微处理器体系结构专利技术研究方法 第1辑 x86指令集总述

微处理器是集成电路之巅。目前事务处理型微处理器仍主要采用x86体系结构。但其可公开获取的研究资料很少，真实产品设计细节更是秘而不宣。本书以研究专利中的公开技术作为x86体系结构研究的新方法。
按照"指令集结构-微结构-物理实现"层级，沿着数据类型从标量-矢量-矩阵进程脉络，本书按照x86通用指令集、浮点指令集、安全保护类指令集、虚拟化指令集、微指令、指令集扩展等模块分类，从上万条Intel专利中挖掘出x86指令专利，按照技术背景、遇到的问题、解决思路、实现方法与技术采纳，对其进行梳理分析、提炼成章。

前言
第1章 概述 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究方法 3
1.3 研究对象：英特尔x86指令集概述 6
第2章 通用指令集技术专利分析 11
2.1 数据传输指令 11
2.1.1 字节交换指令 11
2.1.2 比较交换指令 12
2.1.3 处理器间数据传输 17
2.1.4 通过寄存器重命名优化数据传输指令 19
2.2 二进制计算指令 20
2.3 位和字节指令 22
2.3.1 位测试和置位指令 22
2.3.2 循环冗余校验 23
2.4 控制传输指令 33
2.4.1 函数调用和返回 33
2.4.2 比较-分支指令 35
2.4.3 中断返回指令 35
2.5 字符串指令 38
2.5.1 执行重复串操作（REP前缀指令） 38
2.5.2 迭代指令计数 41
2.6 杂项指令 42
2.6.1 CPUID指令 42
2.6.2 NOP指令 46
2.7 用户模式扩展状态保存和恢复 49
2.8 通用指令集增强BMI 51
2.8.1 位范围隔离指令 52
2.8.2 增强的整数乘法指令 55
2.8.3 增强的循环移动指令 56
2.8.4 三操作数加法指令 58
2.8.5 通用逻辑运算指令 61
2.8.6 前缀控制的不修改标志位和条件执行 62
2.9 线程类指令技术专利分析 65
第3章 x87浮点指令集技术专利分析 68
3.1 浮点数和整数之间的搬移及转换 68
3.2 浮点数的舍入操作 75
3.3 浮点安全指令识别模块 83
3.4 同步相关指令执行逻辑 84
第4章 安全保护类指令集技术专利分析 87
4.1 高级加密规范新指令集AESNI和PCLMULQDQ技术专利分析 87
4.1.1 标准AES算法实现逻辑和AES轮指令 88
4.1.2 非标准AES算法指令及其实现 90
4.1.3 轮密钥生成指令及其实现 93
4.1.4 AES指令的低硬件开销实现 97
4.1.5 AES指令的组合应用 98
4.1.6 加密模式中的AES指令 99
4.1.7 用PCLMULQDQ指令加速GCM认证模式计算 104
4.2 安全模式扩展指令集技术专利分析 105
4.2.1 隔离模式指令 106
4.2.2 安全环境初始化指令 106
4.3 安全散列算法指令集 109
4.3.1 SHA-1算法、轮操作指令和部分消息调度 110
4.3.2 SHA-256算法和消息调度指令 117
4.3.3 SHA-3（候选）算法实现和相关指令 122
第5章 虚拟化技术专利分析 143
5.1 加速器接口虚拟化 143
5.2 VM调用函数 144
第6章 微指令技术专利分析 148
6.1 CISC指令到RISC指令的转变 148
6.2 事件处理指令 150
6.3 逻辑多数指令 152
第7章 指令集扩展、转换和兼容技术专利分析 154
7.1 指令压缩编码 154
7.1.1 操作码域压缩 154
7.1.2 立即数域压缩 155
7.1.3 相对地址压缩与解压 160
7.1.4 指令格式压缩 164
7.2 标志位控制 165
7.3 加速二进制转换的方法 166
7.4 标签寄存器编码转换 167
7.5 地址空间扩展方法 168
7.6 扩展寄存器集合的指令集支持 169
7.7 寄存器空间扩展方法 171
7.8 64位乱序处理器运行32位程序的高性价比执行方法 173
参考文献 174