C printf 函数在 NASM 程序集中无法正常工作

Question

我正在尝试使用用 C 编写的 printTime() 函数来测试我的 32 位 NASM 程序的运行时间。

void printTime(float time){
    printf("The cpu time is %e \n" , time);
}

这是 NASM 代码的一部分：

push edi           <---------------- Here edi holds int 6580001
call printTime
pop edi

这里是GCC生成的汇编代码，我使用GDB跟踪每一步：

push ebp
mov esp, ebp
sub 0x8, esp
flds 0x8(esp)     <-------  x/d ($esp+0x8) gives me 6580001, the correct number
sub 0x4,esp
lea -0x8(esp),esp
fstpl (esp)
push 0x80486f6
call 0x8048370 <printf@plt>  <--- it prints 9.220545e-39 here, which is wrong
add 0x10, esp
leave
ret

谁能告诉我为什么 printf 函数打印错误而不是 6.58001e+5 ？我很感激。

Answer 1

您正在将一个整数加载到浮点寄存器中，并期望它被视为浮点中的相同值。这不是 IEEE754 浮点的工作方式，数字使用不同的编码方案。

整数6580001（0x00646701）形成的位模式如下分析图所示。浮点数由符号、有偏指数和小数部分组成。

seee eeee efff ffff ffff ffff ffff ffff
0000-0000 0110-0100 0110-0111 0000-0001

首先，让我们处理标志。是0，这意味着这个数字是正数。这很容易:-)

指数位全为零，并且在 IEEE754 编码中，您通常会减去 127 的偏差并提高 2 的幂以获得乘数。

但是，对全零指数进行特殊处理（这些是非规范化数字）。首先，在小数位上加一的常规做法（见下文）并未完成。其次，将乘数调整为2<sup>-126</sup>而不是2<sup>-127</sup>。

这就是乘数1.1754943508222875079687365372222 x 10<sup>-38</sup>。

对于小数位，您通常会将其位置值加一（减少二的倒数），但由于它是非规范化的，因此您跳过加一：

110-0100 0110-0111 0000-0001
||   |    ||   |||         |
||   |    ||   |||         +- 1/8M  = 0.00000011920928955078125
||   |    ||   ||| (64K-4M)
||   |    ||   ||+----------- 1/32K = 0.000030517578125
||   |    ||   |+------------ 1/16K = 0.00006103515625
||   |    ||   +------------- 1/8K  = 0.0001220703125
||   |    ||       (2K,4K)
||   |    |+----------------- 1/1K  = 0.0009765625
||   |    +------------------ 1/512 = 0.001953125
||   |             (64-256)
||   +----------------------- 1/32  = 0.03125
||                 (8,16)
|+--------------------------- 1/4   = 0.25
+---------------------------- 1/2   = 0.5
                                      0.78439342975616455078125

要获得实际数字，您可以将该结果与之前计算的乘数相乘，得到9.2205004550049022573489420224302 x 10<sup>-39</sup>，这就是您所看到的结果。