух байтов без знака B8h (184) и E1h (225), при использовании арифметики с насыщением, будет байт FFh (255) (рис. 2.25,а). Если сложить байты со знаком 90h (- 112) и E1h (- 31), то результатом сложения с насыщением будет байт 80h (- 128) (рис. 2.25,6).

Арифметика с насыщением различает знаковые и беззнаковые операнды - от этого зависят пределы насыщения (табл. 2.40). Если результат операции не выходит за пределы насыщения, то арифметика с насыщением дает тот же результат, что и обычная арифметика.

Рис. 2.25. Выполнение операций сложения при использовании арифметики с насыщением

Таблица 2.40 Пределы насыщения

Ряд ММХ-команд выполняет операции обычной арифметики с циклическим переносом (wraparound arithmetic). Мнемокоды таких команд не имеют суффикса S или US.

ММХ-команды не изменяют содержимое регистра EFLAGS. При этом переполнение разрядной сетки, возникающее при операциях с упакованными данными, нигде не фиксируется и не вызывает обработки исключения.