Was tut dieser Assembly Code? (Anfängerfrage)

EinNutzer0

@DirkB : richtig, das wäre $0x3c8efa35.

wob

@EinNutzer0 sagte in Was tut dieser Assembly Code? (Anfängerfrage):

Dann möchte ich einmal dividieren und zweimal multiplizieren (und einmal cos aufrufen):
(cos((3.14 / 180.0) * i) * j)

Du willst aber eine floating-Point-Division durchführen! div mit rax ist aber Integer-Division. Floating point Division ist fdiv (wie im Pentium-Bug) (das wäre @hustbaer s "guter alter" Weg). Mit SSE kannst du z.B. mit cvtsi2sd xmm0, eax den Wert aus eax von int nach double konvertieren. Dann weiter mit divsd oder so.

Schau dir doch einfach mal den gewünschten Code an im Compiler Explorer an. Nur für dich als Beispiel: https://godbolt.org/z/7cxXFW

Swordfish

@EinNutzer0 ich weiß immer noch nicht was du mit x86-64 asm willst wenn du lernen sollst einen bestimmten (welchen?) µController zu programmieren. Geht nicht in mein Hirn.

EinNutzer0

@wob : super, ich weiß nur noch nicht, wie man selber zu solch einer Lösung gelangen kann.

EinNutzer0

@wob sagte in Was tut dieser Assembly Code? (Anfängerfrage):

dann hast du doch bestimmt irgendwas bekommen haben, womit du lernen sollst?!

Wir haben ein Skript. Das gute Stück umfasst 500 Folien und mehr... Aber das Problem: es ist zwar Assembler Code vorhanden, jedoch wird dieser in keinster Weise erklärt.

Swordfish

@EinNutzer0 sagte in Was tut dieser Assembly Code? (Anfängerfrage):

Wir haben ein Skript. Das gute Stück umfasst 500 Folien und mehr... Aber das Problem: es ist zwar Assembler Code vorhanden, jedoch wird dieser in keinster Weise erklärt.

Nochmal:

@Swordfish sagte in Was tut dieser Assembly Code? (Anfängerfrage):

[...] (welchen?) µController [...]

MMX auf x86-64 hilft dir dabei sicher nicht.

EinNutzer0

Ich hab noch lauter Fragezeichen... funktioniert muls.. , divs.. usw. nur dann, wenn ich eax vorher in xmm schiebe? Ist das immer so, dass es mit den general purpose register nicht funktioniert? Und was genau bewirkt push %rax und push %rbx, wieso braucht man danach ein mov für lokale Variablen? Und soll man noch pop aufrufen oder bewirkt das das leave.

Sorry man merkt ich bin Anfänger auf diesem Gebiet, aber haben wir alle nicht mal low begonnen?

@Swordfish sagte in Was tut dieser Assembly Code? (Anfängerfrage):

(welchen?) µController

Das versuche ich gerade herauszufinden... In der Prüfung kann auch ein ganz anderer mc drankommen, es wird ein Teil der Doku mitgegeben. Dennoch möchte ich mich "vorbereiten".

EinNutzer0

Habe jetzt Assemblercode der funktioniert aber das falsche Ergebnis für x ausgibt:

	.text
	.globl	getx
	.type	getx, @function
getx:
.LFB0:
	push		%rcx
# main.c:7: 	float w2 = w * (M_PI / 180.0);
# main.c:8: 	x = (int) (r * cos(w2));
# main.c:9: 	return x;
	movl			$0x4048f5c3, %ecx
	movl			$0x43340000, %edx
	cvtsi2sd	%ecx, %xmm0
	cvtsi2sd	%edx, %xmm1
	divsd		%xmm0, %xmm1
	cvtsi2sd	%eax, %xmm0
	mulsd		%xmm0, %xmm1
	movsd			%xmm1, %xmm0
	call		cos@PLT
	movsd			%xmm0, %xmm1
	cvtsi2sd	%ebx, %xmm0
	mulsd		%xmm0, %xmm1
	cvttsd2si	%xmm1, %eax
	pop			%rcx
	ret

Caller:

# main.c:24: 		x = getx(25, i);
	movl	-4(%rbp), %ebx	# i, tmp87
	movl		$25, %eax	#,
	call	getx	#
	movl	%eax, -16(%rbp)	# tmp88, x
# main.c:25: 		y = gety(25, i);
	movl	-4(%rbp), %eax	# i, tmp89
	movl	%eax, %esi	# tmp89,
	movl	$25, %edi	#,
	call	gety	#
	movl	%eax, -20(%rbp)	# tmp90, y

Wieso ist das Ergebnis noch falsch?

Swordfish

@EinNutzer0 sagte in Was tut dieser Assembly Code? (Anfängerfrage):

In der Prüfung kann auch ein ganz anderer mc drankommen, es wird ein Teil der Doku mitgegeben.

Dann wird das sicher etwas ziemlich simples sein. Ich finde aber so eine Ansage eher ... ähm ... pervers.
Auf jeden Fall wird es mit ziemlicher Sicherheit nicht AT&T-Syntax sein.

wob

Stimme Swordfish zu. Du willst jetzt speziell Floating-Point-Berechnung auf X8664 lernen, um Mikrocontroller-Assembler zu schreiben?!

Jedenfalls: was tust du denn eigentlich in deiner Funktion?
Du teilst 0x43340000 durch 0x4048f5c3 (oder andersrum, ich kommt bei at&t immer durcheinander) - das ergibt 1.0453936 und hat in jedem Fall nichts mit pi/180 zu tun. Wie kommst du überhaupt auf die beiden Zahlen in Zeile 10/11?

hustbaer

@EinNutzer0
0x4048f5c3 ist die IEEE single precision float representation für 3.14.
So funktioniert das aber nicht. cvtsi2sd interpretiert den Wert im Register als Integer.
Laut Internetz kannst du movd dafür verwenden.
Also statt

	movl			$0x4048f5c3, %ecx
	movl			$0x43340000, %edx
	cvtsi2sd	%ecx, %xmm0
	cvtsi2sd	%edx, %xmm1

dann

	movl			$0x4048f5c3, %ecx
	movl			$0x43340000, %edx
	movd			%ecx, %xmm0
	movd			%edx, %xmm1

Die weiteren cvtsi2sd müssen aber bleiben, denn da willst du ja wirklich nen Integer nach Float konvertieren.

EinNutzer0

Ich glaub jetzt inzwischen, die float literals sind das Problem... (Und ich hatte eax und ebx in getx vertauscht...)

Hier hab ich eine interessante Quelle gefunden: https://www3.nd.edu/~dthain/courses/cse40243/fall2015/intel-intro.html

https://a.uguu.se/bm1a5UpI4kHZ.png

https://a.uguu.se/KKLJK0bxdZFI.png

https://a.uguu.se/gNWD5HtWKcry.png

Möglichkeit 2: Man verwende ein int literal und teile dies durch einen Divisor

SeppJ

Da du so konsequent diese Frage von Swordfish, DirkB und anderen ignorierst, versuche ich noch einmal mein Glück: Du bist dir vollkommen bewusst, dass die Feinheiten der x64-Floating-Point-Programmierung dir absolut gar nichts helfen, wenn du einen anderen Prozessortyp als eigentliche Zielplattform hast? Dass du gerade deine Zeit damit vertrödelst Spanisch zu büffeln, wenn du demnächst eine Französischklausur schreiben musst?

Schlimmer noch: Allem nach zu beurteilen, was du bisher gesagt hast, geht es in der Prüfung doch wohl eher um fundamentales wie Kontrollfluss und grundlegende Algorithmen, wohingegen Floating Point Berechnungen erst recht nutzloses Spezialwissen sind. Du lernst spanische Sprichwörter, wenn es um französische Grammatik geht.

wob

...um dir das nochmal deutlich zu machen. Wähle in dem Compiler-Explorer-Link, den ich gepostet hatte (https://godbolt.org/z/7cxXFW) einfach mal rechts einen anderen Compiler, z.B. "Power64 AT 12.0" und vergleiche den generierten Assemblercode. Du wirst sehen: sieht ganz anders aus. Eben Französisch <-> Spanisch. Oder sogar böhmische Dörfer?

EinNutzer0

Ja ihr habt recht. x64 Assembler ist in diesem Fall nicht der geeignete Einstieg bzw. etwas völlig anderes als das zu Lernende.

Dennoch, wenn ich mit etwas anfange, möchte ich es eigentlich auch hinbekommen.

Also eigentlich versuche ich jetzt das hier zu berechnen: (cos(((314.0 / 100.0) / 180.0) * i) * j)

wob

@EinNutzer0 Dann kannst du auch gleich 314. / 18000. berechnen.
Oder du berechnest einfach atan(1)/45. Das wäre genauer.

hustbaer

@EinNutzer0 sagte in Was tut dieser Assembly Code? (Anfängerfrage):

Ich glaub jetzt inzwischen, die float literals sind das Problem...

Hast du meinen Beitrag gelesen?

EinNutzer0

@hustbaer : ja, hatte ich, danke dafür. Ich werd's nachher nochmal versuchen. Sorry, falls es langsam nervig wird.

Etwas hab ich noch übersehen, denn x ist nach wie vor 0:

getx:
.LFB0:
# main.c:7: 	float w2 = w * (M_PI / 180.0);
# main.c:8: 	x = (int) (r * cos(w2));
# main.c:9: 	return x;
	push		%rcx
	movl		$0x4048f5c3, %ecx
	movl		$0x43340000, %edx
	movd		%ecx, %xmm0
	movd		%edx, %xmm1
	divsd		%xmm0, %xmm1
	cvtsi2sd	%ebx, %xmm1
	mulsd		%xmm0, %xmm1
	movsd		%xmm1, %xmm0
	call		cos@PLT
	movsd		%xmm0, %xmm1
	cvtsi2sd	%eax, %xmm0
	mulsd		%xmm0, %xmm1
	cvttsd2si	%xmm1, %eax
	pop		%rcx
	ret

hustbaer

@EinNutzer0
Bitte ganz lesen wenn möglich. Falls du dich jetzt wunderst warum ich dir einige Fehler nicht gleich früher gesagt habe: ich musste da selbst ein paar Dinge nachgoogeln. Ich kann zwar "normalen" x86/amd64 Assembler mehr oder weniger flüssig lesen, aber bei dem ganzen FPU/SSE Zeugs bin ich überhaupt nicht fit und weiss so ziemlich gar keinen Befehl auswendig. Daher hab ich das nicht früher gesehen. Und daher auch nicht früher erwähnt.

divsd %xmm0, %xmm1
cvtsi2sd %ebx, %xmm1

Sofern ich die komische % Syntax richtig verstehe... und ohne jetzt auf "Details" einzugehen wie dass hier immer nur die untere Hälfte des XMM Registers als double verwendet wird...

divsd %xmm0, %xmm1 entspricht %xmm1 = %xmm1 / %xmm0
D.h. du berechnest schonmal 180.0/PI, nicht PI/180.0.

cvtsi2sd %ebx, %xmm1 entspricht %xmm1 = %ebx (als Integer)
D.h. du überschreibst damit das Ergebnis der Division.

Das

	movsd		%xmm0, %xmm1
	cvtsi2sd	%eax, %xmm0
	mulsd		%xmm0, %xmm1

macht auch irgendwie keinen Sinn. Du kopierst erst %xmm0 nach %xmm1, dann überschreibst du %xmm0 mit dem Wert aus %eax, und dann multiplizierst du %xmm0 und %xmm1. Mal davon ausgehend dass das überhaupt irgendwie Sinn macht, und uns der Inhalt von %xmm0 danach egal ist, erreichst du das selbe mit

	cvtsi2sd	%eax, %xmm1
	mulsd		%xmm0, %xmm1

Davon abgesehen...
...wenn du mit 32 Bit floats in den XMM Registern arbeitest, ist divsd der falsche Befehl, denn der arbeitet mit doubles (=64 Bit). Du musst entweder divss verwenden oder halt mit 64 Bit floats (aka. doubles) arbeiten. Analog dazu die ganzen anderen sd SSE Befehle *

Kleiner Tip noch: Wenn du Assembler-Code schreibst, schreib neben jede Zeile den Inhalt der veränderten Register. Ala

	push		%rcx
	movl		$0x4048f5c3, %ecx	; %ecx = 3.14 (as IEEE float)
	movl		$0x43340000, %edx	; %edx = 180 (as IEEE float)
	movd		%ecx, %xmm0		; %xmm0 = float[3.14, 0, 0, 0]
	movd		%edx, %xmm1		; %xmm1 = float[180, 0, 0, 0]
	divss		%xmm0, %xmm1		; %xmm1 = float[180/3.14, 0, 0, 0]
	...

*:
DIVSD = DIVide Scalar Double precision
DIVSD = DIVide Scalar Single precision
MOVD = MOVe Double-word

Bei x86 Assembler ist mit "word" ein 16-Bit Stück gemeint, daher double-word (den Begriff verwendet so kaum jemand) aka. DWORD (liest man häufig) = 32 Bit. Sobald es um Floats geht finden dann die Begriffe "single precision" und "double precision" Anwendung. Hier ist "single precision" ein 32 Bit Float (auch oft nur "float" genannt) und "double precision" ein 64 Bit Float (auch oft nur "double" genannt).

Das "D" in MOVD und DIVSD steht also zwar beide Male für das Wort "double", aber das "double" bezieht sich auf eine ander "Basis". Und daher passt das so nicht zusammen.

Und falls du eine amd64 Referenz suchst: https://www.felixcloutier.com/x86/
Ist in Intel-Syntax in der komischen % Syntax hab ich auf die schnelle nixe gefunden.

hustbaer

ps: Aufpassen falls du mit single-precision rechnest: cos hat nen double als Parameter. Die Variante mit single-precision heisst cosf.