如何在 x86（32 位）程序集中将无符号整数转换为浮点数？
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【中文标题】如何在 x86（32 位）程序集中将无符号整数转换为浮点数？【英文标题】：How to convert an unsigned integer to floating-point in x86 (32-bit) assembly? 【发布时间】：2012-07-10 04:32:49 【问题描述】：我需要将 32 位和 64 位 无符号整数 转换为 xmm 寄存器中的浮点值。有 x86 指令可以将 有符号整数 转换为单精度和双精度浮点值，但对于无符号整数则没有。
奖励：如何将 xmm 寄存器中的浮点值转换为 32 位和 64 位无符号整数？
【问题讨论】：
这对于 32 位无符号整数来说很容易。但是 64 位有符号和无符号很难。float->int 转换同样如此，如果你愿意用NaN、INF、溢出等偷工减料，有非常快速的方法...
它是用于编译器的......所以不要偷工减料。
我想唯一的方法是将其分解为低 32 位和高 32 位。对于float->int 转换，您需要分支以捕获所有极端情况。 （或用有条件的移动来破解）
【参考方案1】：
无耻地使用 Janus 答案作为模板（毕竟我真的很喜欢 C++）：
在 i7 上使用 gcc -march=native -O3 生成，所以这最多包括 -mavx。
uint2float 和反之亦然符合预期，长转换仅对大于 263-1 的数字有特殊情况。
0000000000000000 <ulong2double>:
0: 48 85 ff test %rdi,%rdi
3: 78 0b js 10 <ulong2double+0x10>
5: c4 e1 fb 2a c7 vcvtsi2sd %rdi,%xmm0,%xmm0
a: c3 retq
b: 0f 1f 44 00 00 nopl 0x0(%rax,%rax,1)
10: 48 89 f8 mov %rdi,%rax
13: 83 e7 01 and $0x1,%edi
16: 48 d1 e8 shr %rax
19: 48 09 f8 or %rdi,%rax
1c: c4 e1 fb 2a c0 vcvtsi2sd %rax,%xmm0,%xmm0
21: c5 fb 58 c0 vaddsd %xmm0,%xmm0,%xmm0
25: c3 retq
0000000000000030 <ulong2float>:
30: 48 85 ff test %rdi,%rdi
33: 78 0b js 40 <ulong2float+0x10>
35: c4 e1 fa 2a c7 vcvtsi2ss %rdi,%xmm0,%xmm0
3a: c3 retq
3b: 0f 1f 44 00 00 nopl 0x0(%rax,%rax,1)
40: 48 89 f8 mov %rdi,%rax
43: 83 e7 01 and $0x1,%edi
46: 48 d1 e8 shr %rax
49: 48 09 f8 or %rdi,%rax
4c: c4 e1 fa 2a c0 vcvtsi2ss %rax,%xmm0,%xmm0
51: c5 fa 58 c0 vaddss %xmm0,%xmm0,%xmm0
55: c3 retq
0000000000000060 <uint2double>:
60: 89 ff mov %edi,%edi
62: c4 e1 fb 2a c7 vcvtsi2sd %rdi,%xmm0,%xmm0
67: c3 retq
0000000000000070 <uint2float>:
70: 89 ff mov %edi,%edi
72: c4 e1 fa 2a c7 vcvtsi2ss %rdi,%xmm0,%xmm0
77: c3 retq
【讨论】：
您只需要-march=core2 和 -m64 （可能是隐含的，如您的情况）即可获得此结果。此处的所有 AVX 指令都可用于旧版 SSE2 变体。例如，最后一个vcvtsi2ss %rdi,%xmm0,%xmm0 可能是cvtsi2ss %rdi,%xmm0。有趣的是，这也适用于 SSE1，但 uint2double 中的 cvtsi2sd 需要 SSE2。
只有 32 位指令？【参考方案2】：
这是 GCC 生成的内容。我将它们包装在函数中，但您可以轻松删除堆栈处理。并不是所有的都使用SSE来做实际的工作（ulonglong转换没有），如果你找到了相应的说明，请告诉我。 Clang 生成的几乎相同。
% cat tofloats.c
double ulonglong2double(unsigned long long a)
return a;
float ulonglong2float(unsigned long long a)
return a;
double uint2double(unsigned int a)
return a;
float uint2float(unsigned int a)
return a;
% gcc -msse4.2 -g -Os -c tofloats.c && objdump -d tofloats.o
00000000 <ulonglong2double>:
0: 55 push %ebp
1: 89 e5 mov %esp,%ebp
3: 83 ec 10 sub $0x10,%esp
6: 8b 55 0c mov 0xc(%ebp),%edx
9: 8b 45 08 mov 0x8(%ebp),%eax
c: 89 55 f4 mov %edx,-0xc(%ebp)
f: 85 d2 test %edx,%edx
11: 89 45 f0 mov %eax,-0x10(%ebp)
14: df 6d f0 fildll -0x10(%ebp)
17: 79 06 jns 1f <ulonglong2double+0x1f>
19: d8 05 00 00 00 00 fadds 0x0
1f: dd 5d f8 fstpl -0x8(%ebp)
22: dd 45 f8 fldl -0x8(%ebp)
25: c9 leave
26: c3 ret
00000027 <ulonglong2float>:
27: 55 push %ebp
28: 89 e5 mov %esp,%ebp
2a: 83 ec 10 sub $0x10,%esp
2d: 8b 55 0c mov 0xc(%ebp),%edx
30: 8b 45 08 mov 0x8(%ebp),%eax
33: 89 55 f4 mov %edx,-0xc(%ebp)
36: 85 d2 test %edx,%edx
38: 89 45 f0 mov %eax,-0x10(%ebp)
3b: df 6d f0 fildll -0x10(%ebp)
3e: 79 06 jns 46 <ulonglong2float+0x1f>
40: d8 05 00 00 00 00 fadds 0x0
46: d9 5d fc fstps -0x4(%ebp)
49: d9 45 fc flds -0x4(%ebp)
4c: c9 leave
4d: c3 ret
0000004e <uint2double>:
4e: 55 push %ebp
4f: 89 e5 mov %esp,%ebp
51: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
54: 66 0f 6e 45 08 movd 0x8(%ebp),%xmm0
59: 66 0f d6 45 f8 movq %xmm0,-0x8(%ebp)
5e: df 6d f8 fildll -0x8(%ebp)
61: c9 leave
62: c3 ret
00000063 <uint2float>:
63: 55 push %ebp
64: 89 e5 mov %esp,%ebp
66: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
69: 66 0f 6e 45 08 movd 0x8(%ebp),%xmm0
6e: 66 0f d6 45 f8 movq %xmm0,-0x8(%ebp)
73: df 6d f8 fildll -0x8(%ebp)
76: c9 leave
77: c3 ret
以下是奖励积分（转换为整数）：
% cat toints.c
unsigned long long float2ulonglong(float a)
return a;
unsigned long long double2ulonglong(double a)
return a;
unsigned int float2uint(float a)
return a;
unsigned int double2uint(double a)
return a;
% gcc -msse4.2 -g -Os -c toints.c && objdump -d toints.o
00000000 <float2ulonglong>:
0: 55 push %ebp
1: 89 e5 mov %esp,%ebp
3: 53 push %ebx
4: 83 ec 0c sub $0xc,%esp
7: d9 45 08 flds 0x8(%ebp)
a: d9 05 00 00 00 00 flds 0x0
10: d9 c9 fxch %st(1)
12: db e9 fucomi %st(1),%st
14: 73 0d jae 23 <float2ulonglong+0x23>
16: dd d9 fstp %st(1)
18: dd 4d f0 fisttpll -0x10(%ebp)
1b: 8b 45 f0 mov -0x10(%ebp),%eax
1e: 8b 55 f4 mov -0xc(%ebp),%edx
21: eb 13 jmp 36 <float2ulonglong+0x36>
23: de e1 fsubp %st,%st(1)
25: dd 4d f0 fisttpll -0x10(%ebp)
28: 8b 55 f4 mov -0xc(%ebp),%edx
2b: 8b 45 f0 mov -0x10(%ebp),%eax
2e: 8d 8a 00 00 00 80 lea -0x80000000(%edx),%ecx
34: 89 ca mov %ecx,%edx
36: 83 c4 0c add $0xc,%esp
39: 5b pop %ebx
3a: 5d pop %ebp
3b: c3 ret
0000003c <double2ulonglong>:
3c: 55 push %ebp
3d: 89 e5 mov %esp,%ebp
3f: 53 push %ebx
40: 83 ec 0c sub $0xc,%esp
43: dd 45 08 fldl 0x8(%ebp)
46: d9 05 00 00 00 00 flds 0x0
4c: d9 c9 fxch %st(1)
4e: db e9 fucomi %st(1),%st
50: 73 0d jae 5f <double2ulonglong+0x23>
52: dd d9 fstp %st(1)
54: dd 4d f0 fisttpll -0x10(%ebp)
57: 8b 45 f0 mov -0x10(%ebp),%eax
5a: 8b 55 f4 mov -0xc(%ebp),%edx
5d: eb 13 jmp 72 <double2ulonglong+0x36>
5f: de e1 fsubp %st,%st(1)
61: dd 4d f0 fisttpll -0x10(%ebp)
64: 8b 55 f4 mov -0xc(%ebp),%edx
67: 8b 45 f0 mov -0x10(%ebp),%eax
6a: 8d 8a 00 00 00 80 lea -0x80000000(%edx),%ecx
70: 89 ca mov %ecx,%edx
72: 83 c4 0c add $0xc,%esp
75: 5b pop %ebx
76: 5d pop %ebp
77: c3 ret
00000078 <float2uint>:
78: 55 push %ebp
79: 89 e5 mov %esp,%ebp
7b: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
7e: d9 45 08 flds 0x8(%ebp)
81: dd 4d f8 fisttpll -0x8(%ebp)
84: 8b 45 f8 mov -0x8(%ebp),%eax
87: c9 leave
88: c3 ret
00000089 <double2uint>:
89: 55 push %ebp
8a: 89 e5 mov %esp,%ebp
8c: 83 ec 08 sub $0x8,%esp
8f: dd 45 08 fldl 0x8(%ebp)
92: dd 4d f8 fisttpll -0x8(%ebp)
95: 8b 45 f8 mov -0x8(%ebp),%eax
98: c9 leave
99: c3 ret
函数从堆栈中获取输入并通过堆栈返回。如果您需要在函数结束时将结果保存在 XMM 寄存器中，您可以使用 movd/movq 将它们从堆栈中取出到 XMM。如果函数返回双精度，则结果为 -0x8(%ebp)。如果是浮点数，则结果为 -0x4(%ebp)。 Ulonglong 具有双精度数的长度，整数具有浮点数的长度。
fisttpll：存储带截断的整数
FISTTP 使用截断将 ST 中的值转换为有符号整数 (chop) 作为舍入模式，将结果传输到目的地，并且 流行ST。 FISTTP 接受字、短整数和长整数 目的地。
fucomi：比较浮点值并设置 EFLAGS
对寄存器 ST(0) 的内容进行无序比较 和 ST(i) 并在 EFLAGS 中设置状态标志 ZF、PF 和 CF 根据结果注册（见下表）。的标志 比较时忽略零，因此 –0.0 等于 +0.0。
【讨论】：
有趣的答案；但是问题是将一个无符号整数加载到 XMM 寄存器中。 我会接受这个答案；但是有没有办法在没有任何 x87 FP 寄存器的情况下做到这一点？以上是关于如何在 x86（32 位）程序集中将无符号整数转换为浮点数？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
如何以优雅有效的方式将无符号/有符号整数/长整数转换为 C 字符串？