x87 FPU简史 实际应用, 通用, 价值, 领域, 密码

yuyang911220

第2部分 应用x87 FPU编程与VC6浮点库
第8章 x87 FPU编程
前面几章都是讲述计算原理，在CPU支持的基本整型的基础建立了几个类型模板，支持通用的（即没有长度或精度限制的）整型计算、定点数计算、浮点数计算、基本函数计算，实际上是实现了一个C++浮点仿真库。这些内容虽然对理解计算原理非常重要，但除了CGUINT可能在密码领域有点价值之外，其他的几个模板的实际应用价值均不大。
目前，支持IEEE标准的浮点硬件已经普及。通用CPU均已内置了浮点单元，最大可支持IEEE的扩展双精度格式，足以满足一般计算的需要。特殊环境下的开发（例如嵌入式系统）即使没有浮点硬件，编译器也可能提供了仿真库。毕竟，浮点运算已经是C/C++不可或缺的一部分。而且，在编译器中实现一两种浮点类型，技术难度和工作量并不大（本书的代码就是一个证明），FORTRAN早在几十年前就是这么做的。因此，在实际的开发工作中，重要的不是自己实现已经实现的东西，而且如何更好地控制浮点硬件，从而得到更稳定、更高效的代码。
自然，正如CPU一样，每一个浮点硬件系统都是不一样的，且不提运算过程的处理细节，即使是编程模型、指令集也会有很大的区别，讲述所有的浮点硬件是不现实的。不过，它们一般都遵循IEEE标准，这意味着在逻辑层面，它们是大同小异的，讲述所有的浮点硬件也是没有必要的。
x86 CPU是目前CPU的主流，它内置的浮点处理单元x87 FPU是最常用的浮点硬件。本章就以x87 FPU为例讲述浮点硬件编程，后面几章讲述反汇编分析建立在x87 FPU之上的VC6浮点库，从而使读者得到计算编程系统的完整印象。
本章内容主要来自文献[2]，加上了自己的理解。有兴趣的读者可以继续阅读文献[2]以获得更准确、全面的理解。
8.1  x87 FPU简史
早在16位的8086年代，8087就作为8086的数学协处理器出现。当时的8087是一个与8086分离的芯片，它使用的浮点指令是专用的浮点指令，但浮点指令与其他8086指令混合在一起执行。后来，在80486中，x87 FPU出现了，取代了原先的协处理器，这是x87 FPU在IA-32体系中的首次出现。
x87 FPU延续了协处理器的浮点指令集。