如何为独立的可引导代码启用 SSE？

How do I enable SSE for my freestanding bootable code?

（这个问题最初是关于 CVTSI2SD 指令的，我认为它在 Pentium M CPU 上不起作用，但实际上是因为我使用的是自定义指令OS 而且我需要手动启用 SSE。）

我有一个 Pentium M CPU 和一个自定义的 OS，到目前为止还没有使用 SSE 指令，但我现在需要使用它们。

尝试执行任何 SSE 指令会导致中断 6，非法操作码（在 Linux 中会导致 SIGILL，但这不是 Linux），也提到在 Intel architectures software developer's manual（我从现在开始将其称为 IASDM）中作为 #UD - 无效操作码（未定义的操作码）.

编辑：Peter Cordes 实际上找到了正确的原因，并指出了解决方案，我在下面继续：

If you're running an ancient OS that doesn't support saving XMM regs on context switches, the SSE-enabling bit in one of the machine control registers won't be set.

的确，IASDM 提到了这一点：

If an operating system did not provide adequate system level support for SSE, executing an SSE or SSE2 instructions can also generate #UD.

Peter Cordes 向我指出 SSE OSDev wiki，它描述了如何通过写入 CR0 和 CR4 控制寄存器来启用 SSE：

clear the CR0.EM bit (bit 2) [ CR0 &= ~(1 << 2) ]
set the CR0.MP bit (bit 1) [ CR0 |= (1 << 1) ]
set the CR4.OSFXSR bit (bit 9) [ CR4 |= (1 << 9) ]
set the CR4.OSXMMEXCPT bit (bit 10) [ CR4 |= (1 << 10) ]

请注意，为了能够写入这些寄存器，如果您处于保护模式，那么您需要处于特权级别 0。 解释了如何测试它：如果处于保护模式模式，即当 CR0 中的位 0 (PE) 设置为 1 时，您可以从 CS 选择器中测试位 0 和 1，它们应该都是 0.

最后，自定义 OS 必须在上下文切换期间正确处理 XMM 寄存器，在必要时保存和恢复它们。

有此类问题建议您咨询Intel's manual

说明书上写的很清楚CVTSI2SD是SSE2指令

如果您运行使用不支持在上下文切换时保存 XMM regs 的古老或自定义 OS，它不会在机器中设置 SSE 启用位控制寄存器。在这种情况下，所有涉及 xmm regs 的指令都会出错。

我花了一些时间才找到，但 http://wiki.osdev.org/SSE 解释了如何更改 CR0 和 CR4 以允许 SSE 指令在没有 #UD.

的裸机上 运行

我对你的旧版本问题的第一个想法是 你可能已经用 -mavx、-march=sandybridge 或等价物编译你的程序，导致编译器发出所有内容的 VEX 编码版本。

CVTSI2SD   xmm1, xmm2/m32         ; SSE2
VCVTSI2SD  xmm1, xmm2, xmm3/m32   ; AVX

请参阅 https://whosebug.com/tags/x86/info 获取链接，包括 Intel 的 insn set ref 手册。

相关： 有一些关于如何检查对 AVX 和 AVX512 的支持的细节（这也引入了新的架构状态，所以 OS 必须设置一点，否则硬件会出错).它是从另一个角度来的，但链接应该指示如何激活/禁用 AVX 支持。