Сделай Сам Свою Работу на 5

Пример программы с циклом и условным переходом.

СОПРОЦЕССОР И ЕГО ПРОГРАММИРОВАНИЕ

Сопроцессор (FPU, Floating Point Unit) как модуль для выполнения операций над числами с плавающей запятой представляет из себя специальное устройство, имеющее общий с основным процессором (CPU) доступ к потоку команд и памяти данных. Начиная с модели 80486DX сопроцессор исполняется на одной микросхеме с процессором, но остаётся логически отдельным устройством. С точки зрения программиста сопроцессор представляет из себя множество регистров и набор команд, предназначенных для обработки собственных типов данных: три целых двоичных, один целый десятичный и три – с плавающей запятой.

Независимо от типа обрабатываемых данных, при загрузке в регистры сопроцессора все они преобразуются к внутреннему формату данных сопроцессора – 10-байтному вещественному формату. При сохранении результатов в память выполняется обратное преобразование в соответствии с сохраняемым типом. В следующей таблице даны сведения о типах данных сопроцессора.

 

Тип данных Число бит К-во знач. цифр Диапазон
Целое слово –32768…32767
Короткое целое –2х109…2х109
Длинное целое –9х1018…9х1018
Упаков. десятичное –99..99…+99..99 (18 цифр)
Короткое веществ. 1.18х10-38…3.40х1038
Длинное веществ. 15-16 2.23х10-308…1.79х10308
Расшир. веществ. 3.37х10-4932…1.18х104932

 

Кроме обычных чисел, формат IEEE сопроцессора предусматривает несколько специальных случаев, которые могут получаться в результате математических операций, и над которыми модно выполнять отдельные операции:

· Положительный и отрицательный ноль;

· Положительная и отрицательная бесконечность;

· Денормализованные числа;

· Неопределённость;

· Сигнальные не-числа (SNAN);

· Спокойные (тихие) не-числа (QNAN);

· Неподдерживаемые числа.

 

Регистры FPU. FPU предоставляет восемь регистров для хранения данных и 5 вспомогательных регистров.

Регистры данных (R0-R7) не адресуются по физическим именам, а рассматриваются в качестве стека, вершина которого называется ST (или ST(0)), и которая может находиться в любом физическом регистре. Её положение указывается полем TOP регистра SWR. Остальные регистры доступны программисту под именами ST(1) – ST(7).Операции могут выполняться либо между двумя операндами в вершине стека (в этом случае используется команда без операндов), либо между вершиной стека и операндом в памяти. Загрузка и выгрузка операндов всегда идет через вершину стека, при этом устанавливается новое соответствие физических и логических регистров (но программисту не надо об этом задумываться).



Регистр SWR – 16-битный регистр состояния.

 

№ бита
Название B C3 TOP C2 C1 C0 ES SF PE UE OE ZE DE IE

 

Здесь B –бит занятости сопроцессора, C3–C0 – условные флаги, ESиSF –флаги ошибок, PE– IE – флаги состояния (неточный результат, антипереполнение, переполнение, деление на ноль, денормализация результата, недопустимая операция).

Регистр CWR –16-битный регистр управления.

 

№ бита
Название RC PC PM UM OM ZM DM IM

 

Здесь RC –управление округлением, PC –управление точностью, PM – IM– маски состояний, соответствующих битам регистра SWR.

 

Регистр TWR – регистр тегов, каждая пара бит описывает соответствующий физический регистр данных (11 – пуст, 00 – содержит число, 01 – 0, 10 – всё остальное).

Регистр FIP – 48-битный физический адрес последней выполненной команды;

Регистр FDP – 48-битный физический адрес операнда этой команды.

Команды FPU. FPU может выполнять команды загрузки-сохранения данных, команды базовой арифметики, команды сравнения и команды вычисления трансцендентных функций (расширенная арифметика). Независимо от типов исходных данных вычисления в регистрах сопроцессора всегда выполняются над величинами в расширенном вещественном формате. На выполнение команд влияют биты управляющего регистра CWR, а индикация состояний ведётся в регистре SWR.

CPU и FPU одновременно «видят» очередную команду выполняемого потока. Сопроцессор распознаёт «свои» команды по битам 11011 в начале кода, а прочие – пропускает. Если команда содержит операнд, то сопроцессор может обратиться к процессору за требуемыми данными. После этого CPU и FPU могут работать параллельно. Для синхронизации работы CPU и FPU может потребоваться команда FWAIT, которая сейчас встроена в большинство команд сопроцессора.

Сравнения и условные переходы. Нужно помнить, что условия команд сравнения для сопроцессора записываются не в регистр флагов, а помещаются в биты C3,C2,C0регистра SWR. С помощью команды FSTSW AX можно сохранить регистр SWRв регистре AX.Далее можно проанализировать командами логической обработки соответствующие биты в регистре AXнепосредственно, организовав по ним условный переход, или же переписать регистр AHв младший байт регистра FLAGS, при этом установится следующее соответствие битов и условий:

 

УСЛОВИЕ C3 C2 C0
ZF PF CF
ST(0) > источник
ST(0) < источник
ST(0) = источник
Несравнимы

 

Пример программы. Ниже даётся фрагмент программы для вычисления функции y=sin(πx2).

Команда комментарий

…….………………………………………..……………………………………………

finit; инициализация сопроцессора.

fld x; x→st(0).

fmul x ; st(0):=st(0)*x, st(0)=x2.

fldpi; загрузка в st(0) константы π,x2 проталкивается в st(1).

fmul; перемножение st(0) и st(1); в вершине стека – πx2.

fsin; вычисление синуса от операнда в вершине стека.

fstp y; запись результата в память.

…………………………………………………………………………………………..

Пример программы с циклом и условным переходом.

Приводим полный текст программы, вычисляющей таблицу функции

 

,

на отрезке [-1,1] с шагом 0.1

 

assume cs:codes,ds:dates,ss:mystack

codes segment para

start: push ds ; Эта и следующие 4 команды

xor ax,ax ; называются прологом.

push ax

mov ax,seg dates

mov ds,ax

; Начало собственно алгоритма

finit ; начальная подготовка сопроцессора

xor di,di ; установка нулевого индекса

mov cx,n ; установка цикла

cycl: fld x

fsub z ; вычитание нуля, чтобы установить признаки ; результата

fstsw ax

sahf ; перезапись AH в мл. биты FLAGS

jc less0

; если больше нуля

fsqrt ; извлечение корня; операнд х уже был в стеке

jmp next

less0: fmul x ; умножить х на х

next: fstp r[di]

fld x

fadd x,h ; x+h

fstp x

add di,4

loop cycl

; retf ; завершение программы (эпилог).

codes ends

dates segment para

x dd -1.0

h dd 0.1

n dw 21

c4 dw 4

z dd 0.0

r dd 21 dup(?)

dates ends

mystack segment para stack ‘stack’

dw 100 dup (?) ; резервируется место для стека.

mystack ends

end start

 



©2015- 2017 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.