从汇编指令解决浮点数疑问

x87 FPU

：本文默认使用x87 FPU指令
注：x87 FPU特指与x86处理器配套的浮点协处理器架构

–浮点寄存器采用栈结构

深度为8，宽度为80位，即8个80位寄存器

名称为 ST(0) ~ ST(7)，栈顶为ST(0)，编号分别为 0~7

–所有浮点运算都按80位扩展精度进行

–浮点数在浮点寄存器和内存之间传送

float、double、long double型变量在内存分别用IEEE 754单精度、
双精度和扩展精度表示，分别占32位（4B）、64位（8B）和96位（12B，其中高16位无意义）

float、double、long double类型变量在浮点寄存器中都用80位扩展精度表示

从浮点寄存器到内存：80位扩展精度格式转换为32位或64位

从内存到浮点寄存器：32位或64位格式转换为80位扩展精度格式

浮点处理指令

•数据传送类
(1) 装入（转换为80位扩展精度）FLD：将数据从存储单元装入浮点寄存器栈顶 ST(0)FILD：将数据从int型转换为浮点格式后，装入浮点寄存器栈顶
(2) 存储（转换为IEEE 754单精度或双精度）FSTx：x为s/l时，将栈顶ST(0)转换为单/双精度格式，然后存入存储单元FSTPx：弹出栈顶元素，并完成与FSTx相同的功能FISTx：将栈顶数据从int型转换为浮点格式后，存入存储单元FISTP：弹出栈顶元素，并完成与FISTx相同的功能
带P结尾指令表示操作数会出栈，也即ST(1)将变成ST(0)
(3) 交换FXCH：交换栈顶和次栈顶两元素
(4) 常数装载到栈顶FLD1：装入常数1.0FLDZ：装入常数0.0FLDPI：装入常数pi (=3.1415926...）FLDL2E ：装入常数log(2)eFLDL2T：装入常数log(2)10FLDLG2 ：装入常数log(10)2FLDLN2：装入常数Log(e)2•算术运算类
(1)加法FADD/FADDP：相加／相加后弹出栈FIADD：按int型转换后相加
(2)减法FSUB/FSUBP：相减／相减后弹出栈FSUBR/FSUBRP：调换次序相减／相减后弹出栈FISUB：按int型转换后相减FISUBR：按int型转换并调换次序相减
若指令未带操作数，则默认操作数为ST(0）、ST(1）
带R后缀指令是指操作数顺序变反，例如：fsub执行的是x-y，fsubr执行的就是y-x
(3) 乘法FMUL/FMULP: 相乘/相乘后弹出栈FIMUL：按int型转换后相乘
(4) 除法FDIV/FDIVP : 相除/相除后弹出栈FIDIV：按int型转换后相除FDIVR/FDIVRP：调换次序相除／相减后弹

问题一

（右边多一条赋值语句）
问题：使用老版本gcc -O2 编译时，程序一输出0，程序二输出1，是什么原因造成的？

先看函数的汇编

fld1：即将常数1.0压入栈顶ST(0)
fidivl:将指定的操作数epb寄存器内容+8地址中的01序列（即int x 此时为10），中的int型转换为double型，再将ST(0) (1.0)除以该数，并将结果存入ST（0）中
f(10)
f(10)=1.0(80位扩展精度）/10（转换为double）=0.1
0.1=0.00011[0011]B无限循环小数无法精确表示
程序一
a=f(10);
b=f(10);
i=a==b;

a=f(10);
把10作为参数调用函数，计算的结果赋给a，把f(10)存到0xfffffff8开始的64位单元中（即a的地址）
即从80位->64位
b=f(10);
同样把10作为参数调用函数，此时fldl把64位的a重入栈顶，即64位->80位，此时b在ST(1),
然后fucompp比较ST(0)和ST(1)，b仍为80位
所以此时a!=b
程序二
a=f(10);
b=f(10);
c=f(10;
i=a==b;

可以发现，a,b都先存入内存，80位->64位，c一直在浮点寄存器中，然后比较前a，b都入栈，即c到ST(2)，a到ST(1)，b到ST（0），ab同时从64位->80位所以比较时相等。

问题二

不都是强制转换吗？怎么会不一样？
关键差别为fldl和fildl

相信大家看了汇编代码后已经有了答案

参考：南大计算机系统基础（一）

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x87 FPU

浮点处理指令

问题一

问题二

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