浮点指令寄存器

2.9.1　SIMD浮点指令寄存器

SSE技术中的50条SIMD浮点指令是SSE指令系统的主要指令，也是PentiumⅢ、Pentium4处理器性能提高的关键。PentiumⅢ增加了8个128位浮点寄存器，用于与SSE浮点指令相配合。

SSE技术支持的主要数据类型是紧缩单精度浮点操作数，它将4个相互独立的32位单精度浮点数组合在一个128位的数据中。128位数据最低位是D0，最高位为D127，分成16个字节，按照“低对低，高对高”的对端方式存放在主存中。设字节0（D7～D0）在主存1000H，则字节15（D127～D96）的主存地址为100FH，每连续4个字节表示一个单精度数据。

SSE技术还提供了一个新的32位控制/状态寄存器MXCSR，如图2.25所示。它用于屏蔽/允许数字异常处理程序，设置舍入类型，选择刷新至0方式，观察状态标志等，复位后寄存器的内容为1F80H。

图2.25　浮点SIMD控制状态寄存器MXCSR

（1）异常标志位

MXCSR中的D5～D0是6个反映是否产生SIMD浮点无效数值异常的状态标志，与80X87的状态含义相同，分别是精度错误PE、下溢错误UE、上溢错误OE、被0除错误ZE、非格式化错误DE和非法操作错误IE。某个异常位为1表示发生相应的浮点数值错。

（2）异常控制标志

MXCSR中的D12～D6是6个对应SIMD浮点数值异常的屏蔽控制标志。作用与80X87浮点异常一样，分别是精度异常屏蔽PM、下溢异常屏蔽UM、上溢异常屏蔽OM、被0除异常屏蔽ZM、非规格化异常屏蔽DM和非法操作异常屏蔽IM。异常屏蔽位为1，则相应异常被屏蔽，复位后所有异常屏蔽位=1，屏蔽所有的异常。

（3）舍入控制标志RC

MXCSR的D14、D13是舍入控制位，控制SIMD浮点数据操作的舍入原则。同80X87一样，SSE技术也具有最近舍入、向下舍入、向上舍入和截断舍入这四种类型。复位后，RC=00采用最近舍入类型。

（4）刷新至0标志FZ

刷新至0标志FZ=1将允许刷新至0方式，复位后FZ=0关闭刷新至0方式。MXCSR的其他位保留，并被清0。对这些位写入非0值将发生一般保护性异常。

（5）SIMD数据类型

xmm：SIMD浮点数据寄存器（XMM0～XMM7）

m128：128位存储器操作数单元

mm：整数MMX寄存器（MM0～MM7）

m64：64位存储器操作数单元

m32：32位存储器操作数单元

r32：通用32位整数寄存器

i8：8位立即数

另外，紧缩浮点数有两种存取方式：128位方式用于128位的存储器操作数存取，SIMD浮点数据寄存器间128位数据传送、逻辑、解缩、算术运算等，它是将128位作为4个独立单精度浮点数都参与操作得到结果。32位方式用于32位的存储器操作数存取，SIMD寄存器间32位数据传送和算术运算，它是将128位中最低一个单精度数参与操作得到结果，其他高位的3个单精度数不变，这种数据称为标量单精度浮点数据。