3.8.6.XMM расширение с плавающей точкой

расширения соответствует стандарту IEEE-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 наподобие EMSS не 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:

203

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;

205

MOVLHPS MOVe Low to High Packed Single precision float point

Пересылка невыровненных 64 бит из входного операнда в выходной. Оба операнда должны находиться в ХММ-регистрах. Пересылаются только старшие 64 бит входных операндов. В результате выполнения этой команды изменяются младшие 64 бит приемника. Пример:

207

MOVHLPS MOVe High to Low Packed Single precision float point

Пересылка невыровненных 64 бит из входного операнда в выходной. Оба операнда должны находиться в ХММ-регистрах. Пересылаются только старшие 64 бит входных операндов. В результате выполнения этой команды изменяются младшие 64 бит регистраприемника. Пример:

MOVLPS MOVe unaligned Low Packed Single precision float point

пересылка невыровненных 64 бит из входного операнда в выходной. Один из операндов обязательно должен быть ХММ-регистром, в качестве второго может выступать 64-разрядная ячейка памяти. Пересылаются только младшие 64 бит входных операндов. Старшие 64 бит обоих операндов не изменяются. Если данные передаются из ХММ-регистра, то пересылке подлежат только младшие 64 бит. Команда не требует выравнивания по 16-байтовой границе адреса ячейки памяти. Пример:

208

Сравнения. В мнемонике суффикс:

SS – скалярный контекст.

PS – параллельный контекст.

Неупорядоченность (unorder)

CMPUNORDS CoMPare UNORDer Scalar Single precision float point CMPUNORDPS CoMPare UNORDer Packed Single precision float point

Преобразования. В мнемонике суффикс:

211

SHUFPS UNPaCK Low Packed Single precision float point data

Параллельная перестановка 32-разрядных упакованных операндов в соответствии с заданной маской. Команда имеет три операнда: входной, выходной и операнд-маску.

Маска представляет собой непосредственное 8-разрядное значение, задающее порядок перестановки операндов. Каждая пара битов маски определяет номер упакованного 32-разрядного операнда в приемнике или источнике, который должен помещаться в операндприемник. При этом порядок размещения 32-разрядных операндов таков: младшие 4 бита маски указывают номера двух упакованных чисел приемника, которые становятся младшими упакованными значениями результата, а старшие 4 бита — номера упакованных чисел источника, которые становятся старшими упакованными значениями результата. Пример:

Управление кэшированием. Необходимость управления кэшированием вызвана тем, что большинство мультимедийных приложений оперируют большими объемами данных, при этом может случиться, что данные, загруженные в кэш, никогда не понадобятся. Чтобы оптимизировать работу кэша, в систему команд SSE-расширения и были включены команды управления кэшем.