Регистровый стек модуля обработки операций с плавающей точкой

Регистровый стек модуля обработки операций с плавающей точкой показан на Рисунке 15-1. Каждый из восьми числовых регистров в стеке имеет размер 80 битов и разбит на поля соответственно расширенному вещественному типу данных процессора i486.

Числовые команды адресуют регистры данных относительно регистра на вершине стека. В любой момент времени этот регистр на вершине стека указан полем TOP (вершина стека) в слове состояния модуля обработки операций с плавающей точкой. Операции загрузки или занесения в стек уменьшают TOP на единицу и загружают значение в новый верхний регистр. Операция сохранения и восстановления из стека сохраняет значение из текущего TOP-регистра, а затем увеличивает TOP на единицу. Подобно стеку в памяти, регистровый стек модуля обработки операций с плавающей точкой растет вниз по направлению к регистрам с низшим адресом.

Многие числовые команды имеют различные режимы адресации, которые позволяют программисту неявно обращаться к вершине стека или явно оперировать определенными регистрами относительно вершины стека TOP. Ассемблер ASM386/486 поддерживает эти режимы адресации регистров, используя выражение ST(0) или просто ST для того, чтобы обращаться к текущей вершине стека, и ST(i) для того, чтобы определять i-тый регистр от вершины стека TOP (0 <= i <= 7). Например, если TOP содержит число 011B (регистр 3 - вершина стека), то следующий оператор добавляет содержимое двух регистров в стек (регистры 3 и 5):

FADD ST, ST(2) +---------------------------------------------------------------+| || || РЕГИСТРЫ ДАННЫХ FPU ПОЛЕ || ПРИЗНАКА || || 79 78 64 63 0 1 0 || +-------------------------------------------------+ +--+ || R0 | ЗНАК | ПОРЯДОК | МАНТИССА | | | || +------+---------+--------------------------------| +--| || R1 | | | | | | || +------+---------+--------------------------------| +--| || R2 | | | | | | || +------+---------+--------------------------------| +--| || R3 | | | | | | || +------+---------+--------------------------------| +--| || R4 | | | | | | || +------+---------+--------------------------------| +--| || R5 | | | | | | || +------+---------+--------------------------------| +--| || R6 | | | | | | || +------+---------+--------------------------------| +--| || R7 | | | | | | || +-------------------------------------------------+ +--+ || || 15 0 47 0 || +--------------------+ +-------------------------------+ || | РЕГИСТР УПРАВЛЕНИЯ | | УКАЗАТЕЛЬ ОПЕРАЦИИ | || +--------------------| +-------------------------------| || | РЕГИСТР СОСТОЯНИЯ | | УКАЗАТЕЛЬ ДАННЫХ | || +--------------------| +-------------------------------+ || | СЛОВО ПРИЗНАКА | || +--------------------+ || |+---------------------------------------------------------------+ Рисунок 15-1. Набор Регистров FPU Процессора i486

Организация стека и адресация относительно вершины числовых регистров значительно упрощает процедурное программирование, так как позволяет процедурам передавать параметры через регистровый стек. За счет использования стека для передачи параметров, а не специально "посвященных" этому регистров, вызываемые процедуры получают большую гибкость в использовании стека. Пока стек не полон, каждая программа просто загружает параметры в стек перед тем, как вызвать какую-либо подпрограмму для обработки численных расчетов. Затем подпрограмма адресует эти параметры как ST, ST(1) и так далее. При этом TOP, например, может даже ссылаться на физический регистр 3 в одном вызове и на физический регистр 5 в другом.