📄 浮点指令.htm
字号:
<TD>存储浮点值
<TR>
<TD><A
href="http://www.linuxforum.net/books/mhss/arm/fpops.html#binop">SUF</A>
<TD>减法
<TR>
<TD><A
href="http://www.linuxforum.net/books/mhss/arm/fpops.html#unop">TAN</A>
<TD>正切
<TR>
<TD><A
href="http://www.linuxforum.net/books/mhss/arm/fpops.html#unop">URD</A>
<TD>非规格化舍入
<TR>
<TD><A
href="http://www.linuxforum.net/books/mhss/arm/fpops.html#wfc">WFC</A>
<TD>写 FP 控制寄存器
<TR>
<TD><A
href="http://www.linuxforum.net/books/mhss/arm/fpops.html#wfs">WFS</A>
<TD>写 FP 状态寄存器 </TR></TBODY></TABLE>
<P>
<P>本文档部分内容取自 ARM 汇编器手册。</P>
<P>ARM 可以与最多 16 个协处理器相接口(interface)。ARM3 和以后的处理器在 ARM
内有虚拟的协处理器来处理内部控制功能。而可获得的第一个协处理器是浮点处理器。这个芯片处理 IEEE 标准的浮点运算。定义了一个标准的 ARM
浮点指令集，所以编码可以跨越所有 RISC OS
机器。如果不存在实际的硬件，则这些指令被截获并由浮点模拟器模块(FPEmulator)来执行。程序不需要知道是否存在 FP
协处理器。唯一不同的是执行速度。</P>
<P>RISC OS 的 BASIC
汇编器，作为标准，不支持任何真实的浮点指令。你可以转换整数到你的实现定义的‘浮点’并用它们进行(最普通的定点)基本数学运算，但你不能与浮点协处理器交互并以‘固有的’方式来做这些事情。但是，扩展汇编器功能的补丁中包含了
FP 指令。
<P>ARM IEEE FP 系统由 8 个高精度 FP 寄存器(F0 到
F7)。寄存器的格式是无关紧要的，因为你不能直接访问这些寄存器，寄存器只在它被传送到内存或 ARM 寄存器时是‘可见的’。在内存中，一个 FP
寄存器占用三个字，但因为 FP 系统把它重新装载到自己的寄存器中，这三个字的格式是无关紧要的。还有一个 FPSR (浮点状态寄存器)，它类似于 ARM 自己的
PSR，持有应用程序可能需要的状态信息。可获得的每个标志都有一个‘陷阱’，这允许应用程序来启用或禁用与给定错误关联的陷阱。FPSR 还允许你得知在 FP
系统得不同实现之间的区别。还有一个 FPCR (浮点控制寄存器)。它持有应用程序不应该访问的信息，比如开启和关闭 FP 单元的标志。典型的，硬件有 FPCR
而软件没有。
<P>FP 单元可以软件实现比如 FPEmulator 模块，硬件实现比如 FP 芯片(和支持代码)，或二者的组合。二者的最好的例子是 Warm Silence
Software 补丁，它允许 ARM FP 操作利用配备在 PC 协处理器卡上的 80x87 作为作为一个浮点协处理器。
<P>计算的结果如同有无限的精度，接着被舍入成要求的精度。舍入方式有就近舍入，向正无穷(P)舍入, 向负无穷舍入(M),
或向零舍入。缺省的是就近舍入。如果不可抉择，则舍入到最近似的偶数。工作精度是 80 位，其组成是 64 位尾数，15
位指数，和一个符号位。在一些实现中对用单精度工作的指令提供了更好的性能 - 特别是完全基于软件的那些实现。
<P>FPSR 包含 FP 系统所需的状态。总是提供 IEEE 标志，但只在一次 FP 比较操作之后才可获得结果标志。
<P>浮点指令不应该用在 SVC 模式下。
<P>FPSR 的低字节是例外标志字节。 <PRE> 6 4 3 2 1 0
FPSR: 保留 INX UFL OFL DVZ IVO
</PRE>当引发一个例外条件的时候，把在位 0 到 4 中的适当的累计(cumulative)例外标志设置为
1。如果设置了相关的陷阱位，则按操作系统指定的方式把一个例外递送给用户程序。(注意在下溢的情况下，陷阱启用位的状态决定在什么条件下设置下溢标志。) 只能用
WFS 指令清除这些标志。
<P><CODE>IVO - invalid operation 无效操作</CODE><BR>在进行的操作的一个操作数是无效时设置 IVO。无效操作有:
<UL>
<LI>在一个捕获(trapping)的 NaN (not-a-number：非数)上进行任何操作。
<LI>无穷大幅值(magnitude)相减，例如 (+∞) + (-∞)。
<LI>乘法 0 * ∞。
<LI>除法 ∞/∞ 或 x/0。
<LI>x REM y 这里 x = ∞ 或 y = 0。<BR>(REM 是浮点除法操作的余数。)
<LI>任何小于 0 的数的平方根。
<LI>在上溢或操作数是 NaN
的时候进行转换成整数或十进制数。<BR>如果上溢使转换不可能，则生成最大的正或负整数(依赖于操作数的符号)并通知(signal)一个 IVO。
<LI>比较时有未对阶(Unordered)操作数例外。
<LI>ACS、ASN、SIN、COS、TAN、LOG、LGN、POW、或 RPW 有无效/错误的参数。 </LI></UL>
<P><CODE>DVZ - division by zero 除零</CODE><BR>如果除数是零而被除数是一个有限的、非零的数则设置 DVZ
标志。如果禁用了陷阱则返回一个正确的有符号的无穷。还为 LOG(0) 和 LGN(0) 设置这个标志。如果禁用了陷阱则返回负无穷。
<P><CODE>OFL - overflow 上溢</CODE><BR>结果幅值超出目的格式最大的数的时候设置 OFL
标志，舍入的结果是指数范围无限大的(unbounded)。
因为在结果被舍入之后检测上溢，在一些操作之后是否发生上溢依赖于舍入模式。如果禁用了陷阱，要么返回一个有正确符号的无穷，要么返回这个格式的最大的有限数。这依赖于舍入模式和使用的浮点系统。
<P><CODE>UFL - underflow 下溢</CODE><BR>两个有关联的事件产生下溢:
<UL>
<LI>极小值(tininess) - 微小的非零结果在幅值上小于这个格式的最小规格化数。
<LI>准确性损失 - 反规格化导致的准确性损失可能大于单独舍入导致的准确性损失。 </LI></UL>依赖于 UFL 陷阱启用位的值，以不同的方式设置 UFL
标志。如果启用了陷阱，则不管是否有准确性损失极，在检测到极小值时就设置 UFL 标志。如果禁用了陷阱，则在检测到极小值和准确性损失二者时设置 UFL
标志(在这种情况下还设置 INX 标志)；否则返回一个有正确符号的零。因为在结果被舍入之后检测下溢，在一些操作之后是否发生下溢依赖于舍入模式。
<P><CODE>INX - inexact 不精确</CODE><BR>如果操作的舍入的结果是不精确的(不同于可用无穷精度计算的值)，或者在禁用 OFL
陷阱时发生上溢，或者在禁用 UFL 陷阱时发生了下溢，则设置 INX 标志。OFL 或 UFL 陷阱优先于 INX。在计算 SIN 或 COS 的时候也设置
INX 标志，但 SIN(0) 和 COS(1) 例外。老的 FPE 和 FPPC 系统在处理 INX 标志上可能不同。由于这个不一致性，我建议你不要启用
INX 陷阱。
<P> 精度:
<UL>
<LI><CODE>S -</CODE> 单精度
<LI><CODE>D -</CODE> 双精度
<LI><CODE>E -</CODE> 双扩展精度
<LI><CODE>P -</CODE> 压缩(packed)十进制数
<LI><CODE>EP -</CODE> 扩展压缩十进制数 </LI></UL>
<P> 舍入模式:
<UL>
<LI><CODE> -</CODE> 最近(不需要字符)
<LI><CODE>P -</CODE> 正无穷
<LI><CODE>M -</CODE> 负无穷
<LI><CODE>Z -</CODE> 零 </LI></UL>
<P><A name=ldf></A><BR><CODE>LDF{条件}<精度> <fp 寄存器>,
<地址></CODE><BR>装载浮点值。<BR>地址可以是下列形式:
<UL>
<LI>[Rn]
<LI>[Rn], #offset
<LI>[Rn, #offset]
<LI>[Rn, #offset]! </LI></UL>这个调用类似于 LDR。<BR>你的汇编器可能允许使用如下文字：LDFS F0, [浮点值]
<P><A name=stf></A><BR><CODE>STF{条件}<精度> <fp 寄存器>,
<地址></CODE><BR>存储浮点值。<BR>地址可以是下列形式:
<UL>
<LI>[Rn]
<LI>[Rn], #offset
<LI>[Rn, #offset]
<LI>[Rn, #offset]! </LI></UL>这个调用类似于 STR。<BR>你的汇编器可能允许使用如下文字：STFED F0, [浮点值]
<P><A name=lfm></A><A name=sfm></A><BR><CODE>LFM</CODE> and
<CODE>SFM</CODE><BR>它们类似于 LDM 和 STM，但因为一些版本的 FPEmulator 不支持它们就不进行描述了。最新版本的 RISC
OS 3.1x (2.87) 中的 FP 模块支持。如果你想让你的软件只在支持 SFM 的系统上操作就使用它吧。否则你需要用 STF
的一个序列来‘伪造’它。LFM/LDF 也是类似。
<P><A name=flt></A><BR><CODE>FLT{条件}<精度>{舍入} <fp 寄存器>,
<寄存器><BR>FLT{条件}<精度>{舍入} <fp 寄存器>,
#<值></CODE><BR>转换整数成浮点数，要么从一个 ARM 寄存器要么从一个绝对值。
<P><A name=fix></A><BR><CODE>FIX{条件}{舍入} <寄存器>, <fp
寄存器></CODE><BR>转换浮点数成整数。
<P><A name=wfs></A><BR><CODE>WFS{条件} <寄存器></CODE><BR>用指定 ARM
寄存器的内容写浮点状态寄存器。
<P><A name=rfs></A><BR><CODE>RFS{条件} <寄存器></CODE><BR>读浮点状态寄存器到指定的
ARM 寄存器中。
<P><A name=wfc></A><BR><CODE>WFC{条件} <寄存器></CODE><BR>用指定 ARM
寄存器的内容写浮点控制寄存器。<BR>专属超级用户模式，并只存在于支持它的硬件上。
<P><A name=rfc></A><BR><CODE>RFC{条件} <寄存器></CODE><BR>读浮点控制寄存器到指定的
ARM 寄存器中。<BR>专属超级用户模式，并只存在于支持它的硬件上。
<P>浮点协处理器数据操作指令的格式是: <PRE>双目操作{条件}<精度>{舍入} <目的浮点寄存器>, <源浮点寄存器>, <源浮点寄存器>
双目操作{条件}<精度>{舍入} <目的浮点寄存器>, <源浮点寄存器>, #<值>
单目操作{条件}<精度>{舍入} <目的浮点寄存器>, <源浮点寄存器>
单目操作{条件}<精度>{舍入} <目的浮点寄存器>, #<值>
<值>常量应当是 0、1、2、3、4、5、10、或 0.5。
</PRE>
<P><A name=binop></A><BR>双目操作有...<BR><CODE>ADF -</CODE> 加法<BR><CODE>DVF -</CODE>
除法<BR><CODE>FDV -</CODE> 快速除法 - 只定义用单精度工作<BR><CODE>FML -</CODE> 快速乘法 -
只定义用单精度工作<BR><CODE>FRD -</CODE> 快速反向除法 - 只定义用单精度工作<BR><CODE>MUF -</CODE>
乘法<BR><CODE>POL -</CODE> 极化角<BR><CODE>POW -</CODE> 幂<BR><CODE>RDF -</CODE>
反向除法<BR><CODE>RMF -</CODE> 余数<BR><CODE>RPW -</CODE> 反向幂<BR><CODE>RSF -</CODE>
反向减法<BR><CODE>SUF -</CODE> 减法<BR>
<P><A name=unop></A><BR>单目操作有...<BR><CODE>ABS -</CODE> 绝对值<BR><CODE>ACS -</CODE>
反余弦<BR><CODE>ASN -</CODE> 反正弦<BR><CODE>ATN -</CODE> 反正切<BR><CODE>COS -</CODE>
余弦<BR><CODE>EXP -</CODE> 指数<BR><CODE>LOG -</CODE> 常用对数<BR><CODE>LGN -</CODE>
自然对数<BR><CODE>MVF -</CODE> 传送<BR><CODE>MNF -</CODE> 传送取负的值<BR><CODE>NRM -</CODE>
规格化<BR><CODE>RND -</CODE> 舍入到整数值<BR><CODE>SIN -</CODE> 正弦<BR><CODE>SQT -</CODE>
平方根<BR><CODE>TAN -</CODE> 正切<BR><CODE>URD -</CODE> 非规格化舍入<BR>
<P><A name=cmf></A><BR><CODE>CMF{条件}<精度>{舍入} <fp 寄存器1>, <fp
寄存器2></CODE><BR>把 FP 寄存器 2 与 FP 寄存器 1 进行比较。<BR>变体 CMFE 比较带有例外。
<P><A name=cnf></A><BR><CODE>CNF{条件}<精度>{舍入} <fp 寄存器1>, <fp
寄存器2></CODE><BR>把 FP 寄存器 2 与 FP 寄存器 1 取负的值进行比较。<BR>变体 CNFE 比较带有例外。
<P>提供带例外和不带例外的比较，如果操作数是未对阶的(就是说它们中的一个或两个是非数)时可以引发这个例外。为了遵守 IEEE 754，CMF
指令只应用于测试等同(就是说以后使用 BEQ 或 BNE) 或测试未对阶(在 V 标志中)。应当对所有其他测试使用 CMFE 指令(以后用
BGT、BGE、BLT、BLE)。
<P>当 FPSR 中的 AC 位清除了的时候，在比较之后，ARM 标志 N、Z、C、V 表示:<BR><CODE>N =
</CODE>小于<BR><CODE>Z = </CODE>等于<BR><CODE>C = </CODE>大于等于<BR><CODE>V =
</CODE>未对阶
<P>当 FPSR 中的 AC 位设置了的时候，在比较之后，这些标志表示:<BR><CODE>N = </CODE>小于<BR><CODE>Z =
</CODE>等于<BR><CODE>C = </CODE>大于等于或未对阶<BR><CODE>V = </CODE>未对阶
<P>在使用 objasm 的 APCS 代码中，要存储一个浮点值，你可以使用宏指令(directive) DCF。对单精度添加‘S’，对双精度添加‘D’。
<P>
<HR SIZE=3>
<A href="http://www.linuxforum.net/books/mhss/arm/index.html">Return to
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<HR SIZE=3>
<ADDRESS>Copyright © 2000 Richard Murray </ADDRESS></BODY></HTML>
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