linux - 汇编器浮点运算

Question

我在 linux 下使用带有 AT&t 语法的汇编程序。我需要除以和乘以 3 个数字（a，b，c）。该操作可能是 a/b*c，我尝试过使用 idiv 和 imul 指令，但当然这些适用于整数，所以我从它们那里得到完全不准确的结果。我还尝试使用 fidiv 和 fimul istruction 在计算中使用浮点数，但我得到了完全错误的结果。所以可能我在错误的寄存器上进行操作。有人可以给我一个关于如何在 AT&T 下使用 fidiv/fimul 的例子吗？这些指令使用哪些寄存器？

提前致谢。

Answer 1

由于 AT&T 是 gas (GNU Assembler) 的输出语法，你不应该想太久。只需用 C 语言编写它并使用 -S 开关生成汇编程序输出。

示例：

如果它在源文件 abc.c 中键入以下程序

main(){
    int a = 7;
    int b = 3;
    int c = 2;
    return (double)a/(double)b*(double)c;
}

然后使用编译它gcc -S abc.c

我得到以下汇编源代码：

.file   "abc.c"
.text
.globl  main
.type   main, @function
main:
.LFB0:
.cfi_startproc
pushq   %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 6, -16
movq    %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register 6
movl    $7, -4(%rbp)
movl    $3, -8(%rbp)
movl    $2, -12(%rbp)
cvtsi2sd    -4(%rbp), %xmm0
cvtsi2sd    -8(%rbp), %xmm1
movapd  %xmm0, %xmm2
divsd   %xmm1, %xmm2
movapd  %xmm2, %xmm1
cvtsi2sd    -12(%rbp), %xmm0
mulsd   %xmm1, %xmm0
cvttsd2si   %xmm0, %eax
popq    %rbp
.cfi_def_cfa 7, 8
ret
.cfi_endproc
.LFE0:
.size   main, .-main
.ident  "GCC: (Debian 4.6.3-1) 4.6.3"
.section    .note.GNU-stack,"",@progbits

它的作用应该很清楚：在堆栈上为 3 个 int 保留空间，在其中存储常量值，将它们转换为双精度（cvtsi2sd），执行除法（注意：您a/b按顺序写入div b, a，结果进入第二个寄存器）。等等。显而易见的是，编译器不会费心使用旧的 FPU 8087 指令集，因为现在有更简单的方法来执行浮点计算，而无需使用 FPU 堆栈。由于问题没有在目标系统上说明任何内容，因此我将按照编译器的方式执行此类计算。

由于某些人可能仍不清楚（我的回答被否决），我对 gcc 输出进行了一些重新排序（以避免无用的移动）并添加了评论。唯一可能的陷阱是 div 的参数顺序。在哪个寄存器中放置数据并获得结果取决于读者。

    .file   "abc.c"
    .text
    .globl  main
    .type   main, @function
    main:
    .LFB0:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6

    # Load integer 7 (variable a), convert it to double
    movl    $7, -4(%rbp)
    cvtsi2sd    -4(%rbp), %xmm0

    # Load integer 3, (variable b) convert it to double
    movl    $3, -8(%rbp)
    cvtsi2sd    -8(%rbp), %xmm1

    # Load integer 2, (variable c) convert it to double
    movl    $2, -12(%rbp)
    cvtsi2sd    -12(%rbp), %xmm2

    #   a / b -> written "div b, a" result goes in a (%xmm0)
    divsd   %xmm1, %xmm0 

    #   b * c -> result goes in c (%xmm2)
    mulsd   %xmm0, %xmm2 

    # convert result back to integer
    cvttsd2si   %xmm2, %eax
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
    .LFE0:
    .size   main, .-main
    .ident  "GCC: (Debian 4.6.3-1) 4.6.3"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

在 Linux 上，您可以编译执行并显示结果（截断为 int 并截断为 256，因为它是进程结果）只需执行以下操作：

gcc abc.s ; ./a.out ; echo $?

为了使答案更完整，您可以使用旧的 FPU 轻松编写等效程序（它没有设置 FPU 的截断模式，因此您可能会得到 5 而不是 4 它截断到最接近的整数）：

    .file   "abc.c"
    .text
    .globl  main
    .type   main, @function
main:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6

    # Load integer 7 (variable a), convert it to double
    movl    $7, -4(%rbp)

    # Load integer 3, (variable b) convert it to double
    movl    $3, -8(%rbp)

    # Load integer 2, (variable c) convert it to double
    movl    $2, -12(%rbp)

    fild    -12(%rbp)
    fild    -8(%rbp)
    fild    -4(%rbp)

    #   a / b -> written "div b, a" result goes in a (%mm0)
    fdivp   %st(0), %st(1) 

    #   b * c -> result goes in c (%mm2)
    fmulp   %st(0), %st(1) 

    # convert result back to integer
    fist    -4(%rbp)
    movl    -4(%rbp), %eax
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE0:
    .size   main, .-main
    .ident  "GCC: (Debian 4.6.3-1) 4.6.3"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits