前回は８０８７での浮動小数点数の比較結果を８０８６のフラグに反映させて分岐する練習でした。今回は比較でなくテストです。８０８７のレジスタスタックのトップに置かれている浮動小数値が、正なの負なのゼロなの？と調べる命令。でもメンドクセーことに「比較不能」という分類もこれあり。浮動小数だもんね。ようやくNaN登場。
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※実機動作確認（といってもエミュレータなんだけれども）には以下を使用させていただいております。
※オリジナルの8086+8087の組み合わせでは8086と8087の同期をとるためにWAIT命令が必用になる場合があります。後継機種ではWAIT命令が不要（演習に使用しているエミュレータQEMUでも不要）なのでWAIT命令は使用しません。メンドイし。
FTST命令
前回のFCOMP命令にくらべるとFTSTはシンプルです。引数をとったりすることもなく、実行後にスタックをポップすることもありません。ただスタックトップに置かれている数値の正負かゼロ、そして比較不能な表現なのかを判定するだけのもの。
判定結果は、前回同様、8087のステータスワードレジスタのC3、C2、C0ビットに以下のように反映されます。
| スタックトップの値 | C3(14)=>ZF | C2(10)=>PF | C0(8)=>CF |
|---|---|---|---|
| ノンゼロで正 | 0 | 0 | 0 |
| ノンゼロで負 | 0 | 0 | 1 |
| ゼロ(+/-) | 1 | 0 | 0 |
| 比較不能 | 1 | 1 | 1 |
IEEE754規格に精通された姉貴兄貴の皆さまはよ～くご存じのとおり、２の補数表現の整数と違い、浮動小数点数には正のゼロ、負のゼロという表現もあり。そのせいか上記の表はちょいと回りくどい表現です。さらには第４のカテゴリとして「比較不能」という判定結果まであります。ここには、NaN（ノット・ア・ナンバーざんす）、無限大などのヤバイ表現どもが分類されるところです。
上記の８０８７のステータスワードは、前回やりましたFSTSW命令で８０８６のAXレジスタに転送でき、それにSAHF命令をさらに適用することで、８０８６のZF、PF、CFに反映させることができたのでした。よって上記表を参照していただけば、スタックトップの値の上記４分類による条件判断ができると。今回はやらんけどね。メンドイし。
FCHS命令
今回、ドサクサまぎれにFCHS命令も練習してます。浮動小数の符号をヒックリ返す命令です。
今回実験のプログラム
スタックトップに置いた数をFTST命令で、正、負、ゼロ、比較不能と４分類するフラグをたてるだけのプログラムです。フラグさえ変化すれば後は野となれ山となれと先に進める無責任な一本です。例によって強力なx86用アセンブラNASM用のソースです（MSのMASMともインテルASM86とも微妙に異なるけど、分かるっしょ。）
そんななか今回から以下のおまじないが追加されております。
%use fp
上記は、NASMに浮動小数用のマクロ共を使うからお願い、と伝えている呪文です。これが必要なのは、今回ようやく、ソースコードの中に NaN が登場するからです。NaNというマクロを呼ぶのに必要なだけね。まあ、NaNにも静かな奴と五月蠅い奴がいてとか、深みにハマる話はまた後でです。
%use fp
segment code
..start:
mov ax, data
mov ds, ax
mov ax, stack
mov ss, ax
mov sp, stacktop
test:
fldpi
ftst
fchs
ftst
fldz
ftst
mov bx, src1
fld dword [bx]
ftst
fin:
mov ax, 0x4c00
int 0x21
resb 2048
segment data align=16
resb 1024 * 63
src1: dd NaN
segment stack class=STACK align=16
resb 2048
stacktop:
dw 1024 dup (0)
stackend:
アセンブルして実行
MS-DOS互換で機能強化されているフリーなFreeDOS上、以下のステップで上記のアセンブラソース ftst.asm から実行可能なオブジェクトファイルを生成して実行することができます(nasmとwatcom Cがインストール済であること。）
なお、FreeDOS付属の「debugx」デバッガは、8087のレジスタ内容を浮動小数で見せてくれます。
nasm -f obj -l ftst.lst ftst.asm wlink name ftst.exe format dos file ftst.obj debugx ftst.exe
まずはプログラムの逆アセンブルリストから。
赤枠のところで π（正の浮動小数値）を判定、青枠でπの符号反転（当然負）を判定、黄枠でゼロを判定、緑枠でメモリ上においたNaNを拾ってきて、これはダメだと判定するという目論見であります。
まずは値πのロードから。
そのFTST。
SW（ステータスワード）の値は目論見通りなのだけれど、事前準備なく、フラグが変わった様子が目に見えないのがイマイチ。
つづいて符号反転。
πから－πになっておりますぞ。そこでFTST。
今度はSWの値が変わりました。ビット８（C1）が立ってます。ネガティブの証拠よ。
つづいてスタックトップにゼロを。
ここはロード命令なので、さきほどの－πの「上」にゼロが載せられてスタックが伸びます。
その判定。
C3＝１、C2＝C1＝０となってますな。
さて最後にお待ちかねのNaNのロードとその判定。
これまたロード命令なので、スタックはさらに伸び、ゼロの上にNaNがロードされます。それをFTSTで検査しているので、結果は「比較不能」。目論見通り。良かった。