47、浮点单元（FPU）详解

浮点单元（FPU）详解

1. FPU寄存器栈

FPU不使用通用寄存器（如EAX、EBX等），而是有自己的一组寄存器，称为寄存器栈。它将值从内存加载到寄存器栈中，进行计算，然后将栈中的值存储回内存。FPU指令以后缀格式计算数学表达式，类似于惠普计算器的计算方式。

例如，中缀表达式 (5 * 6) + 4 的后缀表达式为 5 6 * 4 + 。中缀表达式 (A + B) * C 需要括号来改变默认的优先级规则（乘法优先于加法），而等效的后缀表达式 A B + C * 则不需要括号。

在计算后缀表达式时，栈用于保存中间值。以下是计算后缀表达式 5 6 * 4 - 的步骤：
| 从左到右 | 栈 | 操作 |
| ---- | ---- | ---- |
| 5 | 5 | 压入5 |
| 6 | 5 6 | 压入6 |
| * | 30 | 用ST(1)乘以ST(0)，并弹出ST(0) |
| 4 | 30 4 | 压入4 |
| - | 26 | 用ST(1)减去ST(0)，并弹出ST(0) |

FPU有八个可单独寻址的80位数据寄存器，名为R0到R7，它们共同构成寄存器栈。FPU状态字中的一个三位字段TOP标识当前栈顶的寄存器编号。例如，当TOP等于二进制011时，R3为栈顶，在编写浮点指令时，这个栈位置也称为ST(0)（或简称为ST），最后一个寄存器是ST(7)。

栈操作如下：
- 压入操作（也称为加载）：TOP减