浮点数寄存器与指令

寄存器

AVX浮点体系结构允许数据存储在16个YMM寄存器中

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

媒体寄存器。这些寄存器用于存放浮点数据。每个YMM寄存器保存32个字节。低16字节可以作为XMM寄存器来访问

浮点传送和转换操作

指令	源	目的	描述
vmovss	M32	X	传送单精度数
vmovss	X	M32	传送单精度数
vmovsd	M64	X	传送双精度数
vmovsd	X	M64	传送双精度数
vmovaps	X	X	传送对齐的封装好的单精度数
vmovapd	X	X	传送对齐的封装好的双精度数

浮点传送指令。这些操作在内存和寄存器之间以及一对寄存器之间传送值(X:XMM寄存器(例如%xmm3)；M32:32位内存范围;M64:64位内存范围)

指令	源	目的	描述
vcvttss2si	X/M32	R32	用截断的方法把单精度数转换成整数
vcvttsd2si	X/M64	R32	用截断的方法把双精度数转换成整数
vcvttss2siq	X/M32	R64	用截断的方法把单精度数转换成四字整数
vcvttsd2siq	X/M64	R64	用截断的方法把双精度数转换成四字整数

双操作数浮点转换指令。这些操作将浮点数转换成整数(X:XMM寄存器(例如%xmm3)； R32:32位通用寄存器(例如%eax)；R64:64位通用寄存器(例如%rax)；M32:32位内存范围；M64:64位内存范围)

指令	源1	源2	目的	描述
vcvtsi2ss	M32/R32	X	X	把整数转换成单精度数
vcvtsi2sd	M32/R32	X	X	把整数转换成双精度数
vcvtsi2ssq	M64/R64	X	X	把四字整数转换成单精度数
vcvtsi2sdq	M64/R64	X	X	把四字整数转换成双精度数

三操作数浮点转换指令。这些操作将第一个源的数据类型转换成目的数据类型。第二个源值对结果的低位字节没有影响(X:XMM寄存器(例如%xmm3)；M32:32位内存范围；M64:64位内存范围)

gcc实现单精度与双精度的转换需要单独说明(就不具体解释了)

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

运算操作

标量avx2浮点指令。每条指令有一个(S1)或两个(S1,S2)源操作数，和一个目的操作数。第一个源操作数S1可以是一个XMM寄存器或一个内存位置。第二个源操作数和目的操作数都必须是XMM寄存器。每个操作都有一条针对单精度的指令和一条针对双精度的指令。结果存放在目的寄存器中。

单精度	双精度	效果	描述
vaddss	vaddsd	D<—S2+S1	浮点数加
vsubss	vsubsd	D<—S2-S1	浮点数减
vmulss	vmulsd	D<—S2xS1	浮点数乘
vdivss	vdivsd	D<—S2/S1	浮点数除
vmaxss	vmaxsd	D<—max(S2,S1)	浮点数最大值
vminss	vminsd	D<—min(S2,S1)	浮点数最小值
sqrtss	sqrtsd	D<— 2–√ 2	浮点数平方根

位级操作

单精度	双精度	效果	描述
vxorps	vorpd	D<—S2^S1	位级异或(EXCLUSIVE–OR)
vandps	andpd	D<—S2&S1	位级与(AND)

对封装数据的位级操作(这些指令对一个XMM寄存器中的所有128位进行布尔操作)

比较操作

指令	基于	描述
ucomiss S1,S2	S2-S1	比较单精度值
ucomisd S1,S2	S2-S1	比较双精度值

参数S2必须在XMM寄存器中，而S1可以在XMM寄存器中，也可以在内存中

条件码的设置如下:

顺序S2:S1	CF	ZF	PF(奇偶标志位)
无序的(NaN)	1	1	1
S2 < S1	1	0	0
S2 = S1	0	1	0
S2 > S1	0	0	0