sem10 added

10-asm3/README.md

@@ -0,0 +1,164 @@
+# Ассемблер x86, часть 3
+
+## Регистры SSE
+
+SSE (Streaming SIMD Extension) - набор инструкций, позволяющий выполнять несколько одинаковых
+операций одновременно. Набор инструкций SSE продолжает расширятся.
+
+Для хранения аргументов операций SSE используются регистры xmm. 32-битная система команд
+x86 позволяет использовать 8 регистров %xmm0 ... %xmm7. 64-битная система команд x64 позволяет использовать
+16 регистров %xmm0 ... %xmm15. Регистры xmm являются scratch-регистрами, то есть при вызове подпрограмм
+сохранение значений не гарантируется (как с регистрами %eax, %ecx, %edx).
+
+Регистры xmm имеют размер 128 бит и могут хранить 2 64-битных, 4 32-битных целых или вещественных значения,
+а также 8 16-битных или 16 8-битных целых значения. Интерпретация битового содержимого регистров xmm
+зависит от выполняемой инструкции.
+
+В стандартном соглашении о вызовах x64 первые 8 параметров вещественных типов float или double передаются
+на регистрах %xmm0 ... %xmm7, последующие аргументы передаются в стеке. Результат вещественного типа возвращается
+в регистре %xmm0.
+
+В стандартном соглашении о вызовах x32 аргументы вещественных типов передаются на стеке. Специального выравнивания
+для double не требуется. Результат вещественного типа возвращается в регистре FPU %st(0). Даже если результат в %st(0)
+не используется вызывающей программой, он должен быть удален из стека FPU. Если в коде x86 для вычислений используется
+SSE, а подпрограмма должна вернуть значение вещественного типа, результат из SSE должен быть скопирован на верхушку
+стека FPU.
+
+Например, для копирования значения типа double на FPU может использоваться следующая последовательность операций:
+```
+        sub     $8, %esp        // резервируем память
+        movsd   %xmm0, (%esp)   // копируем значение double из %xmm0 в стек
+        fldl    (%esp)          // загружаем из стека на %st(0)
+        add     $8, %esp        // очищаем стек
+```
+
+## Скалярные вычисления на регистрах SSE
+
+Регистры SSE можно использовать для обычных вычислений с плавающей точкой. Такие инструкции по терминологии
+Intel называются скалярными. В этом случае в регистрах xmm будет использоваться только младшая часть: младшие 32 или 64 бита.
+
+Для пересылки скалярных значений могут использоваться следующие инструкции:
+```
+        movsd   SRC, DST        // пересылка между регистрами xmm и памятью значения double
+        movss   SRC, DST        // пересылка значения типа float
+```
+Эти инструкции позволяют пересылать значение из регистра xmm в другой регистр xmm, а также между регистрами xmm и памятью.
+При обращении к памяти на x86 достаточно, чтобы значение double было выровнено по адресу, кратному 4.
+
+Со скалярными значениями поддерживаются следующие операции:
+```
+        addsd   SRC, DST        // DST += SRC, double
+        addss   SRC, DST        // DST += SRC, float
+        subsd   SRC, DST        // DST -= SRC, double
+        subss   SRC, DST        // DST -= SRC, float
+        mulsd   SRC, DST        // DST *= SRC, double
+        mulss   SRC, DST        // DST *= SRC, float
+        divsd   SRC, DST        // DST /= SRC, double
+        divss   SRC, DST        // DST /= SRC, float
+        sqrtsd  SRC, DST        // DST = sqrt(SRC), double
+        sqrtss  SRC, DST        // DST = sqrt(SRC), float
+        maxsd   SRC, DST        // DST = max(SRC, DST), double
+        maxss   SRC, DST        // DST = max(SRC, DST), float
+        minsd   SRC, DST        // DST = min(SRC, DST), double
+        minss   SRC, DST        // DST = min(SRC, DST), float
+```
+
+Преобразование double->int выполняется инструкцией
+```
+        cvtsd2si SRC, DST       // DST = (int32_t) SRC
+```
+Здесь SRC - регистр xmm или память, DST - 32-битный регистр общего назначения.
+Инструкция выполняет преобразование вещественног числа типа double в 32-битное знаковое целое число.
+
+Преобразование double->float выполняется инструкцией:
+```
+        cvtsd2ss SRC, DST       // DST = (float) SRC
+```
+
+Преобразование int->double выполняется инструкцией:
+```
+        cvtsi2sd SRC, DST       // DST должен быть регистр xmm, SRC либо GPR, либо память
+```
+
+Преобразование float->double:
+```
+        cvtss2sd SRC, DST       // DST = (double) SRC
+```
+
+Для преобразований float->int и int->float предназначены инструкции cvtss2si и cvtsi2ss.
+
+Сравнение двух скалярных значений типа float или double выполняется инструкцией:
+```
+        comisd  SRC, DST        // DST - SRC, double
+        comiss  SRC, DST        // DST - SRC, float
+```
+В результате выполнения операции сравнения устанавливаются флаги PF, CF, ZF. Флаг PF устанавливается,
+если результат - неупорядочен. Флаг ZF устанавливается, если значения равны.
+Флаг CF устанавливается, если DST < SRC. Для условного перехода после сравнения можно
+использовать условные переходы для беззнаковых чисел. Например, ja будет выполнять условный переход,
+если DST > SRC.
+
+## Векторные вычисления на регистрах SSE
+
+Векторные вычисления в терминологии Intel описываются как вычисления с упакованными (packed) значениями.
+
+Для пересылки 128-битных значений между памятью и регистрами xmm и между двумя регистрами xmm
+используется инструкция
+```
+        movapd  SRC, DST        // DST = SRC
+```
+если один из аргументов - память, адрес должен быть выровнен по адресу, кратному 16.
+Для пересылки по невыровненным адресам можно использовать инструкцию movupd.
+
+С векторными значениями поддерживаются следующие операции, которые выполняются одновременно со всеми значениями
+в регистрах (2 для double или 4 для float):
+```
+        addpd   SRC, DST        // DST += SRC, double
+        addps   SRC, DST        // DST += SRC, float
+        subpd   SRC, DST        // DST -= SRC, double
+        subps   SRC, DST        // DST -= SRC, float
+        mulpd   SRC, DST        // DST *= SRC, double
+        mulps   SRC, DST        // DST *= SRC, float
+        divpd   SRC, DST        // DST /= SRC, double
+        divps   SRC, DST        // DST /= SRC, float
+        sqrtpd  SRC, DST        // DST = sqrt(SRC), double
+        sqrtps  SRC, DST        // DST = sqrt(SRC), float
+        maxpd   SRC, DST        // DST = max(SRC, DST), double
+        maxps   SRC, DST        // DST = max(SRC, DST), float
+        minpd   SRC, DST        // DST = min(SRC, DST), double
+        minps   SRC, DST        // DST = min(SRC, DST), float
+```
+
+## Горизонтальные операции
+
+Обычная операция над упакованными SSE-регистрами может рассматриваться как "вертикальная". Например,
+рассмотрим инструкцию `ADDPS A, B`. Эта инструкция складывает четыре float-значения в операнде A
+с соответствующими 4 значениями в операнде B и кладет результат в операнд B. Если A и B рассматривать
+как массивы из 4 значений типа float, то операция может быть описана следующим образом:
+
+```
+    float A[4];
+    float B[4];
+
+    B[0] = A[0] + B[0]
+    B[1] = A[1] + B[1]
+    B[2] = A[2] + B[2]
+    B[3] = A[3] + B[3]
+```
+
+В противовес "вертикальной" операции "горизонтальная" операция вовлекает соседние значение в одном регистре.
+Например, инструкция `HADDPS A, B` выполняется следующим образом:
+
+```
+    float A[4];
+    float B[4];
+
+    B[0] = B[0] + B[1];
+    B[1] = B[2] + B[3];
+    B[2] = A[0] + A[1];
+    B[3] = A[2] + A[3];
+```
+
+## Ссылки
+
+1. [x86 Instruction Set Reference](http://x86.renejeschke.de/)