гос / sp-lect (1)

include masm32.inc

include C:\MASM32\MACROS\strings.mac

includelib	user32.lib
includelib	kernel32.lib
includelib	masm32.lib

Main	PROTO
.data
eps	dq 1.0E-15
a	dq 0.0
.data?
b	dq ?
x	dq ?
fx	dq ?

; Файл dichotomy.asm

.586

.model flat, stdcall option casemap:none include dichotomy.inc

.code

start:

invoke Main

invoke ExitProcess,0

Main proc

LOCAL Buffer[128]:BYTE

invoke AllocConsole lea esi,Buffer

invoke CharToOem, $CTA0("Метод діхотомії"), esi invoke SetConsoleTitle,esi

invoke ClearScreen

finit
fld eps	; eps

fld1	; 1, eps
fld1	; 1, 1, eps
fadd	; 2,eps
fld a	; a,2,eps
fld st(1)	; 2,a,2,eps
fldpi	; pi,2,a,2,eps
fdivr	; b=pi/2,a,2,eps
next:	; b,a,2,eps
fld st(0)	; b,b,a,2,eps
fsub st(0),st(2)	; b-a,b,a,2,eps
fabs	;|b-a|,b,a,2,eps
fcomip st(0),st(4)	; b,a,2,eps
jc OK	; st(0)<st(i) => ZF=PF=0, CF=1
fld st(0)	; b,b,a,2,eps
fadd st(0),st(2)	; b+a,b,a,2,eps
fdiv st(0),st(3)	; c=(b+a)/2,b,a,2,eps
fld st(0)	; c,c,b,a,2,eps
call function	; f(c),c,b,a,2,eps
ftst	; f(c),c,b,a,2,eps
fstsw ax	; B C3 TOP C2 C1 C0
test ax,4500h	; 0 1 000 1 0 1 00000000b
fstp st(0)	; c,b,a,2,eps
jz @F	; C3=C2=C0=0 => st(0)>0
fstp st(2)	; b,a=c,2,eps
jmp next	; b,a,2,eps
@@: fstp st(1)	; b=c,a,2,eps
jmp next	; b,a,2,eps
OK: fadd	; b+a,2,eps
fdivr	; x=(b+a)/2,eps
fld st(0)	; x,x,eps
call function	; f(x),x,eps
fstp fx	; x,eps
fstp x	; eps

fstp st(0)

mov word ptr [esi],"(f" lea esi,[esi+2]

invoke FloatToStr,x,esi invoke lstrlen,esi

mov dword ptr [esi+eax]," = )" lea esi,[esi+eax+4]

invoke FloatToStr,fx,esi invoke StdOut,ADDR Buffer invoke CharToOem,

$CTA0("\n\nНатиснiть Enter для завершення..."), esi invoke StdOut,esi

invoke StdIn,esi, 4

ret

Main endp function proc

;f(x)= cos(x)-sqrt(x)

;вхід : x в st(0)

;вихід : f(x) в st(0)

fld st(0)	; x, x
fsqrt	;		x , x
	; x,
fxch					x
	; cos x ,
fcos							x
	; cos x −
fsub								x
ret

function endp end start

9 ПРОГРАМУВАННЯ РОЗШИРЕННЯ MMX

Розширення MMX мікропроцесорів Intel64 являє собою програмно- апаратне доповнення архітектури мікропроцесора, що надає їй нові властивості, які забезпечують більш високу продуктивність мультимедійних додатків в

системах обробки і передавання даних. Вперше це розширення з’явилося у 1997 році в мікропроцесорах Intel© Pentium MMX™, а надалі стало стандартом для усіх наступних моделей мікропроцесорів та отримало подальший розвиток.

9.1 Програмна модель розширення MMX

Під програмною моделлю розширення MMX традиційно маємо на увазі його організацію з точки зору можливостей програмування. Рисунок 9.1 відображає складові програмної моделі розширення MMX.

Рисунок 9.1

Зважаючи на те, що MMX є розширенням, тобто складовою частиною основного процесору, в контексті його програмної моделі не розглядаються режими роботи, які воно «успадковує» від основного процесору і тому вони не представлені на рисунку.

Зважаючи на те, що розширення MMX є складовою частиною основного процесору, способи організації і адресації пам’яті для них не розрізняються. Вони представлені на рисунку тому, що в системі команд MMX є команди, які передбачають використання операндів в пам’яті і для них використовуються відомі вже з попередніх розділів курсу способи адресації.

9.2 Типи оброблюваних даних

На апаратному рівні MMX-команди підтримують єдиний тип даних – 64- розрядні зчетверені слова, однак логічна інтерпретація цього апаратно підтримуваного типу в залежності від команди може бути різна. Рисунок 9.2 демонструє усі типи даних розширення MMX.

Рисунок 9.2

Характерною рисою MMX-розширення є векторність, під якою мається на увазі те, що 64-розрядний пакет бітів інтерпретується як набір декількох компонентів (координат вектора), які можуть оброблятися MMX-командами паралельно і не залежно одна від одної. Такі векторні типи даних називають пакованими, а компоненти векторів в MMX-розширенні інтерпретуються тільки як знакові або без знакові цілі числа.

9.3 Склад, розрядність і призначення регістрів

Як апаратний ресурс для обробки 64-розрядних операндів в розширенні MMX використовуються 64 молодші біти 80-розрядних регістрів стеку математичного співпроцесору R0-R7 (Рисунок 9.3). Команди розширення MMX використовують регістри R0-R7 не як апаратний стек, а як звичайну регістрову пам’ять з довільним доступом, звертаючись до регістрів за іменами MM0-MM7. Жоден з регістрів MMX не має певного спеціалізованого призначення і всі вони використовується як апаратний ресурс для обробки даних.

Рисунок 9.3

Зважаючи на те, що математичний співпроцесор і розширення MMX використовують одні й ті самі апаратні ресурси, використання в коді суміші команд FPU і команд MMX практично неможливе, але вони можуть використовуватися по черзі в окремих блоках зі збереженням, за необхідності, результатів роботи окремих блоків в пам’яті. Блок MMX-команд повинен завершуватися командою без операндів EMMS.

9.4 Система команд MMX

При вивченні системи команд MMX ми традиційно розподілимо їх на декілька груп (Рисунок 9.4), і будемо розглядати окремо по групах. Кожна наступна група команд, зображених на рисунку в порядку зліва направо, розширюватиме наші можливості програмування.

Рисунок 9.4 Перед тим як безпосередньо перейти до розгляду системи команд

розширення MMX, слід зробити деякі зауваження, щодо їх загальних особливостей. Рисунок 9.5 демонструє принцип векторної обробки, характерної для більшості MMX-команд.

Рисунок 9.5

Команда обробки виконує попарно визначену операцію «○» паралельно і не залежно над відповідними елементами вектор-операндів і розміщує результат у відповідних елементах одного із операндів: Пi ← Пi ○Дi (i=1..n).

Особливістю арифметичних команд і деяких команд перетворення є те, що вони виконують обробку або за правилами циклічної арифметики (wraparound arithmetic) або за правилами арифметики із насиченням (saturation

arithmetic).

За правилами циклічної арифметики (арифметики з циклічним переносом), якщо довжина розрядної сітки, потрібної для розміщення результату операції перевищує довжину розрядної сітки вихідних операндів, то біти результату що виходять за розрядну сітку відкидаються.

За правилами арифметики з насиченням, якщо результат операції перевищує максимально/мінімально можливе значення для подання вихідних операндів, то за результат операції приймається це максимальне/мінімальне значення. При цьому слід пам’ятати про те, що максимально і мінімально можливе значення подання для цілих зі знаком і без знаку відрізняються.

9.4.1 Команди пересилання

Команди пересилання дозволяють завантажувати операнди з пам’яті для їх подальшої обробки з використанням MMX-команд, зберігати результати обробки в пам’яті, переміщувати дані поміж MMX-регістрами та поміж MMX- регістрами і регістрами загального призначення:

MOVD mm,r32 / m32

D MOVD r32 / m32,mm MOV Q <приймач>,<джерело>= MOVQ mm,r64 / m64

MOVQ r64 / m64,mm

Команда MOVD працює тільки з 32-ма молодшими розрядами MMX- регістра і якщо MMX-регістр виступає у ролі приймача, то його старші 32 біта заповнюються нулями.

9.4.2Команди перетворення

Вгрупі команд перетворення типів можна виділити дві підгрупи – команди упаковки і команди розпаковки. Наявність команд цієї групи пов’язана

зособливостями виконання арифметичних MMX-команд.

До команд упаковки належать PACKSSWB, PACKUSWB і PACKSSDW.

Рисунок 9.6 демонструє загальний алгоритм виконання команд PACKSSWB/PACKUSWB з узагальненим позначенням

PACKSSWB mm,mm

PACK SS WB < Приймач >,< Джерело >= PACKSSWB mm,m64 .
US	PACKUSWB mm,mm

PACKUSWB mm,m64

Рисунок 9.6

Команди PACKSSWB і PACKUSWB відрізняються лише тим, як вони інтерпретують компоненти векторів операндів у вихідному стані. Команда PACKSSWB виконує пакування із знаковим насиченням, а команда PACKUSWB – з без знаковим.

Команда PACKSSDW mm,mm / m64 виконує пакування із знаковим насиченням за алгоритмом, аналогічним командам PACKSSWB і PACKUSWB

Рисунок 9.7

Узагальнене позначення команд розпаковки має вигляд

		PUNPCKHBW mm,mm / m64
BW		PUNPCKHWD mm,mm / m64
H		PUNPCKHDQ mm,mm / m64
PUNPCK WD		< Приймач >,< Джерело >=
L		PUNPCKLBW mm,mm / m64
DQ		PUNPCKLWD mm,mm / m64
		PUNPCKLDQ mm,mm / m64
Командам	цієї	групи не притаманні особливості ані циклічної, ані

арифметики з насиченням і вони просто займаються переміщенням компонентів векторів операндів. Рисунок 9.8 демонструє алгоритм виконання команди PUNPCKHBW, а Рисунок 9.9 – команди PUNPCKHLW.

Рисунок 9.8

Рисунок 9.9 Алгоритми інших команд розпаковки аналогічні вищенаведеним. Вони

збирають подвійні слова зі слів (WD) та зчетверене слово з подвійних слів (DQ) обираючи потрібні компоненти зі старшої (H) або молодшої (L) половини операндів.

9.4.3 Арифметичні команди

Команди з узагальненим позначенням

			B
	P		ADD	W		< приймач >,< джерело >
		SUB
			D

виконують операції додавання і вирахування над відповідними елементами приймача і джерела за правилами циклічної арифметики і

розміщують результат у відповідних елементах приймача. Символи «B», «W» і «D» в мнемонічному позначенні команди указують на тип компонентів – байт, слово і подвійне слово, відповідно. Приймачем може бути тільки MMX-регістр, а джерело може розміщуватися як у MMX-регістрі так і в пам’яті.

Команди з узагальненим позначенням

	ADD S	B	< приймач >,< джерело >
P
SUB US W

виконують операції додавання і вирахування над відповідними елементами приймача і джерела за правилами арифметики із знаковим (S) та без знаковим (US) насиченням і розміщують результат у відповідних елементах приймача. Символи «B» і «W» в мнемонічному позначенні команди указує на тип компонентів – байт і слово, відповідно. Приймачем може бути тільки MMX-регістр, а джерело може розміщуватися як у MMX-регістрі так і в пам’яті.

Команди з узагальненим позначенням

PMUL H W < приймач >,< джерело >

L

виконують попарне знакове множення слів приймача і джерела і розрізняються лише тим, як зберігають результат. Команда із символом «L» в мнемонічному позначенні зберігає у відповідних словах приймача 16 молодших, а команда із символом «H» – 16 старших розрядів результату. Приймачем може бути тільки MMX-регістр, а джерело може розміщуватися як у MMX-регістрі так і в пам’яті.