如何将浮点常量移入 FP 寄存器？

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何将浮点常量移入 FP 寄存器？

【英文标题】：How do I move a floating point constant into an FP register?

【发布时间】：2020-10-30 12:24:01

【问题描述】：

所以，我正在使用 A64 指令集以汇编形式 ARM 进行编程。 我正在使用指令 fmov d1, #31.0 将值移动到 dx 寄存器。 但是，当我使用 0.0 或任何高于 31.0 的值时，它会显示错误：

"Error: invalid floating-point constant at operand 2 -- `fmov d1,#32.0'"

那么，如何在 A64 上定义浮点常量？为什么我不能使用 31 以上的任何值或使用 0？如何用十六进制表示值？

另一个问题是：根据arm's website，它支持使用浮点寄存器作为 Bx、Hx、Sx、Dx 和 Qx（分别为 8、16、34、64 和 128 位），但我只能' t 使用 Bx、Hx 和 Qx 寄存器，它显示：

" 错误：操作数不匹配 -- `fmov b1,#1.0'"

" 错误：选择的处理器不支持 `fmov h1,#2.0"

" 错误：操作数不匹配 -- `fmov q1,#2.0'"

如何正确设置第二个操作数？

【参考方案1】：

只有极少量的浮点常量可以与fmov 一起使用，因为该常量在指令中被编码为 8 位立即数。具体来说，它必须可以表示为 ±n/16×2^r 其中 n 是范围内的整数16 ≤ n ≤ 31 且 r 是 -3 ≤ n ≤ 4 范围内的整数。

ARMv8 架构参考手册中给出了支持数字的确切列表。此外，fmov 仅适用于 16、32 和 64 位数据大小，而不是 8 位或 128 位浮点格式是为 ARMv8 指定的。对于不支持FEAT_FP16 的 ARMv8 内核，也不支持 16 位数据大小。 ARMv8 在很多这样的地方缺乏正交性；并非所有指令都适用于所有操作数大小。

对于一个简单的替代解决方案，请在文字池中使用 ldr 和常量（您需要手动将其转换为整数）。例如，要加载32.0，将32.0 转换为它的IEEE 754 表示，得到0x4040000000000000。然后你可以像这样加载这个常量：

ldr d1, =0x4040000000000000

带有 SIMD&FP 寄存器和文字池中的值的 ldr 指令可用于 32 位、64 位和 128 位的操作数大小。较小的操作数大小不适用于文字池寻址模式。如果要加载 8 位或 16 位寄存器，请改为加载相应的 32 位寄存器。

稍微快一点的解决方案是首先将所需数字加载到通用寄存器（支持更灵活的立即数生成）中，然后将其移动到 SIMD&FP 寄存器中：

mov x0, #0x4040000000000000
fmov d1, x0

要加载0.0 或掩码，请使用movi 指令。该指令的合法立即数集合取决于操作数大小。但对于你的情况，这只是

movi d1, #0

这会清除d1 寄存器（因此也会清除b1、h1、s1 和q1 寄存器）。

【讨论】：

那么让我看看我是否明白了：我真的不能将大于 31 的数字直接加载到浮点寄存器中吗？

@MarlonPedersoli 您可以直接使用ldr 执行此操作。 fmov 指令确实支持大于 31.0 的其他数字（例如 32.0），只要它们适合第一段中给出的可直接加载的数字集。