Coprocesorul Matematic Assembly

Coprocesorul se initializeaza odata cu activarea semnalului RESET, generat in sistemul de calcul.
In interiorul coprocesorului avem o memorie de 80 de octeti organizata sub forma unei stive de opt elemente de 10 octeti ecare.

Deci cu ajutorul coprocesorului putem efectua urmatoarele operatii:

1) citirea datelor in memoria interna a coprocesorului (pe stiva) din memoria calculatorului.
2) efectuarea operatiilor aritmetice necesare.
3) scrierea rezultatului in memoria calculatorului.

Tipurile de date in virgula flotanta sunt:
1) Real scurt, reprezentat pe 32 bit (1 bit de semn, 23 bit mantisa, 8 bit caracteristica)
2) Real lung, reprezentat pe 64 bit (1 bit de semn, 52 bit mantisa, 11 bit caracteristica)
3) Real cu precizie ridicata, reprezentat pe 80 bit (1 bit de semn, 64 bit mantisa, 15 bit caracteristica)

Proiectantii coprocesorului au clasicat erorile in urmatoarele 6 clase:

1) Invalid operation: operatie invalida.

depasire superioara sau inferioara a stivei interioare a coprocesorului. (impartire la 0 , adunare/scadere la infinit)

2) Overflow: depasire superioara.

Rezultatul depaseste numarul cel mai mare ce se poate reprezenta. Coprocesorul inscrie infinit in locul rezultatului si continua lucrul.

3) Zero Divizor: impartire cu zero.

Impartitorul impartirii de efectuat este zero, iar deimpartitul nu este zero sau innit.

4) Underflow: depasire inferioara

Valoarea rezultatulu in modul este mai mica decat numarul cel mai mic reprezentabil.
Rezultatul va  zero, coprocesorul continua lucrul.

5) Denormalized: operand nenormalizat.

Aceasta exceptie apare daca unul din operanzi nu este normalizat sau rezultatul nu se poate reprezenta normalizat (de exemplu este atat de mic incat este imposibila normalizarea lui).

6) Inexact result: rezultat inexact.

Rezultatul operatiei este inexact din cauza unor rotunjiri prescrise sau necesare.
Putem avea astfel de rezultate dupa impartire, daca impartim de exemplu 2.0 cu
3.0 rezultatul se poate reprezenta doar ca o fract,ie infinita.

Instructiuni de transfer de date

Instructiuni de incarcare (LOAD)

1) fild adr - Incarca pe stiva variabila intreaga de la adresa adr.
2) fld adr - Incarca pe stiva valoarea reala (scurta sau lunga) de la adresa de memorie adr.
3) fbld adr - Incarca pe stiva variabila din memorie de tipul zecimal impachetat (definit cu DT) de la adresa de memorie adr.

Instructiuni de memorare (STORE)

1) fist adr - Memoreaza la adresa adr valoarea de pe stiva (ST(0)) ca numar. INDICATORUL NU SE MODIFICA.
2) fistp adr - Memoreaza la adresa adr valoarea de pe stiva (ST(0)) ca numar intreg.
Instructiunea afecteaza stiva: ST(0) este eliminat prin decrementarea indicatorului de stiva.

3) fst adr - Memoreaza la adresa adr valoarea de pe stiva (ST(0)) ca numar intreg. INDICATORUL NU SE MODIFICA
4) fstp adr - Memoreaza la adresa adr valoarea de pe stiva (ST(0)) ca numar in reprezentarea in virgula mobila.
ST(0) este eliminat prin decrementarea indicatorului de stiva.

5) 	fbstp adr - Memoreaza la adresa adr valoarea de pe stiva (ST(0)) ca numar zecimal impachetat.

Instructiuni transfer de date intern

1) fld ST(i) - Pune pe stiva valoarea de pe ST(i). Deci valoarea din ST(i) se va gasi de doua ori: in ST(0) si ST(i+1).

2) fst ST(i) - Valoarea din ST(0) este copiata in elementul i din stiva. Valoarea veche din ST(i) se pierde.

3) fstp ST(i) - Valoarea ST(0) este copiata in elementul i din stiva. Valoarea veche din ST(i) se pierde. ST(0) este eliminat prin decrementarea indicatorului din stiva.

4) fxchg ST(i) - Se schimba intre ele ST(0) si ST(i)

Instructiuni incarcare a constantelor

1) fldz - Zero pe varful stivei.
2) fld1 - 1.0 pe varful stivei.
3) fldpi - Pi pe varful stivei.
4) fldl2t - log{2}{10} pe varful stivei.
5) fldl2e - log{2}{e} pe varful stivei.
6) fldlg2 - lg2 pe varful stivei.
7) fldln2 - ln2 pe varful stivei.

Instructiuni aritmetice

ST(i) - registrul numarul i al coprocesorului matematic

m32fp - o variabila pe 32 bit (declarata ca DD) ce retine un numar in virgula mobila. (fp - Floating Point)
m64fp - o variabila pe 64 bit (declarata ca DQ) ce retine un numar in virgula mobila. (fp - Floating Point)
m16int - o variabila pe 16 bit (declarata ca DW) ce retine un numar intreg.
m32int - o variabila pe 32 bit (declarata ca DD) ce retine un numar intreg.

f<op>                            ST(0) <- ST(0) op ST(1)
f<op> m32fp                      ST(0) <- ST(0) op ST(1) op m32fp
f<op> ST(0), ST(i)               ST(0) <- ST(0) op ST(i)
f<op> ST(i), ST(0)               ST(i) <- ST(i) op ST(0)
f<op>p                           ST(1) <- ST(1) op ST(0), elimina ST(0)
f<op>p ST(i), ST(0)              ST(i) <- ST(i) op ST(0), elimina ST(0)
fi<op> m32int                    ST(0) <- ST(0) op m32int

Deoarece operat, iile de scadere si impartire nu sunt comutative, avem si operatiile inverse pentru acestea, care au aceeasi forma dar se termina cu litera r (de la reverse):

Instructiuni pentru compararea valorilor numerice

fcom compara registrii ST(0) si ST(1). Varianta cu un operand compara registrul ST(0) cu operandul dat.
fcomp este identica cu fcom, realizand in plus eliminarea registrului ST(0).
fcompp elimina atat registul ST(0) cat si registrul ST(1).
ftst compara registul ST(0) cu 0.0

Functii in virgula mobila

fsqrt                           ST(0) <- sqrt(ST(0))
fscale                          ST(0) <- ST(0) x 2^(ST(1))
fprem                           ST(0) <- ST(0) mod ST(1)
fabs                            ST(0) <- |ST(0)|
fchs                            ST(0) <- -ST(0)
fptan                           ST(0) <- tan(ST(0))

Instructiuni de comanda

finit - Initializare-aducerea coprocesorului intr-o stare initiala cunoscuta ("software reset"). Dupa efectuarea instructiunii finit toate registrele coprocesorului se vor afla in starea initiala iar stiva va goala.

fldcw adr - Se incarca in registrul de comanda cuvantul de la adresa adr in memorie.