在内联汇编中使用双精度数字 (GCC, IA-32)答案

【问题标题】：Working with double-precision numbers in inline assembly (GCC, IA-32)在内联汇编中使用双精度数字 (GCC, IA-32)
【发布时间】：2010-02-12 05:47:32
【问题描述】：

我刚开始在我的计算机科学课上学习汇编，我有一个任务是使用指定的舍入模式对浮点值进行舍入。我尝试使用fstcw、fldcw 和frndint 来实现这一点。我修改了舍入控制位，将数字四舍五入，然后恢复之前的控制位（赋值的要求）。

当前突出的问题是指令fld %1似乎将错误的值加载到st(0)浮点寄存器中（例如，如果我调用值为2.6207的函数，则数字-1.9427（。 ..）e-29 被加载到寄存器中）。这可能是由于滥用了gcc 的内联asm() 或其他原因，但我不确定为什么会发生这种情况。

这是我所拥有的：

double roundD (double n, RoundingMode roundingMode)
{
    // control word storage (2 bytes for previous, 2 for current)
    char *cw = malloc(4*sizeof(char));
    char *cw2 = cw + 2;

    asm("fstcw %3;" // store control word in cw
        "mov %3,%4;" // copy control word into cw2
        "and $0xF3FF,%4;" // zero out rounding control bits
        "or %2,%4;" // put new mode into rounding control bits
        "fldcw %5;" // load the modified control word
        "fld %1;" // load n into st(0)
        "frndint;" // round n
        "fstp %0;" // load st(0) back into n
        "fldcw %3;" // load the old control word from cw
        : "=m" (n)
        : "m" (n), "m" (roundingMode),
          "m" (cw), "r" (cw2), "m" (cw2) // mov requires one argument in a register
        );

    free(cw);

    return n;
}

如果您能指出该代码有什么问题，特别是与 fld %1 行和 asm 输入/输出相关的任何指针，我将不胜感激。（当然，如果您发现其他问题，也请随时告诉我。）我不希望任何人为我做功课，只要指出我正确的方向即可。谢谢！

【问题讨论】：

你能告诉我们这个函数的汇编输出吗？如果不是太麻烦的话，还有代码字节。
@John：将要组装的代码并不奇怪；这一切都在一个巨大的不透明（对 gcc）asm 块中。 :-P 然而，将其拆分为许多小的 asm 语句（如我的帖子）会给 gcc 更多的空间来做不同的事情。
不清楚究竟将使用哪些代码字节，因为寻址模式似乎都是隐含的，而不是明确说明的。这个问题很可能是寻址问题而不是指令选择问题。

标签： gcc assembly x86

【解决方案1】：

您当前代码的至少一个问题是它使用了单精度浮点版本的 fld 和 fstp。如果你用 fldl 和 fstpl 替换它们，它可能会起作用。

【讨论】：

我查过了。这似乎是正确的解决方案，因为 gcc 使用 AT&T 指令并要求 l 操作数，因此 FLDL 是正确的。
+1 是的，*l 版本似乎可以工作。我贴的sn-p在反汇编的时候也有*l后缀。（显然，就我而言，我只是选择让 gcc 完成所有艰苦的工作，通过使用约束而不是在加载/存储指令中手动编码。）
我试图保持问题的精神，但你的回答要好得多:)

【解决方案2】：

这就是我所拥有的。它没有经过测试，但希望对你来说不会那么粗糙。 :-)

double
roundd(double n, short mode)
{
    short cw, newcw;

    __asm__("fstcw %w0" : "=m" (cw));
    newcw = cw & 0xf3ff | mode;
    __asm__("fldcw %w0" : : "m" (newcw));
    __asm__("frndint" : "+t" (n));
    __asm__("fldcw %w0" : : "m" (cw));
    return n;
}

虽然，如果您不需要使用汇编来实现舍入模式，请考虑使用<fenv.h> 中的函数。 :-)

【讨论】：

我需要使用汇编 :)
@jtbandes：酷。在这种情况下，请随时测试我的版本并让我知道需要修复的内容。 :-)
+t 约束如何工作？我在找到其他人的地方找不到有关它的信息。
@jtbandes：+ 表示输入/输出（用于指令读取和写入同一寄存器时使用），t 表示st(0)。阅读 GCC 手册的“机器约束”部分：gcc.gnu.org/onlinedocs/gccint/Machine-Constraints.html :-)

【解决方案3】：

随着符号的变化，这意味着符号位（最高位，第一个）不正确。这对我来说假设指针 %1 对齐错误。如果你有一个字节，它可以从 0,1,2... 开始，但如果您访问两个字节，地址必须是 0,2,4.... 以防万一双倍地址必须能被 8 整除：0,8,16

所以检查你用来加载值的地址是否可以被 8 整除。Assembly 有 align 关键字来保证你的数据正确对齐。

【讨论】：

x86 不需要这种对齐方式，但仅出于性能考虑。