また、メンドクセー命令が出てきました。浮動小数点数のClassify命令です。無限大、デノーマル、NaNといった訳ありのモノドモを識別する命令。勿論、普通の（ノーマル）な数はノーマルと分類します。浮動小数点素人の私にはNaNの２種類あるビットパターンなど皆目見当がつかないです。
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※以下は単精度浮動小数点演算命令について述べています。なお実機動作は、64bit RISC-V搭載、Kendryte K210上で行っています。
Classify type 命令
命令セット的には、３オペランドの命令として定義されています。
fclass.s rd, rs1, rs2
浮動小数レジスタrs1に格納されているfloatの値を以下のように分類し、それを示すビットを立てた整数を、整数レジスタrdに格納します。
-
- ビット０ 負の無限大
- ビット１ 負のノーマル数
- ビット２ 負のデノーマル数
- ビット３ 負の０
- ビット４ 正の０
- ビット５ 正のデノーマル数
- ビット６ 正のノーマル数
- ビット７ 正の無限大
- ビット８ シグナル型のNaN
- ビット９ クワイエット型のNaN
正直、１０種もではなく、１０種で収まって良かった、という感じです。ホント、浮動小数点はメンドクセー奴ですな。
オペコード的には３レジスタを引数にとれるのですが、rs2は使われていないように見えます。手元のK210用の処理系では rs2を指定するとエラーになりました。表記法としては、rs2を無視して
fclass.s rd, rs1
とすれば通りました。
被テスト関数のソース
分類結果の整数を一つ、その中に立っているビットは一つだけの命令なので、関数内部で結果ビットを識別するようにしました。コードは簡単です。
void tst_Fclass(uint32_t tnum, uint32_t arg1)
{
uint32_t rd;
TestFloat f1S;
rd = 0;
f1S.u32Dat.LowW = arg1;
asm volatile("fmv.w.x f1, %[Rs1]\n\t"
"fclass.s %[Rd], f1\n\t"
: [Rd] "=r" (rd)
: [Rs1] "r" (f1S.u32Dat.LowW)
: );
Serial.printf("TEST-fclass.s #%u\r\n", tnum);
Serial.printf(" HEX: %08x\r\n", f1S.u32Dat.LowW);
Serial.printf(" FLOAT: %e\r\n", f1S.fDat);
Serial.printf(" CLASS: ");
switch (rd) {
case 0x001:
Serial.printf("-INF");
break;
case 0x002:
Serial.printf("-NORMAL");
break;
case 0x004:
Serial.printf("-DENORMAL");
break;
case 0x008:
Serial.printf("-ZERO");
break;
case 0x010:
Serial.printf("+ZERO");
break;
case 0x020:
Serial.printf("+DENORMAL");
break;
case 0x040:
Serial.printf("+NORMAL");
break;
case 0x080:
Serial.printf("+INF");
break;
case 0x100:
Serial.printf("NaN(SIGNAL)");
break;
case 0x200:
Serial.printf("NaN(QUIET)");
break;
default:
Serial.printf(" Unknown Flag=%08x", rd);
}
Serial.printf("\r\n\r\n");
}
テストケース
今回問題なのはテストケースの方です。アセンブラレベルのテストなので、普通じゃない奴らのビットパターンを綴る必要があります。FPUのプロの人なら、無意識にでもビットパターンを綴れるのじゃないかと思いますが、素人の私には無理です。だいたいNaNって２種類もあったんだけという感じです。IBM社の XL Fortran for AIXを説明している以下のページにお世話になりました。やっぱ Fortran だね。知らんけど。
このお陰をもって書き下したテストケースが以下に。
tst_Fclass(0, 0xFF800000); //-INF tst_Fclass(1, 0xC0000000); //-NORMAL tst_Fclass(2, 0x80400000); //-DENORMAL tst_Fclass(3, 0x80000000); //-ZERO tst_Fclass(4, 0x00000000); //+ZERO tst_Fclass(5, 0x00400000); //+DENORMAL tst_Fclass(6, 0x40000000); //+NORMAL tst_Fclass(7, 0x7F800000); //+INF tst_Fclass(8, 0x7F800001); //NaN(SIGNAL) tst_Fclass(9, 0x7FC00000); //NaN(QUIET)
実機実行結果
テストケースさえ出来てしまえば、後は走らせるだけ。結果が以下に。
TEST-fclass.s #0 HEX: ff800000 FLOAT: -inf CLASS: -INF TEST-fclass.s #1 HEX: c0000000 FLOAT: -2.000000e+00 CLASS: -NORMAL TEST-fclass.s #2 HEX: 80400000 FLOAT: -5.877472e-39 CLASS: -DENORMAL TEST-fclass.s #3 HEX: 80000000 FLOAT: -0.000000e+00 CLASS: -ZERO TEST-fclass.s #4 HEX: 00000000 FLOAT: 0.000000e+00 CLASS: +ZERO TEST-fclass.s #5 HEX: 00400000 FLOAT: 5.877472e-39 CLASS: +DENORMAL TEST-fclass.s #6 HEX: 40000000 FLOAT: 2.000000e+00 CLASS: +NORMAL TEST-fclass.s #7 HEX: 7f800000 FLOAT: inf CLASS: +INF TEST-fclass.s #8 HEX: 7f800001 FLOAT: nan CLASS: NaN(SIGNAL) TEST-fclass.s #9 HEX: 7fc00000 FLOAT: nan CLASS: NaN(QUIET)
大したことはしていないのだけれど、メンドイ奴をやっつけると何か達成感がありますな。ホントか？ちょろいな、自分。