 |
Исключения сопроцессора и их обработка
|
|
|
|
Важной особенностью сопроцессора является возможность распознавания особых
ситуаций,которые могут возникать в процессе вычислений.При этом сопроцес-
сор формирует определенные управляющие сигналы и устанавливает бит в своем
регистре состояния SWR.Согласно идеологии IA-32,прерывания классифициру-
ются по источникам возникновения.Один из возможных типов прерываний —
исключения, которые являются внутренними прерываниями процессора,возника-
ющими в ходе вычислительного процесса.Особые ситуации,возникающие в со-
процессоре,полностью соответствуют определению понятия «исключение».
В сопроцессоре могут возникать шесть типов исключений.Все они были пере-
числены при обсуждении форматов регистра состояния SWR и регистра управле-
ния CWR.Вспомним основные моменты.В регистре состояния SWR 6 битов,каждый
из которых играет роль флага для определенного типа исключения.При возник-
новении исключения устанавливается соответствующий флаг в этом регистре (см.
рис.17.2).Сопроцессор аппаратно позволяет запретить явную обработку любого
из этих типов исключений.Для этого в регистре управления CWR есть 6 битов,игра-
ющих роль масок,установка которых и позволяет запретить возникновение соот-
ветствующих исключений.Важно отметить,что запрещение обработки исключе-
ния вовсе не означает того,что сопроцессор оставляет вычислительную ситуацию
неизменной.При возникновении исключения,имеющего единичное состояние
соответствующего бита в регистре CWR,сопроцессор выполняет так называемую
маскированную реакцию, которая включает в себя некоторую последовательность
предопределенных разработчиками процессора действий.Естественно,что в них
|
|
|
невозможно было предусмотреть все потребности программистов,которым,по-
мимо всего прочего,могут понадобиться и нестандартные варианты реакции на
исключения.В этом случае программисту необходимо установить соответствую-
щий бит в регистре CWR.О том,как нужно реагировать на возникновение незамас-
кированного исключения,мы поговорим чуть позже,а пока же разберемся с при-
чинами возникновения исключений и маскированными реакциями на них со
стороны сопроцессора.Эта информация может быть полезна для того,чтобы ра-
зобраться с логическими ошибками программы и правильно запрограммировать
реакцию на их возникновение. Недействительная операция
Причиной исключения недействительной операции являются ошибки в логике
программы,наиболее!типичные из которых следующие:
-загрузка операнда|в непустой регистр стека сопроцессора;
попытка извлечения операнда из пустого регистра стека сопроцессора;
использование операнда с недопустимым для данной операции значением.
При возникновении этого исключения устанавливается флаг IE (Invalid Opera-
tion)в регистре SWR (см.рис.17.2),маскируется оно битом IM регистра управления
сключение недействительной операции возникает при рабо-
крметических вычислениях.В каких именно операциях воз-
е,судят по содержимому бита SF (Stack Fault — ошибка сте-
CWR (см.рис.17.4).И
те со стеком и при ар:
никло это исключеш
ка)регистра состояния SWR.Если он установлен в единицу,это говорит о том,что
исключение было вызвано ошибкой в работе стека сопроцессора;напротив,ну-
левое состояние би-fa SF говорит о том,что в команде встретился неверный
операнд.
Маскированная реакция на исключение недействительной операции зависит
от причины ошибки.Если она возникла в результате некорректной работы стека,
то сопроцессор перезаписывает содержимое того регистра стека,обращение к ко-
|
|
|
торому вызвало исключение.При перезаписи в него заносится специальное чис-
ленное значение — сцокойное нечисло.Если ошибка возникла в результате недо-
пустимого операнда ] то в большинстве ситуаций в регистре стека сопроцессора
возвращается также ^покойное нечисло.
Кстати,исключен ие недействительной операции — это единственное исключе-
ние,которое не нужно маскировать.Программисту следует самому вмешиваться
в обработку ошибочных ситуаций путем вызова соответствующего обработчика.
Деление на ноль
Исключение деления на ноль возникает в командах,которые явно или неявно вы-
полняют деление.Э
ния сопроцессора 5
управления CWR.ME
о команда FDIV и ее варианты — FYL2X и FXTRACT.Факт возник-
новения этого исключения фиксируется флагом ZE (Zero Divide)регистра состоя-
WR и при необходимости маскируется битом ZM регистра
скированная реакция сопроцессора заключается в формиро-
вании результата в ^иде знаковой бесконечности.
j
Денормализация операнда
Исключение денор ^ализованного операнда возникает,когда команда пытается
выполнить операциЬ с денормализованным операндом.При этом устанавливает-
ся флаг DE (Denorma|lized Operand),который маскируется битом DM регистра управ-
ления CWR.Если это исключение замаскировано,то его возникновение приводит
только к установке [флага DE,после чего сопроцессор нормализует операнд и вы-
числительный процесс продолжается.Если исключение денормализованного опе-
ранда не замаскировано,то вызывается обработчик исключения,который позво-
ляет произвести нефбходимую обработку ситуации. Переполнение и антипереполнение
Ситуации переполнения и антипереполнения возникают в случаях,когда порядок
результата слишком велик или слишком мал для формата приемника.При воз-
никновении этих исключений в регистре SWR устанавливаются флаги ОЕ (Overflow)
HUE (Underflow).Эти исключения маскируются битами ОМ и UM регистра управ-
ления CWR.Исключения могут возникнуть при работе арифметических команд и ко-
манд,преобразующих формат операндов,таких как FST.
Маскированная реакция для ситуации переполнения состоит в формировании
граничных (максимальных или минимальных)значений,представимых в сопро-
цессоре,или специального численного значения в виде знаковой бесконечности.
|
|
|
Немаскированная реакция на возникновение этих исключений зависит от того,
где должен формироваться результат.Если приемник — память,то мантисса ре-
зультата округляется,а порядок приводится к середине своего диапазона.Если
приемник — ячейка памяти,то значение в ней не запоминается,при этом не изме-
няется и содержимое регистра стека.
Неточный результат
Исключение неточного результата возникает в случае,когда результат работы ко-
манды нельзя точно представить в формате приемника и его приходится округ-
лять.Например,вычисление любой периодической дроби вроде 1/3 будет приво-
дить к возникновению такого типа исключения.В какую сторону произошло
округление,можно судить по значению бита С1:
II если С1 =0,то результат был усечен;
ш если С1 =1,то результат был округлен в большую сторону.
При возникновении этих исключений в регистре SWR устанавливаются флаг РЕ
(Precision).Исключение маскируется битом РМ регистра управления CWR.
|
|
|
