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float数据分别以int和float类型打印的反汇编分析

news 2025/5/18 14:25:26

1.源代码

2.VS配置

3.反汇编代码

3.分析

0.movss指令

1.cvtss2sd指令

资料出处

简介

描述

翻译

提炼要点

2.movsd指令

资料出处

简介

描述

翻译

提炼要点

3.关键指令分析

由double在内存中的存储形式可以推测xmm0寄存器中存储的数据

1.求S

2.将十进制数字转换为二进制

3.规范化

4.求E

5.操作M补0

6.结果

4.题外话

提示

分析

5.推荐阅读

1.源代码

#include <stdio.h>
int main()
{float value = 1.0;printf("value_int = %d\n", value);printf("value_float = %f\n", value);
}

2.VS配置

3.反汇编代码

#include <stdio.h>
int main()
{push        ebp  mov         ebp,esp  sub         esp,44h  push        ebx  push        esi  push        edi  mov         ecx,offset _21126C67_FileName@c (0D6C008h)  call        @__CheckForDebuggerJustMyCode@4 (0D6132Ah)  nop  float value = 1.0;movss       xmm0,dword ptr [__real@3f800000 (0D67B30h)]  movss       dword ptr [value],xmm0  printf("value_int = %d\n", value);cvtss2sd    xmm0,dword ptr [value]  sub         esp,8  movsd       mmword ptr [esp],xmm0  push        offset string "value_int = %d\n" (0D67BD4h)  call        _printf (0D610D2h)  add         esp,0Ch  printf("value_float = %f\n", value);cvtss2sd    xmm0,dword ptr [value]  sub         esp,8  movsd       mmword ptr [esp],xmm0  push        offset string "value_float = %f\n" (0D67BE4h)  call        _printf (0D610D2h)  add         esp,0Ch  
}xor         eax,eax  pop         edi  pop         esi  pop         ebx  mov         esp,ebp  pop         ebp  ret

3.分析

 push        ebp  mov         ebp,esp  sub         esp,44h  push        ebx  push        esi  push        edi  mov         ecx,offset _21126C67_FileName@c (0D6C008h)  call        @__CheckForDebuggerJustMyCode@4 (0D6132Ah)  nop

栈区初始化,非本文重点,详细参见36.【C语言】函数栈帧的创建和销毁

0.movss指令

注:有关movss和XMM寄存器的详细内容参见float强制类型转换为int类型的反汇编分析

这里介绍另外8086汇编没有的指令cvtss2sd和movsd

1.cvtss2sd指令

资料出处

CVTSS2SD— Convert Scalar Single Precision Floating-Point Value to Scalar Double PrecisionFloating-Point Value

CVTSS2SD — ConVerT Scalar Single precision floating-point value to Scalar Double precision floating-point value

题外话:缩写里的2对应全称的to,原因:two的音标:/tuː/ to的音标:/tu/,两者的发音类似,因而用2

简介

把标量(Scalar)单精度(Single precision)浮点值(floating-point value)转换(ConVerT)为标量双精度(Double precision )浮点值

描述

Converts a single precision floating-point value in the “convert-from” source operand to a double precision floating-point value in the destination operand. When the “convert-from” source operand is an XMM register, the single precision floating-point value is contained in the low doubleword of the register. The result is stored in the low quadword of the destination operand.

128-bit Legacy SSE version: The “convert-from” source operand (the second operand) is an XMM register or memory location. Bits (MAXVL-1:64) of the corresponding destination register remain unchanged. The destination operand is an XMM register.

翻译

将"convert-from"源操作数中的单精度浮点值转换为目的操作数中的双精度浮点值。当"convert-from"源操作数是一个XMM寄存器时,单精度浮点值存储在寄存器的低双字中.结果存储在目的操作数的低四字中.

128位传统SSE版本:"convert-from"源操作数(第二个操作数)是一个XMM寄存器或内存位置.相应目标寄存器的位(MAXVL-1:64)保持不变.目标操作数是一个XMM寄存器.

备注:SSE是x86的扩展,是Streaming SIMD Extension的缩写,SIMD是Single Instruction Multiple Data的缩写

提炼要点

格式:cvtss2sd dest(存储双精度浮点值),convert-from(存储单精度浮点值)

convert-from可以是XMM寄存器或内存位置;dest可以是XMM寄存器

2.movsd指令

资料出处

CVTSS2SD— Convert Scalar Single Precision Floating-Point Value to Scalar Double PrecisionFloating-Point Value

MOVSD — MOVe or merge Scalar Double precision floating-point value

简介

移动(MOVe)或合并(merge)标量(Scalar)双精度(Double precision)浮点值(floating-point value)

描述

Moves a scalar double precision floating-point value from the source operand (second operand) to the destination operand (first operand). The source and destination operands can be XMM registers or 64-bit memory locations. This instruction can be used to move a double precision floating-point value to and from the low quadword of an XMM register and a 64-bit memory location, or to move a double precision floating-point value between the low quadwords of two XMM registers. The instruction cannot be used to transfer data between memory locations.

翻译

将源操作数(第二个操作数)中的标量双精度浮点值移动到目的操作数(第一个操作数),源操作数和目的操作数可以为XMM寄存器或64位内存地址.指令可以来回在XMM寄存器的低四字和64位内存地址移动一个双精度浮点值,或者在XMM寄存器的低四字之间移动.这个指令不能被用来在两个内存地址之间转移数据

提炼要点

格式:movsd dest(存储双精度浮点值),src(存储双精度浮点值)

dest和src可以为XMM寄存器或64位内存地址,但不能同时为64位内存地址

3.关键指令分析

1.

	float value = 1.0;movss       xmm0,dword ptr [__real@3f800000 (0D67B30h)]  movss       dword ptr [value],xmm0

由于存储单精度浮点值(float类型)要使用xmm寄存器,这里选择xmm0做中转寄存器来存储到value变量的地址dword ptr [value]处

(x86不支持由地址[...]到地址[...]的指令: movss dword ptr [value],dword ptr [__real@3f800000 (0D67B30h)])

2.

	printf("value_int = %d\n", value);cvtss2sd    xmm0,dword ptr [value]  sub         esp,8  movsd       mmword ptr [esp],xmm0  push        offset string "value_int = %d\n" (0D67BD4h)  call        _printfadd         esp,0Ch

注:call _printf(0D610D2h)处理的细节非本文重点,在此不做分析

注意到: cvtss2sd xmm0,dword ptr [value]

疑问:value变量是float类型,在cvtss2sd这一行时,为什么存储在xmm0寄存器的小数要转换为double类型呢?

答:这是编译器的一种默认机制,执行printf("%d\n", value); value是以double传递参数的

回忆IEEE 754标准(具体参见62.【C语言】浮点数的存储)

由double在内存中的存储形式可以推测xmm0寄存器中存储的数据

1.求S

1.0为正数,因此S = 0

2.将十进制数字转换为二进制

$1.0=(1.0)_2$

3.规范化

$(1.0)_2=(1.0)_2*2^0$

4.求E

$E=0+1023=1023$

十进制1023=二进制011 1111 1111(11位)

5.操作M补0

由于M为0,占1位,因此在M的右边增加51个0

6.结果

每4位二进制数转换为1位十六进制数,为3F F0 00 00 00 00 00 00

由于VS默认以小端序存储,因此在内存中的存储形式为00 00 00 00 00 00 F0 3F

打印%d时,只取左侧4字节(即低32位)(int类型4字节),前4字节比特位都是0,所以最终打印为0

打印%f(float)时,和上面的double小数无关,正常打印为1.000000(默认保留小数点后6位)

4.题外话

画出以下汇编指令的栈区内存图

 cvtss2sd    xmm0,dword ptr [value]  sub         esp,8  movsd       mmword ptr [esp],xmm0  push        offset string "value_int = %d\n" (027BE4h)  call        _printfadd         esp,0Ch