Gcc 汇编64位：如何返回双精度值？

如何在汇编程序中返回64位值？ 我试过这个：

C-方案：

#include <stdio.h>

double result=0;
double a = 10;
extern double func(double a);

 int main() {       
    result = func(a);
    printf("result: %f\n", result);     
    return 0;
   }

它应该返回20.0，但始终是10.0

---

我做错了什么

@Michael Petch指出，使用以下代码，整个函数的效率可能会更高：

addsd xmm0, xmm0   ; Add input parameter to itself
ret                ; Done!  (return values go in xmm0)

x86-64在XMM寄存器中传递/返回

double

，而不是内存或x87堆栈。（适用于x86-64系统V ABI/调用约定和Windows x64。请参阅中的链接）

---

发布的代码没有注释。评论它会对OP有所帮助，所以

;; Buggy original version with comments
movq qword[x],xmm0  ; Store current value in memory  [Why?]
fld qword [x]       ; Load current value from memory [Why??]
fld qword [x]       ; Load current value from memory again
fadd                ; Add top two stack items

movq xmm0,qword[x]  ; reload original value from memory, unmodified

@ElderBug指出，OP在执行最终的

movq

之前忘记将

fadd

的结果存储到内存中，因此此函数只返回其输入，如

double foo（double x）{return x；}

但在x87堆栈上留下垃圾

---

---

@Michael Petch接着指出，原始代码在浮点堆栈上留下了大量的“碎片”——没有人试图用各种

pop

版本的指令来清理它（

fstp

，或

faddp

，而不是

fadd

）。这就减少了下一个浮点函数的空间——直到最后导致浮点堆栈溢出，导致意外的NaN

@Michael Petch指出，使用以下代码，整个函数的效率可能会更高：

addsd xmm0, xmm0   ; Add input parameter to itself
ret                ; Done!  (return values go in xmm0)

x86-64在XMM寄存器中传递/返回

double

，而不是内存或x87堆栈。（适用于x86-64系统V ABI/调用约定和Windows x64。请参阅中的链接）

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发布的代码没有注释。评论它会对OP有所帮助，所以

;; Buggy original version with comments
movq qword[x],xmm0  ; Store current value in memory  [Why?]
fld qword [x]       ; Load current value from memory [Why??]
fld qword [x]       ; Load current value from memory again
fadd                ; Add top two stack items

movq xmm0,qword[x]  ; reload original value from memory, unmodified

@ElderBug指出，OP在执行最终的

movq

之前忘记将

fadd

的结果存储到内存中，因此此函数只返回其输入，如

double foo（double x）{return x；}

但在x87堆栈上留下垃圾

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@Michael Petch接着指出，原始代码在浮点堆栈上留下了大量的“碎片”——没有人试图用各种

pop

版本的指令来清理它（

fstp

，或

faddp

，而不是

fadd

）。这就减少了下一个浮点函数的空间——直到最后导致浮点堆栈溢出，导致意外的NaN

不能混淆FPU和XMM计算。 当您在FPU上计算某些内容时，必须将其存储在内存中（正如@Elderbug所说），然后必须将其加载到XMM寄存器，以在Win OS上x64上的64位进程上返回。 在64位系统上使用FPU仍有优势，因为FPU的内部精度可以是80位（如果使用正确的FPU控制字：位8,9浮点32（24位尾数）=00b） 双浮点（53位尾数）=10b 扩展精度（64位尾数）=11b

如果要使用FPU：

fld QWORD PTR x   ; laod var to FPU: into ST(0)  (MASM Syntax)
fadd ST(0), ST(0)   ; this adds [x]+[x]
fstp QWORD PTR x  ; store result back in var
movsd xmm0, QWORD PTR x

注意：对于movsd，始终需要SSE2。（在SSE1机器上会发生GP故障！请参阅英特尔64和IA-32体系结构软件开发人员手册： 但是，如果您运行Windows8/8.1/10，这对您来说绝对不是问题，因为操作系统本身会根据系统要求请求SSE2

编辑：SSE2是x86-x64中的基线（如Peter Cordes在评论中所述），因此您可以始终在64位上使用它

如果要将SIMD与XMM寄存器一起使用：

movsd xmm0, QWORD PTR x
addsd xmm0, xmm0   ; this instruction also requires SSE2   
; ok, retun xmm0

还要注意，您也不能混淆XMM和MMX寄存器！ （MOVQ2DQ和MOVDQ2Q指令可以将它们从一个转换为另一个，但其他指令不能）

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如果您的函数使用参数并且应该在Windows操作系统上运行，则需要确保函数prolog/epilog有效。请参阅：

您不能混淆FPU和XMM计算。 当您在FPU上计算某些内容时，必须将其存储在内存中（正如@Elderbug所说），然后必须将其加载到XMM寄存器，以在Win OS上x64上的64位进程上返回。 在64位系统上使用FPU仍有优势，因为FPU的内部精度可以是80位（如果使用正确的FPU控制字：位8,9浮点32（24位尾数）=00b） 双浮点（53位尾数）=10b 扩展精度（64位尾数）=11b

如果要使用FPU：

fld QWORD PTR x   ; laod var to FPU: into ST(0)  (MASM Syntax)
fadd ST(0), ST(0)   ; this adds [x]+[x]
fstp QWORD PTR x  ; store result back in var
movsd xmm0, QWORD PTR x

注意：对于movsd，始终需要SSE2。（在SSE1机器上会发生GP故障！请参阅英特尔64和IA-32体系结构软件开发人员手册： 但是，如果您运行Windows8/8.1/10，这对您来说绝对不是问题，因为操作系统本身会根据系统要求请求SSE2

编辑：SSE2是x86-x64中的基线（如Peter Cordes在评论中所述），因此您可以始终在64位上使用它

如果要将SIMD与XMM寄存器一起使用：

movsd xmm0, QWORD PTR x
addsd xmm0, xmm0   ; this instruction also requires SSE2   
; ok, retun xmm0

还要注意，您也不能混淆XMM和MMX寄存器！ （MOVQ2DQ和MOVDQ2Q指令可以将它们从一个转换为另一个，但其他指令不能）

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如果您的函数使用参数并且应该在Windows操作系统上运行，则需要确保函数prolog/epilog有效。请参阅：

您从不存储结果。顺便说一句，使用SSE而不是x87可能更简单。Elderbug是正确的。

fadd

添加了st（0）和st（1）将值存储在

st（0）中

。不使用堆栈顶部的值更新[x]中的值。也不在返回之前从FPU堆栈中弹出额外的值（如果调用此函数5次，将导致FPU堆栈溢出问题）。正如Elder指出的，除非给定的任务要求您这样做，否则您可以使用SSE而不是FPU。代码也可以简化，但我很好奇您是为32位还是64位代码编译的？我假设从您得到的结果来看，您的可执行文件是64位的。如果您可以使用SSE，您可以使用这样的指令

section.text；全局函数；函数