如何将64位int转换为32位PowerPC上的浮点数？

编程问答 2022-06-11

问题描述

我正在32位PowerPC系统（特别是GameCube）上编写程序集。我有一个64位整数，需要将其转换为浮点数。我怎样才能做到这一点？我可以在网上找到的示例都涉及fcfid指令的使用，但这仅在64位系统上可用。

到目前为止的代码是：

CALL  __OSGetSystemTime # -> u64 ticks in r3,r4
stw   r3,SP_FLOAT_TMP(r1)
stw   r4,(SP_FLOAT_TMP+4)(r1)
lfd   f1,SP_FLOAT_TMP(r1)
fcfid f1 # u64 -> double
frsp  f1 # double -> float

（{CALL是与位置无关的bl）的宏

GNU汇编器给出错误：

Error building debugprint debugprint.s: Assembler messages:
debugprint.s:345: Error: unrecognized opcode: `fcfid'

解决方法

自2000年代初以来我就没有使用过PowerPC，因此，我将介绍C代码，该代码概述了我认为可以转换为32位PowerPC指令的算法。基本思想是将64位整数分为两个分别包含最高有效位和最低有效位的32位半部分。使用魔数加法将每个半转换为double。使用融合乘法加法（FMA）运算将两个结果加倍，将高半部分缩放2 32 。这仅需进行一次四舍五入。

因为这是无符号整数的转换，所以我们在这里需要的幻数是2 52 。在内存中构造该数字的二进制映像，然后将32位整数N放入最低有效32位。这将创建一个double的二进制图像，其值为2 52 + N。从内存中加载该double，然后减去2 52 ，将N保留在浮点寄存器中。结果是准确的。

我已经用PowerPC指令注释了ISO-C99代码，我想人们会用汇编语言对它进行编码。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>  // for memcpy
#include <math.h>    // for fma

/* re-interpret a 64-bit unsigned integer in two halves as a double */
double hilo_uint32_as_double (uint32_t hi,uint32_t lo)
{
    double r;
    uint64_t t = ((uint64_t)hi << 32) + (uint64_t)lo;
    memcpy (&r,&t,sizeof r);
    return r;
}

double uint64_to_double (uint64_t a)
{
    const double two_to_32 = 0x1.0p32;
    const double magic = hilo_uint32_as_double (0x43300000,0); // 0x1.0p52

    /* split 64-bit number into two 32-bit halves */
    uint32_t hi = (uint32_t)(a >> 32);         // stw
    uint32_t lo = (uint32_t)(a & 0xffffffff);  // stw
    /* convert each 32-bit half into a double */
    double lof = hilo_uint32_as_double (0x43300000,lo) - magic; // stw,lfd,fsub
    double hif = hilo_uint32_as_double (0x43300000,hi) - magic; // stw,fsub
    /* combine halves with a single rounding */
    return fma (hif,two_to_32,lof); // fmadd
}

int main (void)
{
    uint64_t a = 1234567890123456ULL;
    printf ("%llu -> %23.16e\n",a,uint64_to_double (a));
    return EXIT_SUCCESS;
}
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