[ASM C/C++] 浮点数的内存表示

IEEE二进制浮点数的表示是IEEE把Intel设计的两种浮点存储格式规范化后得来。

IEEE短实数：32位（1位符号 + 8位指数+ 23位尾数）也称之为单精度浮点数。

IEEE长实数：64位 （1位符号 + 11位指数 + 52位尾数）也称为双精度浮点数。

以单精度浮点数来说明演示

符号：顾名思义用来表示浮点数的正负，1表示负，0表示正。

指数：短实数是用8位存储，存储格式是指数值+127，因此其值为无符号整数。

尾数：2进制浮点数10.11换成二进制为1010.0001 1100 0010 1000 1111, 规范为1.0100001 1100 0010 1000 1111，指数为3。

　　  任意浮点数尾数规范化后，小数点左边始终都有一个1，所以存储这个1是冗余的，所以在IEEE存储格式中尾数中的最左边这个1是省略掉的。即为.0100001 1100 0010 1000 1111。则10.11在内存中应为: 0(符号) 10000010(指数+127)  0100001 1100 0010 1000 1111(尾数)。十六进制为 4121c28f

代码验证:

int main(void)
{
    float total = 10.11;

    return 0;
}

编译调试

abeen@ubuntu:~/Documents/C$ gcc -g -o test test.c
abeen@ubuntu:~/Documents/C$ gdb test
GNU gdb (GDB) 7.0-ubuntu

设置断点

(gdb) l
1    int main(void)
2    {
3        float total = 10.11;
4    
5        return 0;
6    }
(gdb) b 5
Breakpoint 1 at 0x80483c2: file test.c, line 5.
(gdb) r
Starting program: /home/abeen/Documents/C/test

Breakpoint 1, main () at test.c:5
5        return 0;

(gdb) info locals
total = 10.1099997
(gdb) p &total
$1 = (float *) 0xbffff494
(gdb) info frame
Stack level 0, frame at 0xbffff4a0:
 eip = 0x80483c2 in main (test.c:5); saved eip 0x941b56
 source language c.
 Arglist at 0xbffff498, args:
 Locals at 0xbffff498, Previous frame's sp is 0xbffff4a0
 Saved registers:
  ebp at 0xbffff498, eip at 0xbffff49c

 (gdb) x/4xw 0xbffff490 #十六进制显示
0xbffff490:    0x080483e0    0x4121c28f    0xbffff518    0x00941b56

(gdb) x/4tw 0xbffff490 #二进制显示
0xbffff490:    00001000000001001000001111100000    01000001001000011100001010001111    10111111111111111111010100011000    00000000100101000001101101010110