第十八課浮點反匯編分析

1、浮點寄存器棧的棧頂指針在狀態(tài)寄存器的(OZ (OZ 。共 位合計 個數(shù)值，分別為 ，也就是 ，指示當前的棧頂位置在哪個浮點寄存器上。假如為 ，則浮點寄存器棧頂位于 ,68 。執(zhí)行一條 ,2*，相當于 執(zhí)行一條 6;9. 指令，狀態(tài)寄存器的 (OZ (OZ 減 ，變成了 ，這時 :56 指針指向 ,68 。 再把值寫入 9: 條件碼（) ) ）： 的條件碼作用相當于 中的+LRGMY 寄存器的條件碼的作用。棧頂指針（:56）：棧頂指針 是 浮點寄存器的索引值。共 個值，分別指示 ,68 ,68 ，在匯編語法層，9:（ ）表示棧頂浮點仿真庫的實現(xiàn)與 ) 浮點庫反匯編分析之六 ,6; 編程 ,6;

2、編程前面幾章都是講述計算原理，在 )6; 支持的基本整型的基礎(chǔ)建立了幾個類型模板，支持通用用的 （也即沒有長度或精度限制的）整型計算、定點數(shù)計算、浮點數(shù)計算、基本函數(shù)計算，實際上是實現(xiàn)了個 ) 仿真庫。這些內(nèi)容雖然對理解計算原理非常重要，但 除了)-;可能在領(lǐng)域有點價值之外，其他的幾個模板應(yīng)用價值均不大。目前，支持 /+ 標準的浮點硬件已經(jīng)普及。通用 )6; 均已內(nèi)置了浮點單元，最大可支持擴展雙精度類型，足以滿足一般計算的需要。特殊環(huán)境 下的開發(fā)（例如系統(tǒng)）即使沒有浮點硬件，編譯器也可能提供基本的仿真庫。畢竟，浮點運算已經(jīng)是 ) ) 不可或缺的一部分。而且，在編譯器中實現(xiàn)一 兩種浮點類型（例如

3、單精度類型和雙精度類型），技術(shù)難度和工作量并不大（本書的代碼就是一個證明），,58:84 早在幾十年前就是這么做的。因此，在實 際的開發(fā)工作中，重要的不是自己實現(xiàn)已經(jīng)實現(xiàn)的東西，而且如何更好地控制浮點硬件，從而得到更穩(wěn)定、更高效的代碼。自然，正如 )6; 一樣，每一個浮點硬件系統(tǒng)都是不一樣的，且不提運算過程的處理細節(jié)，即使是編程 模型、指令集也會有很大的區(qū)別，因此講述所有的浮點硬件是不現(xiàn)實的。不過，它們一般都遵循 /+ 標準，這意味著在邏輯層面，它們是大同小異的，因此講述 所有的浮點硬件也是沒有必要的。+2 的 系列的 )6; 是目前 6) 的主流，它內(nèi)置的浮點處理單元 ,6;（早年是 數(shù)學協(xié)

4、處理器）因而也成了最常用的浮點硬件。本章就以 ,6; 為例講述浮點硬件編程，而后面的幾章將反匯編分析建立在 ,6; 之上的 ) 浮點庫，從而得到計算編程系統(tǒng)的完整印象。 ,6; 簡史早在 位的 年代， 就作為 的數(shù)學協(xié)處理器出現(xiàn)。當時的 是一個與 分離的的浮點指令，但浮點指令與其他 指令混，它使用的浮點指令是合在一起執(zhí)行。后來，在 中， ,6; 出現(xiàn)了，取代了原先的協(xié)處理器，這是 ,6;在 / 體系中的首次出現(xiàn)。 ,6; 延續(xù)了協(xié)處理器的浮點指令集。 編程環(huán)境 ,6; 有的指令和配套的寄存器。它的指令是 浮點指令，配套的寄存器有： 個 位的數(shù)據(jù)寄存器、 個 位的控制寄存器、 個 位的狀態(tài)寄存

5、器、 個 位的標志寄存器、 個最后指令地址寄存器、 個最后操作數(shù)寄存器、 個操作碼寄存器。其中，最后 個寄存器用于最后一次操作的信息，主要 用于異常處理。編程主要是圍繞數(shù)據(jù)寄存器堆棧、狀態(tài)寄存器和控制寄存器進 行的，其他部分則多用于調(diào)試支持。 數(shù)據(jù)寄存器（*GZG 8KMOYZKX）,6; 有 個 位 的寄存器（ ），使用擴展雙精度格式操作數(shù)。當內(nèi)存中的數(shù)據(jù)載入數(shù)據(jù)寄存器時，如果數(shù)據(jù)格式不是擴展雙精度格式，則在載入過程中進行格式轉(zhuǎn)換。 個寄存器組成一個循環(huán)堆棧，棧頂保存于狀態(tài)寄存器中，相當于堆 棧指針。每次壓棧（,2* 指令載入數(shù)據(jù)），堆棧指針就減 ，在 之間循環(huán)。代碼并不直接使用這個指針操作

6、這些寄存器，而是使用 9: d9: 表示。9: 指棧頂，即狀態(tài)寄存器中棧頂指針指示的那個寄存器。假設(shè) 當前狀態(tài)寄存器中的棧頂指針是 4（即4 的寄存器位頂），則 9: O 對應(yīng)的寄存器是：4 O SUJ 例如初始化時狀態(tài)寄存器是 ，,2* 指令裝載了一個數(shù)據(jù)以后，指針減小 是 ，則 9: 即是寄存器 ，而 9: 對應(yīng)的寄存器是： SUJ # 這些計算實際上是以 )6; 管理寄存器的方式這 個寄存器組成的堆棧，比較晦澀。式 不是從 )6; 角度理解，而是從指令角度（也就是編程角度）理解，直接將還有9: d9: 看成一個堆棧，9: 是棧頂，每次壓棧，數(shù)據(jù)向上移動一 個寄存器。例如載入一個數(shù)據(jù)，這個

7、數(shù)據(jù)在 9: 中，再次載入一個數(shù)據(jù)，則當前數(shù)據(jù)在 9: 中，而上次載入的數(shù)據(jù)在 9: 中。這種理解方式相對 簡易。 ,6; 寄存器是相對獨立的，不受過程調(diào)用的影響。程、進程切換時，操作系統(tǒng)也保存這些寄存器，因此它們也不受線程、進程切換的影響。這意味著這些寄存 器是個存放數(shù)據(jù)和傳送參數(shù)的好地方，例如 的數(shù)據(jù)寄存器與 ,6; 的數(shù)據(jù)寄存器名字不同，實際上卻是通過別名機制共用數(shù)據(jù)寄存器。這意味著，33 指令和 ,6; 指令存在資源共享問題，不可同時使用。 狀態(tài)寄存器（9Y 8KMOYZKX） ,6; 有一個 位寄存器顯示當前的狀態(tài)：空閑標志（ 位）、條件判斷標志（ 位）、數(shù)據(jù)寄存器堆棧指針（ 位）、

8、異常標志（ 位）、全局錯誤標志（ 位）、堆棧錯誤標志（ 位）。一般在一個操作完成以后，通過檢測狀態(tài)寄存 器控制流程。在一般編程中，異常標志和條件標志是最重要的。其他部分僅在出現(xiàn)錯誤時才需要關(guān)注，詳情清參閱文獻A C（ ）指令狀態(tài)寄存器是只讀的，因此與它有關(guān)的指令只有一條（但有同步和不同步兩個版本，參見 節(jié)），即 ,9:9=。這條指令將狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容傳送至 寄存器，位次序不變。由于狀態(tài)寄存器共 位，因此正好填滿 。通過檢測 的對應(yīng)位，即到狀 態(tài)控制器的相關(guān)信息，例如前面檢測條件位 ) 的代碼：,9:9=!傳送至 4*+ .!測試 ) # %043?4+: !9: 9: （ ）堆棧指 針位 至

9、位 是堆棧指針（共 位），其值在 和 之間循環(huán)。與常規(guī) 指令使用寄存器模式不同，浮點指令使用堆棧模式（更確切地說，是寄存器模式和堆棧 模式的混合），即一般的浮點指令從棧頂取操作數(shù)，結(jié)果也頂，例如,*6 指令就是如此，它的操作數(shù)來自 9: 和 9: ，結(jié)果于 9: 。一般情形下，用戶只需保證堆棧不出現(xiàn)錯誤（例如溢出），無需 特別在意它的指針。但在特殊情形下，移動堆棧指針可能有利于提高效率。例如正在進行一個復(fù)雜的計算，中間結(jié)果占據(jù)了多個數(shù)據(jù)寄存器：:56 $假 設(shè)當前的堆棧指針位于 JGZG 處，而卻需要計算 YOT JGZG ，那么如何實現(xiàn)呢？常規(guī)方法（不直接操作堆棧指針）代碼：,9:6 JGZ

10、G ,9:6 JGZG ,9:6 JGZG ,9/4 JGZG ,2* JGZG ,2* JGZG ,2* JGZG 如果直接操作堆棧指針（使用 ,/4)9:6 指令），那么：,/4)9:6,/4)9:6,/4)9:6JGZG JGZG JGZG JGZG JGZG JGZG JGZG JGZG ,9/4,*+)9:6,*+)9:6,*+)9:6可以看出，在復(fù)雜計算中，常規(guī)方法的代價就是在數(shù)據(jù)寄存器和內(nèi)存之間進行多次數(shù)據(jù)傳送，降低了 執(zhí)行效率，而直接操作堆棧指針可以避免這些。當然，這個例子是編造的，實際代碼可能沒有這么，而且操作堆棧指針相當（清空堆棧時很容易造成堆棧溢出）。除非迫不得已，一般不

11、建議這么做。（ ）異常位第 章已經(jīng)提及 /+ 定義了 種異常，每種異常均對應(yīng)一個位，共 個位。除此而外，還有一個弱規(guī)范數(shù)異常，當操作數(shù)中出現(xiàn)弱規(guī)范數(shù)時，這個異常位就會被設(shè) 置（但擴展雙精度格式例外）。在這些硬件基礎(chǔ)上，可以建立兩種異常處理模 式：正常模式和安靜模式。正常的異常處理是硬件觸發(fā)異常，被內(nèi)核（操作系 統(tǒng)代碼）捕獲，然后由內(nèi)核傳遞至用戶層，交由指定的異常代碼處理。這種處理模式的特點是，當一切正常、沒有異常觸發(fā)時，異常處理代碼不會被激活，如同不存 在一樣，因此任務(wù)代碼執(zhí)行效率較高。但是一旦觸發(fā)了異常，內(nèi)核代碼和用戶代碼均被激活，處理代碼的執(zhí)行效率較低，系統(tǒng)受到較大干擾。安靜模式就是一切異

12、常，但在任務(wù)代碼執(zhí)行過程中，在一些關(guān)鍵處（例如結(jié)果出來時）進行異常 檢測。如果檢測到異常就進行異常處理，否則繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)代碼。這種模式即使在異常出現(xiàn)時也不會激活內(nèi)核代碼，對系統(tǒng)干擾較小，異常處理代碼的效率也高。但 是，大量的檢測代碼即使在沒有異常時也需要運行（否則怎么知道是否發(fā)生異常了呢），從而導(dǎo)致任務(wù)代碼效率低下。兩種模式各有優(yōu)缺點，選擇的關(guān)鍵在于異常被觸發(fā)的頻率。如果頻率較低，那么正常模式有優(yōu)勢；反 之，安靜模式有優(yōu)勢。幸運的是，在浮點運算中，這兩種模式你都可以根據(jù)情形選用。=OTJUY 標準的異常處理模式就是正常模式，常見的ZX_ KIKVZ 塊和ZX_ IGZIN塊就是這種模式在 )

13、) 中的對應(yīng)物。與此同時，) 的浮點數(shù)學庫卻使用安靜模式處理可能出現(xiàn)的異 常，例如如果想處理 GYOT 可能出現(xiàn)的定義域錯誤（操作數(shù)學函數(shù)異常的一種情形），那么只需提供一個ESGZNKXX 即可。不過這種模式僅用于 ) 的數(shù)學函數(shù)庫，對普通的浮點代碼無效（) 浮點庫沒有提供異常檢測函數(shù)）。（4）條件位狀態(tài)寄存器有4個條件位，雖然最常見的用處是給出邏輯比較的結(jié)果，但這只是它們在邏輯比較指令中 的作用，在別的指令中，它們還有其他作用，例如在 FXAM 指令中它們給出操作數(shù)的類型、在 FPREM 指令中它們返回商的最低3個位?？紤]到這些，更確切的 名字應(yīng)該是指示位。按返回結(jié)果方式的不同，x87 FP

14、U 有兩類邏輯比較指令：一類指令直接將結(jié)果設(shè)置到EFLAGS 寄存器中，例如 FCOM 指令；一類則將結(jié)果設(shè)置在狀態(tài)寄存器的條件位中，例如FCOMI 指令。兩者在使用上也有差異，例如比較兩個數(shù)的大小，使用 FCOMI 指令是：FLDQWORD PTRESIFLDQWORD PTRESI+8FCOMIST(0), ST(1);占用 EFLAGS 部分JBMYNEXT2需要將兩個數(shù)都載入寄存器，但檢測結(jié)果比較方便。而 FCOM 指令正好相反：FLDQWORD PTRESIFCOMQWORD PTRESI+8FSTSW;占用 AXANDEAX,100H;測試 C0=1?JNZMYNEXT2;ST0

15、ST1只需載入一個即可，但檢測結(jié)果比較麻煩，而且會破環(huán) AX。我 喜歡使用 FCOMI 指令（此時無需關(guān)心 C0,C1,C2,C3的意義），但在 VC6浮點庫中沒有見到 FCOMI 指令。這里有一個重要的原因，那就是 FCOMI 指令是 P6系列才引入 IA-32體系的，先前的 CPU 不支持。因此，如果需要考慮兼容性，F(xiàn)COM 指令是唯一的選擇。C0,C1,C2,C3的 意義參見附錄 B 指令說明部分。另一個需要特別注意的細節(jié)是 ,)53/ 指令 的特性，它只設(shè)置 +,2-9 寄存器的 ,、), 和 6,，沒有設(shè)置 9, 和 5,，因此 ,)53/ 指令的結(jié)果類似無符號整型的結(jié)果，這意味著緊

16、跟的分支指令應(yīng) 該使用 0 0+ 0+ 0(+ 0(，而不要使用 0- 0-+ 0+ 02+ 02。否則，結(jié)果會出錯。 控制寄存器（)UTZXUR 8KMOYZKX）在浮點運算中，需要控制的一般就是計算精度、舍入模式和異常，因此控制寄存器非常簡潔。唯一比猜測多出的是無窮控制位（/TLOTOZ_ )UTZXUR），這是 數(shù)學協(xié)處理器的遺跡（我始終沒有弄明白， 數(shù)學協(xié)處理器怎么用這個位），在 / 體系中已沒有用處。編寫控制寄存器的操作代碼需要非常一個域，例如 下列代碼：，最常見的錯誤是在一個域時無意中改變了另IUTZXURY # +3E68+)/! 精度異常EEGYS ,2*)= IUTZXURY

17、 設(shè)置這段代碼的目的是精度異常，但實際上它也同時清除了對其他異常的以及精度設(shè)置和舍入模式 設(shè)置。更為麻煩的是，改變精度設(shè)置和舍入模式導(dǎo)致的計算精度不夠或錯誤是很難察覺的。避免這種錯誤的基本方法就是對控制寄存器操作提供標準函數(shù)，不允許其他代碼操作控制寄存器。參考，更為通用的代碼將在第 章 ) 浮點函數(shù)庫中給出。本節(jié)給出的代碼（ ）指令控制 寄存器可以讀寫，有兩條指令，即載入指令 ,2*)= 和指令 ,9:)=，兩者的操作數(shù)均是 位內(nèi)存單元。代碼示例如下：TYOMTKJ YNUXZ IUTZXURY!EEGYS ,2*)= IUTZXURYEEGYS ,9:)= IUTZXURYEEGYS ,2*

18、)= =58* 6:8 A+96 C（ ）異常位控制寄存器的低 位用于控制 種異常的作，可以定義一組常量：，設(shè)置相應(yīng)位即可異常。為了方便操 JKLOTK +3E391 , JKLOTK +3E/42/*E56+8:/54 JKLOTK +3E*+45832E56+84* JKLOTK +3E+85E*/*+ JKLOTK +3E5E*5;(2+E 使用擴展雙精度的設(shè)置代碼： TYOMTKJ YNUXZ IUTZXURY!EEGYS ,9:)= IUTZXURY 獲取控制寄存器內(nèi)容IUTZXURY # d6)E391! 清零 否則可能設(shè)置錯誤 IUTZXURY b# 6)E+E*5;(2+E !

19、 位 精度EEGYS ,2*)= IUTZXURY 設(shè)置（ ）舍入模式 ,6; 均支持 節(jié)曾式的選擇：的 種舍入模式，控制寄存器的位 和位 控制舍入模同樣可以定 義常量： JKLOTK 8)E391 ) JKLOTK 8)E4+8+9: 舍入模式8)最近舍入 (向 舍入 (向 舍入 (向 舍入（截斷舍入） (精度6)/+ 單精度 位 (保留 (/+ 雙精度 位 (/+ 擴展雙精度 位 ( JKLOTK 8)E*5=4 JKLOTK 8)E;6 JKLOTK 8)E:8;4):+使用最近舍入模式的設(shè)置代碼： ) TYOMTKJ YNUXZ IUTZXURY!EEGYS ,9:)= IUTZXUR

20、Y 獲 取控制寄存器內(nèi)容IUTZXURY # d8)E391! 8) 位清零即是最近舍入EEGYS ,2*)= IUTZXURY 設(shè)置 其他寄存器除 了控制寄存器和狀態(tài)寄存器， ,6; 還有幾個寄存器，這些寄存器的主要作用在或調(diào)試而非一般編程的接口。于（ ） 標志寄存器（:GM 8KMOYZKX）在操作數(shù)據(jù)寄存器堆棧時，如果寄 存器為空（即沒有初始化過），那么一般浮點指令將出錯；如果寄存器已經(jīng)有數(shù)據(jù)，那么 ,2* 指令將出錯。這么規(guī)定的目的是在出現(xiàn)誤操作時通過觸發(fā)異常（堆棧 溢出），避免計算錯誤，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是，僅僅根據(jù)數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容（即數(shù)據(jù)本身）無法判斷該寄存器是否為空，于是就出現(xiàn)

21、了標志寄存器。標記是否為空只需 位，但是每個標記使用了 位，這樣就有 種可能的標記：可見，雖然標記的最初目的是用 于標記是否為空，但兼顧了優(yōu)化計算的目的。除了空之外的 個標記顯然是按計算特性劃分的。一般有限數(shù)需要進行計算， 可以快速處理，而特殊值不能參與計 算，只能特殊處理。（ ）調(diào)試寄存器標記說明 一般有限數(shù) 特殊值，例如格式、4G4、弱 規(guī)范數(shù) 空，即沒有初始化過為 了進一步支持調(diào)試， ,6; 還實現(xiàn)了最后指令地址寄存器、最后操作數(shù)地址寄存器和操作碼寄存器。浮點計算過程中，當異常被觸發(fā)時，調(diào)試最需要知道的自然是哪兒觸發(fā)了這個異常的以及在干什么時觸 發(fā)的。最后指令地址寄存器給出異常指令的地址

22、，如果這條指令使用內(nèi)存操作數(shù)，那么最后操作數(shù)地址寄存器給出操作數(shù)的內(nèi)存地址。所給出的地址是 位全局地址，即選擇子 偏移形式，例如 )9 +/6 或 *9 +9/。相關(guān)資料 可以參閱文獻A C或 保護模式編程。這些寄存器最可能的用戶是 調(diào)試器，一般用戶不大可能編寫指令級異常處理程序，即使是調(diào)試錯誤也是在調(diào)試器的支持下進行的，因此知道即可，無需關(guān)心細節(jié)。 ,6; 指令 指令簡介絕大部分浮點指令都是同步指 令，即當指令返回時，功能已經(jīng)完成，但有部分控制指令除了同步指令外，還有一個非同步指令的形式，例如狀態(tài)寄存器指令 ,9:9= 就有一個非同步指令 ,49:9=。其實，同步指令實際上是兩條指令，例如

23、,9:9= 指令實際 上是：,=/:,49:9=在 編程的其他領(lǐng)域，有時也有非同步代碼（一般稱異步代碼，例如 =OTO 6/ 的=XOZK,ORK 接口就有異步調(diào)用方式），使用它們的主要目的是使的硬件設(shè)備并行，從而提高效率，但在 ,6; 編程中，使用非同步指令的主要目的是避免異常檢查。也就是說，同步指令在功能完成即將返回之前會進行異常檢查（即檢查狀態(tài)寄存器的異常位），如果發(fā)現(xiàn)有異常位被設(shè)置且控制寄存器對應(yīng)的異常位沒有設(shè)置，那么將觸發(fā)異常，而非同步指令不做這種檢查，因此即使有異常發(fā)生而且沒有被，也不會觸發(fā)異 常。 指令分類 ,6; 指令集大約有近 條指令，下面對這些指令作簡要介紹，更進一步的資料

24、請參閱附錄 浮點指令說明或文獻A C。（1）數(shù)據(jù)傳 輸指令這些指令類似 x86指令集中的 MOV 指令，它們將數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)寄存器 之間、數(shù)據(jù)寄存器和內(nèi)存之間進行傳輸。數(shù)據(jù)格式隨指令不同，可能是浮點數(shù)，也可能是整數(shù)或 BCD 碼。當源操作數(shù)和目的操作數(shù)的數(shù)據(jù)格式不一致時，還會進行 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。某些指令（例如FCMOVcc 指令）有兼容性問題，P6系列以前的 CPU 不支持。（2）常量裝載指令浮點運算中常用到一些常量，例如1.0和 ，x87 FPU 內(nèi)置了這些數(shù)據(jù)方便使用。由于數(shù)據(jù)寄存器使用擴展雙精度格式，因此這些內(nèi)置數(shù)據(jù)的精度至少達到了64位的精度。（3）基本算術(shù)指令常說的四則運算及其他一些相關(guān)

25、指令。不過，不對稱的雙目運算符（例如減法和除法）引入了反向運算，這些指令完成同樣的功能，但參數(shù)的位置正 好顛倒了。引入這些指令的目的顯然是減少數(shù)據(jù)寄存器操作，方便使用。FADD/FADDP/FIADD加法FSUB/FSUBP/FISUB減法FSUBR/FSUBRP/FISUBR反向減法FMUL/FMULP/FIMUL乘法FDIV/FDIVP/FIDIV除法FDIVR/FDIVRP/FIDIVR反向除法FPREM/FPREM1計算部分余數(shù)，由于取整不同有兩種。FABS計算絕對值FLD1載入+1.0FLDZ載入+0.0FLDPI載入FLDL2E載入 log2eFLDLN2載入 loge2，即 ln

26、2FLDL2T載入 log210FLDLG2載入 log102FLD/FILD/FBLD將內(nèi)存或數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)載入數(shù)據(jù)堆棧FST/FSTP/FIST/FISTP/FBSTP將 ST(0)中的數(shù)據(jù)保存到指定的內(nèi)存或數(shù)據(jù)寄存器FXCH交換兩個數(shù)據(jù)寄存器中的內(nèi)容FCMOVcc滿足條件 cc 則將指定的數(shù)據(jù)寄存器拷貝到 ST(0)（ ）比較指令比 較兩個數(shù)的大小，即常說的邏輯運算。（ ）函 數(shù)指令計算一些常見的函數(shù)值，主要是三角函數(shù)、反三角函數(shù)和對數(shù)函 數(shù)。某些函數(shù)可能有操作數(shù)大小限制（例如 9OTK 函數(shù)），即使定義域是整個實數(shù)域，需要特別注意。（ ）控制指令這 些指令控制 ,6; 的各個方面，

27、例如讀寫控制寄存器、讀狀態(tài)寄存器等。,/4)9:6 ,*+)9:6增減堆棧指針,8+清空數(shù)據(jù)寄存器,/4/: ,4/4/:初始化 ,6;,)2+ ,4)2+清除異常標志,9:)= ,49:)=讀控制寄存器,9/49OTK 函數(shù),)59)UYOTK 函數(shù),9/4)59一次完成 9OTK 函數(shù)和)UYOTK 函數(shù)的計算,6:4部分正切函數(shù),6:4部分反正切函數(shù), 3 計算 ,?2 計算 _RUM ,?2 6 計算 _RUM 66比較大小，結(jié)果在 ) 、) 和 ) 中66比較大小，結(jié)果在 ) 、) 和 ) 中6整數(shù)比較大小，結(jié)果在 ) 、) 和 ) 中/6比較大小，結(jié)果在+,2-9 中/6比較大小，

28、結(jié)果在+,2-9 中,:9:與 比較，結(jié)果在 ) 、) 和 ) 中,3判別數(shù)據(jù)類型，結(jié)果在 ) 、) 和 ) 中,).9改變符號，即計算相反數(shù),84*取整運算,9)2+將操作數(shù)放大 的冪次方，例如_ T,978:平方根運算,:8):將浮點數(shù)分解為指數(shù)和尾數(shù) 指令使用（ ） 設(shè)備初始化初始化硬件只有一條指令 ,/4/:，執(zhí)行 ,/4/: 指令之 后， ,6; 硬件復(fù)位?？刂萍拇嫫髦凳?,，即所有異常被、最近舍入、 位運算精度。狀態(tài)寄存器清零，即沒有異常、堆棧指針是 。標志寄存器是 ,，即 個數(shù)據(jù)寄存器中全空，沒有有效數(shù)據(jù)，但實際上， 個數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容沒有改變。,/4/: 指令在復(fù)位硬件前會檢查

29、狀態(tài)寄存器中，如果有異常發(fā)生且控制寄存器沒有該異常則觸發(fā)該異常，,4/4/:的異常狀 態(tài)指令完成與 ,/4/: 一樣的初始化功能，但不進行異常檢測。（ ）系統(tǒng) 設(shè)置,/4/: 指令實際上也作了缺省設(shè)置，不過，它的設(shè)置可能不符合你的 需要。 ,6;的設(shè)置一般有三個方面：異常處理、計算精度和舍入模式，實際上就是控制寄存器的設(shè)置。具體操作參見 節(jié)和 節(jié)。狀態(tài)寄存器和標志寄存器是只讀的，一般不會改寫，但可以通過特殊指令改寫（,9+和 ,89:58 指令）。（ ）計算計算 過程中需要特別注意的是浮點堆棧。由于浮點堆棧不用于程序控制，出了問題以，因此相當隱秘。在 ) ) 后不會立即來，即使來也不一定會導(dǎo)致

30、程序,2*)=寫控制寄存器,9:+4 ,49:+4保存 ,6; 執(zhí)行環(huán)境，不包括數(shù)據(jù)寄存器,2*+4載入 ,6; 執(zhí)行環(huán)境，不包括數(shù)據(jù)寄存器,9+ ,49+保存 ,6; 信息，包括數(shù)據(jù)寄存器,89:58載入 ,6; 信息，包括數(shù)據(jù)寄存器,9:9= ,49:9=讀狀態(tài)寄存器,=/:等待,456空操作等高級語言編程過程中，編譯器處理了這個問題，但在匯編語言中需要自己處理這個問題。在代碼編寫過程中，要清楚自己使用的數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)容及個數(shù)，一旦不需要就及時清空。數(shù)據(jù)寄存器只 有 個，因此除非做好了詳細計劃，一般不要使用它們長期數(shù)據(jù)。減少寄存器使用個數(shù)的關(guān)鍵在于挑選合適的指令并且安排好指令序列，盡量減少中

31、間結(jié)果的個數(shù)。例如實現(xiàn) G H I 的代碼可以是 ,2* G,2* H,2J I,*6 9: 9: ,*6 9: 9: 最多使用了 個數(shù)據(jù)寄存器，換個形式：,2* G,* H,* I只使用了 個數(shù)據(jù)寄存器。（ ）設(shè)備信息的現(xiàn)代操作系統(tǒng)多是多用戶系統(tǒng)，有多任務(wù)（進程或線程）調(diào)度功能，用戶任務(wù)經(jīng)常被切換。假設(shè)任務(wù) 正在進行浮點運算， ,6; 正在執(zhí)行一個指令序列，此時發(fā)生了線程切換，線程 ( 取代線程 獲得了對 ,6; 的控制，線程 ( 自然也可能使用 ,6;，那么顯然線程 的中間結(jié)果（正在數(shù)據(jù)寄存器堆棧中）和設(shè)置將被破壞。當線程 再度獲得對 ,6; 的控制時，此時的 ,6; 已是線程 ( 使用時

32、的狀態(tài)，線程 的計算將出現(xiàn)錯誤。同樣，線程 ( 也是一團糟。這個問題實際上是個簡單的共享信息問題，解決之道就是在任務(wù)切換時進行 信息的保存和恢復(fù)，從而使各任務(wù)的信息互不干擾。 ,6; 為了支持這一功能，提供了兩條指令，即 ,9+ 指令和 ,89:58 指令。當任務(wù)被掛起時，操作系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度模塊使用 ,9+ 指令將 ,6; 保存于任務(wù)數(shù)據(jù)塊中。當任務(wù)被恢復(fù)時，使用 ,89:58 指令將 ,9+ 指令保存的數(shù)據(jù)載入 ,6;。如此，計算將不受任務(wù)切換的影響。如果你想自己處理浮點異常，那么就需要熟悉 ,9+ 指令保存的信息格式，因為在=OTJUY 中，當異常發(fā)生時，內(nèi)核正是通過 ,9+ 指令將 ,6;

33、 的信息保存起來傳遞給異常處理代碼。當然，在這個層次處理異常通常是操作系統(tǒng)和浮點庫的任務(wù)。除非你想創(chuàng)建一個浮點庫并且該浮點庫完善到自己進行異 常處理，否則你不需要熟悉 ,9+ 指令和,89:58 指令。 代碼示例為測試方便，本節(jié)代碼使用了 ) 的匯編，但使用了 TGQKJ 函數(shù)修飾符，盡量匯編的特征。由于 ) )8: 的初始化代碼在程序啟動時就已經(jīng)初始化了 避免,6; 以支持 JUHRK 類型，而本節(jié)代碼也使精度類型，因此無需再初始化 ,6;，相關(guān)的設(shè)置也被忽略。實際上，本節(jié)只需注意 ,6; 的指令和寄存器的使用即可。數(shù)組求和 ,RUGZ9S 演示基本 的浮點操作，冒泡排序 ,RUGZ9UXZ

34、 演示浮點比較操作，9OTK 函數(shù)表 ,RUGZ9OT 演示堆棧管理。所有函數(shù)均使用 ) ) 缺省的 EEIJKIR 調(diào)用約定，因此返回時無需堆棧。為了盡量減少代碼，所 有函數(shù)都沒有進行輸入值檢測等工作，實際代碼應(yīng)該做這項工作以提高穩(wěn)定性。 數(shù)組求和數(shù)組求和是非常簡單的常用代 碼：JUHRK ,RUGZ9S JUHRK VJ IUTZ aJUHRK YS # !LUX O # ! OIUTZ! O YS # VJAOC!XKZXT YS!c將上述邏輯轉(zhuǎn) 換為匯編代碼，除了常規(guī)的循環(huán)控制之外，只使用了 ,2* 和 ,* 兩條浮點指令以及 9: 寄存器。由于 ) 將 9: 作為浮點返回值，因此浮點

35、堆很簡單，幾乎無需注意。代碼如下：棧指針問題也EEJKIRYVKI TGQKJ JUHRK ,RUGZ9S JUHRK VJ IUTZ aEEGYSa6;9.+9/,2* 9: 清 零35+9/ A+96 C VJ35 A+96 C IUTZ3?2556 0+) 3?+/:,*7=58* 6:8 A+9/C 相加*+)+) 計數(shù)器*+9/ 地址遞增0363?25563?+/: 656+9/8+: 結(jié) 果在 9: 中返回cc 冒泡排序這個程序?qū)⒔o定的數(shù)組按從小到大的次序排列，邏輯要復(fù)雜一些，) 代碼是：UOJ ,RUGZ9UXZ JUHRK VJ IUTZ aH)UTZOTK # O Q!JUHRK ZKSV!Q # IUTZ!NORK H)UTZOTK aQ !H)UTZOTK # !LUX O# ! OQ! O aOL VJAOC $ VJAO C aZKSV # VJAOC!VJAOC #