Вычисляем кубический корень на ассемблере RISC-V

[vak]

Ликбез по ассемблеру RISC-V (часть 1, часть 2) был бы неполным без вещественной арифметики. Редкий микроконтроллер имеет плавающую точку, да ещё 64-битную. Получим же от неё удовольствие на PIC64. 😀

Вычислим что-нибудь простое но нетривиальное, скажем кубический корень. Итеративный алгоритм Ньютона вполне годится. Добывая корень из числа n, следующую итерацию x вычисляем как next_x = (n/x/x + x + x) / 3. На ассемблере будет выглядеть так:

        .text
cubic_root:
        fmv.d   fa3, fa0            # n in register fa3
        fld     fa2, three, a5      # constant 3.0
        fld     fa0, one, a5        # x = 1.0, initial guess
loop:
        fdiv.d  fa5, fa3, fa0       # n / x
        fmv.d   fa4, fa0            # old x in register fa4
        fdiv.d  fa5, fa5, fa0       # n / x / x
        fadd.d  fa5, fa5, fa0       # + x
        fadd.d  fa5, fa5, fa0       # + x
        fdiv.d  fa0, fa5, fa2       # divide by 3.0
        feq.d   a5, fa4, fa0        # nx == x?
        beqz    a5, loop            # otherwise to next iteration
        ret

one:    .double 1.0
three:  .double 3.0

На этот раз мне лениво писать на ассемблере печать вещественного числа. Воспользуемся стандартной функцией printf(). Её вариант __printf_chk можно вызывать прямо из ассемблера.

        .globl  main
main:
        fld     fs0, input, a5      # input value
        fmv.d   fa0, fs0            # copy to permanent register
        call    cubic_root

        li      a0, 2
        lla     a1, format
        fmv.x.d a2, fs0             # input value
        fmv.x.d a3, fa0             # square root
        call    __printf_chk

        li      a0, 0               # exit status
        call    _exit

input:  .double 2.0
format: .string "cubic root of %.15g is %.15g\n"

Компилируем, запускаем.

$ cc -o cubic_root cubic_root.s

$ ./cubic_root
cubic root of 2 is 1.25992104989487

Всё оказывается ничуть не сложнее, чем с целочисленными вычислениями.