高级浮点运算

beyes

除了简单的加减乘除外，还有许多浮点运算。FPU 提供了浮点运算的高级功能，这些功能应用在科学研究或工程技术上。可用的高级功能指令如下：

指令	描述
F2XM1	计算2的乘方(次数为ST0中的值)减去1
FABS	计算ST0中的值的绝对值
FCHS	改变ST0中的值的符号
FCOS	计算ST0中的值的余弦
FPATAN	计算ST0中的值的部分反正切
FPREM	计算ST0中的值除以ST1中的值的部分余数
FPREM1	计算ST0中的值除以ST1中的值的IEEE部分余数
FPTAN	计算ST0中的值的部分正切
FRNDINT	把ST0中的值舍入到最近的整数
FSCALE	计算ST0乘以2的ST1次乘方
FSIN	计算ST0中的值的正弦
FSINCOS	计算ST0中的值的正弦和余弦
FSQRT	计算ST0中的值的平方根
FYL2X	计算ST1*logST0(以2为基数)
FYL2XP1	计算ST1*log(ST0+1) (以2为基数)

下面程序演示 FABS, FCHS, FSQRT 的使用：

.section .data
value1:
    .float 395.21
value2:
    .float -9145.290
value3:
    .float 64.0

.section .text
.global _start
_start:
    nop
    finit
    flds value1
    fchs
    flds value2
    fabs
    flds value3
    fsqrt

    movl $1, %eax
    movl $0, %ebx
    int $0x80

编译连接后，在 GDB 里查看FPU堆栈里的相关值：

st0            8    (raw 0x40028000000000000000)
st1            9145.2900390625    (raw 0x400c8ee5290000000000)
st2            -395.209991455078125    (raw 0xc007c59ae10000000000)

注意，值的顺序与它们被压入到 FPU 堆栈中的顺序相反。

frndint 指令使用示例：

.section .data
value1:
    .float 3.65
rdown:
    .byte 0x7f, 0x07
rup:
    .byte 0x7f, 0x0b

.section .bss
    .lcomm result1, 4
    .lcomm result2, 4
    .lcomm result3, 4

.section .text
.global _start
_start:
    nop
    finit
    flds value1
    frndint
    fists result1
    frndint
    fists result2

    fldcw rup
    flds value1
    frndint
    fists result3

    movl $1, %eax
    movl $0, %ebx
    int $0x80

编译连接后，在 GDB 里观察 3 个内存位置(result1 - result3)：

(gdb) x/d &result1
0x80490c4 <result1>:    4
(gdb) x/d &result2
0x80490c8 <result2>:    3
(gdb) x/d &result3
0x80490cc <result3>:    4

说明：
由输出可见，在默认情况下，frndint 是向上舍入的，所以 result1 内存的值为 4；
为了把舍入方向设置为向下舍入，舍入位被设置为 01，这使得控制寄存器的值位 0x77f，所以 result2 内存处存放的值为 3 ；
为了把舍入方向设置为向上舍入，舍入位被设置为 10，这使得控制寄存器的值位 0xb7f，所以 result3 内存处存放的值又变为了 4 。