47、浮点运算单元（FPU）全面解析

浮点运算单元（FPU）全面解析

1. FPU 寄存器栈

FPU 不使用通用寄存器（如 EAX、EBX 等），而是拥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，并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运算优先级（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：
| 操作 | 栈内容 | 操作说明 |
| ---- | ---- | ---- |
| push 5 | 5 | 将 5 压入栈 |
| push 6 | 5 6 | 将 6 压入栈 |
| push 4 | 5 6 4 | 将 4 压入栈 |
| 5 6 * | 30 4 | 将 ST(1) 乘以 ST(0)，并弹出 ST(0) |
| 5 6 * 4 - | 26 | 从 ST(1) 中减去 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，它们共同构成一个寄存器栈。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