CPU如何“投射”浮點x87（我認為）值？

Question

我只是想知道 CPU 如何“投射”一個浮點數。 我的意思是，我想當我們在 C/C++ 中使用“float”或“double”時，編譯器使用的是 x87 單元，還是我錯了？ （我找不到答案）那么，如果是這種情況並且浮點數沒有被模擬，編譯器如何轉換它？

Answer 1

我的意思是，我想當我們在 C/C++ 中使用“float”或“double”時，編譯器使用的是 x87 單元，還是我錯了？

在現代英特爾處理器上，編譯器很可能使用 SSE/AVX 寄存器。 FPU 通常不經常使用。

我只是想知道 CPU 如何“投射”一個浮點數。

將 integer 轉換為浮點數基本上是一種計算（忽略一些細節）：

• 從 integer 的二進制（對於無符號類型）或二進制補碼（對於有符號類型）表示開始。
• 如果數字為零，則返回所有位為零。
• 如果它是負數，請記住這一點並將數字取反以使其為正數。
• 找到 integer 中設置的最高位。
• 找到適合目標格式有效位的最低位。 （例如，對於float常用的 IEEE-754 ^binary32格式，24 位適合有效位，因此最高位集之后的第 25 位不適合。）
• 將有效數字結束的 position 處的數字四舍五入。
• 計算指數，即最高位集所在位置的 function。 添加用於編碼指數的“偏差”（二進制 32 為 127，二進制 64 為 1023）。
• 組合一個符號位、指數位和有效數位（省略高位，因為它始終為 1）。 返回那些位。

該計算准備表示浮點數的位。 （它省略了涉及特殊情況的細節，如 NaN、無窮大和次正規數，因為在將典型的 integer 格式轉換為典型的浮點格式時不會發生這些情況。）

該計算可以“在軟件中”（即使用用於移位、測試值等的通用指令）或“在硬件中”（即使用用於進行轉換的特殊指令）執行。 所有台式計算機都有這方面的說明。 用於專用嵌入式用途的小型處理器可能沒有此類指令。

Answer 2

不清楚你的意思是什么

“投射”一個浮點數。 ?

如果目標體系結構具有 FPU，那么編譯器將發出 FPU 指令以操作浮點變量，這並不奇怪……為了將浮點變量分配給 int 變量，浮點數必須被截斷或舍入（向上或向下）。 通常存在特殊說明來實現此目的。

如果目標架構是“無 FPU”，那么編譯器（工具鏈）可能會使用可用的 CPU 指令提供浮點運算的軟件實現。 例如，像 a = x * y 這樣的表達式； 將等價於 a = fmul(x, y); 其中 fmul() 是編譯器提供的特殊函數（內在），可以在沒有 FPU 的情況下進行浮點運算。 當然，這通常比使用硬件 FPU 慢得多。 如果性能很重要，則在此類平台上不使用浮點運算，可以使用定點運算https://en.wikipedia.org/wiki/Fixed-point_arithmetic代替。