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浮點數暫存器與指令

阿新 • • 發佈：2019-01-16

暫存器

AVX浮點體系結構允許資料儲存在16個YMM暫存器中

255 127 0
%ymm0 %xmm0 1st FP arg.返回值
%ymm1 %xmm1 2nd FP引數
%ymm2 %xmm2 3rd FP引數
%ymm3 %xmm3 4th FP引數
%ymm4 %xmm4 5th FP引數
%ymm5 %xmm5 6th FP引數
%ymm6 %xmm6 7th FP引數
%ymm7 %xmm7 8th FP引數
%ymm8 %xmm8 呼叫者儲存
%ymm9 %xmm9 呼叫者儲存
%ymm10 %xmm10 呼叫者儲存
%ymm11 %xmm11 呼叫者儲存
%ymm12 %xmm12 呼叫者儲存
%ymm13 %xmm13 呼叫者儲存
%ymm14 %xmm14 呼叫者儲存
%ymm15 %xmm15 呼叫者儲存

媒體暫存器。這些暫存器用於存放浮點資料。每個YMM暫存器儲存32個位元組。低16位元組可以作為XMM暫存器來訪問

浮點傳送和轉換操作

指令 源 目的 描述
vmovss M32 X 傳送單精度數
vmovss X M32 傳送單精度數
vmovsd M64 X 傳送雙精度數
vmovsd X M64 傳送雙精度數
vmovaps X X 傳送對齊的封裝好的單精度數
vmovapd X X 傳送對齊的封裝好的雙精度數

浮點傳送指令。這些操作在記憶體和暫存器之間以及一對暫存器之間傳送值(X:XMM暫存器(例如%xmm3)；M32:32位記憶體範圍;M64:64位記憶體範圍)

指令 源 目的 描述
vcvttss2si X/M32 R32 用截斷的方法把單精度數轉換成整數
vcvttsd2si X/M64 R32 用截斷的方法把雙精度數轉換成整數
vcvttss2siq X/M32 R64 用截斷的方法把單精度數轉換成四字整數
vcvttsd2siq X/M64 R64 用截斷的方法把雙精度數轉換成四字整數

雙運算元浮點轉換指令。這些操作將浮點數轉換成整數(X:XMM暫存器(例如%xmm3)； R32:32位通用暫存器(例如%eax)；R64:64位通用暫存器(例如%rax)；M32:32位記憶體範圍；M64:64位記憶體範圍)

指令 源1 源2 目的 描述
vcvtsi2ss M32/R32 X X 把整數轉換成單精度數
vcvtsi2sd M32/R32 X X 把整數轉換成雙精度數
vcvtsi2ssq M64/R64 X X 把四字整數轉換成單精度數
vcvtsi2sdq M64/R64 X X 把四字整數轉換成雙精度數

三運算元浮點轉換指令。這些操作將第一個源的資料型別轉換成目的資料型別。第二個源值對結果的低位位元組沒有影響(X:XMM暫存器(例如%xmm3)；M32:32位記憶體範圍；M64:64位記憶體範圍)

gcc實現單精度與雙精度的轉換需要單獨說明(就不具體解釋了)

Conversion from single to double precision
vunpcklps %xmm0, %xmm0, %xmm0   Replicate first vector element
vcvtps2pd %xmm0, %xmm0          Convert two vector elements to double
Conversion from double to single precision
vmovddup %xmm0, %xmm0            Replicate first vector element
vcvtpd2psx %xmm0, %xmm0          Convert two vector elements to single

運算操作

標量avx2浮點指令。每條指令有一個(S1)或兩個(S1,S2)源運算元，和一個目的運算元。第一個源運算元S1可以是一個XMM暫存器或一個記憶體位置。第二個源運算元和目的運算元都必須是XMM暫存器。每個操作都有一條針對單精度的指令和一條針對雙精度的指令。結果存放在目的暫存器中。

單精度 雙精度 效果 描述
vaddss vaddsd D<—S2+S1 浮點數加
vsubss vsubsd D<—S2-S1 浮點數減
vmulss vmulsd D<—S2xS1 浮點數乘
vdivss vdivsd D<—S2/S1 浮點數除
vmaxss vmaxsd D<—max(S2,S1) 浮點數最大值
vminss vminsd D<—min(S2,S1) 浮點數最小值
sqrtss sqrtsd D<—2 浮點數平方根

位級操作

單精度 雙精度 效果 描述
vxorps vorpd D<—S2^S1 位級異或(EXCLUSIVE–OR)
vandps andpd D<—S2&S1 位級與(AND)

對封裝資料的位級操作(這些指令對一個XMM暫存器中的所有128位進行布林操作)

比較操作

指令 基於 描述
ucomiss S1,S2 S2-S1 比較單精度值
ucomisd S1,S2 S2-S1 比較雙精度值

引數S2必須在XMM暫存器中，而S1可以在XMM暫存器中，也可以在記憶體中

條件碼的設定如下:

順序S2:S1 CF ZF PF(奇偶標誌位)
無序的(NaN) 1 1 1
S2 < S1 1 0 0
S2 = S1 0 1 0
S2 > S1 0 0 0

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