XmMрасширение с плавающей точкой
Синтаксис XMM команд:
Мнемоника приемник, источник
Мнемоника приемник, источник, маска
Мнемоника приемник
Приемник – всегда регистр XMM, источник - регистр XMM или ячейка памяти,
Типы данных
XMM-расширение реализовано в виде аппаратно-программного модуля SSE, который включает дополнительные восемь регистров разрядностью в 128 бит, имеющих обозначение ХММО - ХММ7,
и 32-разрядный регистр управления/состояния MXCSR.
Программная часть XMM-расширения включает в себя набор команд для работы с данными в формате плавающей точки. Содержимое ХММ-регистра представляет собой четыре 32-разрядных операнда с плавающей точкой в коротком формате (SinglePrecisionFloatingPoint,SPFP). Представление данныхSSE-расширения соответствует стандартуIEEE-754, а сам формат данных показан на рисунке.
Здесь мантисса (mantissa) и порядок (exponent) формируют число в формате SPFP в соответствии с формулой
мантисса * 2порядок.
Этот формат данных несопоставим с тем, который принят для математического сопроцессора (число в 80-разрядном расширенном формате), поэтому в некоторых случаях при разных границах выравнивания результаты вычислений с использованием форматов FPU и SSE могут различаться.
Поскольку аппаратно модуль SSE-расширения реализован независимо от других модулей, то это позволяет выполнять XMM-комапды параллельно с командами математического сопроцессора и ММХ-командами. При этом для синхронизации вычислений инструкции наподобиеEMSSне требуются.
Структура полей регистра управления/состояния (MXCSR) во многом напоминает ту, что реализована в регистрах состояния (swr) и управления (cwr) математического сопроцессора. Состоянием вычислений можно управлять путем установки определенных значений в поля этого регистра.
Набор инструкций XMM-расширения включает 70 команд.
Значительная часть команд может выполняться в двух контекстах: скалярном и параллельном. Это относится к арифметическим командам, а также к командам сравнения. Команды обрабатывают:
В параллельном контексте одновременно 4 двойных слова и имеют в своей мнемонике суффикс ps.
В скалярном контексте только младшие 32-разрядные двойные слова упакованных операндов, не затрагивая при этом три старших двойных слова. Исключение составляют некоторые команды скалярной пересылки данных. Мнемоническое обозначение этих команд включает суффикс ss.
В процессе обработки данных команды XMM-расширения могут возбуждать исключительные ситуации, которые возникают, если происходит одно из следующих событий:
некорректная операция (invalid operation);
денормализованный операнд (denormalized operand);
деление на 0 (divide-by-zero);
арифметическое переполнение (numeric overflow);
потеря значащих разрядов (numeric underflow);
потеря точности (inexact result).
При возникновении исключительных ситуаций устанавливаются биты 0-5 в регистре управления/состояния (MXCSR). Каждая исключительная ситуация может быть замаскирована путем установки в 1 битов 7-12 регистра MXCSR. Если какое-либо исключение замаскировано, то оно обрабатывается процессором по стандартному алгоритму, после чего продолжается выполнение программного кода. Формат полей регистра MXCSR и их назначение показаны на рис. 13.5.
Биты 13-14 регистра MXCSR поля RC (или гс, что одно и то же) задают режим округления. По умолчанию устанавливается режим округления к ближайшему значению числа с плавающей точкой в коротком формате. Эти биты можно установить программно, причем возможны следующие комбинации:
00 — округление к ближайшему числу;
01 — округление к меньшему числу;
10 — округление к большему числу;
11 — округление с отбрасыванием дробной части.
Бит 15 используется, если результат операции близок к нулю. При этом процессор выполняет следующие действия:
возвращает значение 0 и знак результата;
устанавливает флаги Р (бит 5) и U (бит 4);
маскирует биты исключений.
Программная реализация SSE-расширения включает несколько десятков команд. Все их условно можно разделить на несколько групп:
команды передачи данных;
арифметические команды;
команды сравнения;
команды преобразования;
логические команды;
дополнительные команды.
Классификация команд
После обзора команды будут рассмотрены подробно.
|
Категория |
Подкатегория |
Команды |
|
Передачаданных |
|
|
|
Арифметика |
Скалярные |
|
|
|
Параллельные |
|
|
Сравнение |
|
|
|
|
|
|
|
Преобразования |
|
|
|
Логика |
|
|
|
Дополнительные |
Вычисления |
|
|
|
Извлечения |
|
|
|
Извлечения знака |
|