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使用 Windows 驱动程序中扩展的处理器功能

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  • 2016 年 7 月

使用扩展处理器功能的 x86 和 x64 系统的 Windows 驱动程序必须在调用 KeSaveExtendedProcessorState 和 KeRestoreExtendedProcessorState 之间包装浮点计算，以避免在使用寄存器的并发应用程序中出现错误。

旧版 MMX/x87 寄存器

这些寄存器对应于XSTATE_MASK_LEGACY_FLOATING_POINT掩码，不适用于 x64 系统的驱动程序。 有关这些寄存器的详细信息，请参阅 在 WDM 驱动程序中使用浮点。

SSE 寄存器

这些寄存器对应于XSTATE_MASK_LEGACY_SSE标志，由 x64 编译器用于浮点运算。 使用这些寄存器的 x86 系统的驱动程序必须在使用前保存它们，方法是在 KeSaveExtendedProcessorState 调用中传递 XSTATE_MASK_LEGACY 或 XSTATE_MASK_LEGACY_SSE 标志，完成后，使用 KeRestoreExtendedProcessorState 还原它们。 这在 x64 系统上是不必要的，但并不有害。 有关这些寄存器的详细信息，请参阅 在 WDM 驱动程序中使用浮点。

AVX 寄存器

这些寄存器对应于XSTATE_MASK_GSSE或XSTATE_MASK_AVX掩码。 新的 x86 处理器（例如 Intel Sandy Bridge (以前的 Gesher) 处理器）支持 AVX 指令和寄存器集 (YMM0-YMM15) 。 在 Service Pack 1 (SP1) 、Windows Server 2008 R2 和较新版本的 Windows 中，x86 和 x64 版本的操作系统在线程 (和进程) 交换机之间保留 AVX 寄存器。 若要在内核模式下使用 AVX 寄存器， (x86 和 x64) 的驱动程序必须显式保存和还原 AVX 寄存器。 AVX 寄存器不能在中断服务例程中使用，并且默认情况下会关闭算术异常。

include ksamd64.inc

        subttl "Set YMM State."
;++
;
; Routine Description:
;   
;   This routine loads the first four YMM registers with the state supplied.
;
; Arguments;
;
;   rcx - Supplies a pointer to the values we want to load.
;
; Return Value:
;
;   None
;
;--

LEAF_ENTRY SetYmmValues, _TEXT$00

        vmovdqa    ymm0,  ymmword ptr[rcx + 0]
        vmovdqa    ymm1,  ymmword ptr[rcx + 32]
        vmovdqa    ymm2,  ymmword ptr[rcx + 64]
        vmovdqa    ymm3,  ymmword ptr[rcx + 96]

        ret

LEAF_END SetYmmValues, _TEXT$00

        end

typedef DECLSPEC_ALIGN(32) struct _YMM_REGISTERS {
    ULONG64 Ymm4Registers[16];
} YMM_REGISTERS, *PYMM_REGISTERS;

VOID
FASTCALL
SetYmmValues(
    __in PYMM_REGISTERS YmmRegisterValues
    );

NTSTATUS
DriverEntry (
    __in PDRIVER_OBJECT DriverObject,
    __in PUNICODE_STRING RegistryPath
    )
{

    NTSTATUS Status;
    XSTATE_SAVE SaveState;
    ULONG64 EnabledFeatures;

    //
    // Load the first 4 YMM registers as 4 vectors of 4 64-bit integers.
    //

    YMM_REGISTERS RegisterValues = { 0, 1, 2, 3,        // YMM0
                                     4, 5, 6, 7,        // YMM1
                                     8, 9, 10, 11,      // YMM2
                                     12, 13, 14, 15 };  // YMM3

    //
    // Check to see if AVX is available. Bail if it is not.
    //

    EnabledFeatures = RtlGetEnabledExtendedFeatures(-1);
    if ((EnabledFeatures & XSTATE_MASK_GSSE) == 0) {
        Status = STATUS_FAILED_DRIVER_ENTRY;
        goto exit;
    }

    Status = KeSaveExtendedProcessorState(XSTATE_MASK_GSSE, &SaveState);

    if (!NT_SUCCESS(Status)) {
        goto exit;
    }

    __try {
        SetYmmValues(&RegisterValues);
    }
    __finally {
        KeRestoreExtendedProcessorState(&SaveState);
    }

exit:
    return Status;
}

KeSaveExtendedProcessorState
KeRestoreExtendedProcessorState
在 WDM 驱动程序中使用浮点数