淺談linuxkernel對于浮點(diǎn)運(yùn)算的支持-創(chuàng)新互聯(lián)

目前大多數(shù)CPU都支持浮點(diǎn)運(yùn)算單元FPU，F(xiàn)PU作為一個單獨(dú)的協(xié)處理器放置在處理器核外，但是對于嵌入式處理器，浮點(diǎn)運(yùn)算本來就少用，有些嵌入式處理器就會去掉浮點(diǎn)協(xié)處理器。

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X86處理器一般都是有FPU的。而ARM PPC MIPS處理器就會出現(xiàn)沒有FPU的現(xiàn)象。

linux kernel如何處理浮點(diǎn)運(yùn)算，我們就分為帶FPU的處理器和不帶FPU的處理器來討論。

（以下為個人知識總結(jié)，研究不深，錯誤之處希望大家指正，共同學(xué)習(xí)）

一 對于帶FPU的處理器

1 對于linux kernel來說，kernel本身編譯默認(rèn)使用了-msoft-float選項(xiàng)，默認(rèn)編譯為軟浮點(diǎn)程序，軟浮點(diǎn)含義是有g(shù)cc編譯器模擬浮點(diǎn)運(yùn)算（glibc庫提供），將浮點(diǎn)運(yùn)算代碼替換為定點(diǎn)運(yùn)算。

對于帶FPU的處理器，我們可以將編譯選項(xiàng)-msoft-float去掉，一般是在arch/xxx/Makefile中。將kernel編譯為硬浮點(diǎn)，也就是讓處理器的浮點(diǎn)指令計(jì)算浮點(diǎn)，

硬浮點(diǎn)運(yùn)算肯定要比模擬的定點(diǎn)運(yùn)算效率高。（kernel代碼中一般不會有浮點(diǎn)運(yùn)算，所以效率影響不大）

2 對于運(yùn)行在kernel上的app來說，特別是對于圖形程序，如QT，浮點(diǎn)運(yùn)算較多，我們直接編譯即可，因?yàn)樘幚砥髦С指↑c(diǎn)運(yùn)算，支持浮點(diǎn)運(yùn)算指令。

二 對于不帶FPU處理器

1 對于linux kernel來說，編譯默認(rèn)使用了-msoft-float選項(xiàng)，默認(rèn)編譯為軟浮點(diǎn)程序，linux kernel編譯不依賴鏈接任何庫，kernel中來實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的模擬浮點(diǎn)ABI。

2 對于運(yùn)行在kernel之上的app來說，如何處理浮點(diǎn)運(yùn)算，這里就有2種方法了：

（1）由kernel來模擬軟浮點(diǎn).

應(yīng)用程序使用硬浮點(diǎn)直接編譯（編譯器默認(rèn)就是編譯成硬浮點(diǎn)程序）。

而對于kernel，我所了解的PPC MIPS處理器都有專門的浮點(diǎn)運(yùn)算異常處理，程序運(yùn)行碰到浮點(diǎn)指令，無法運(yùn)行浮點(diǎn)指令時，硬件會產(chǎn)生相應(yīng)的中斷異常，kernel浮點(diǎn)異常處理程序根據(jù)指令內(nèi)容進(jìn)行軟浮點(diǎn)模擬操作，將運(yùn)算結(jié)果返回之后再恢復(fù)到用戶空間執(zhí)行。

對于ARM我在其異常介紹中沒有找到對于浮點(diǎn)計(jì)算的異常入口，但是kernel中也有對于其軟浮點(diǎn)的支持，

在配置ARM Linux內(nèi)核時，應(yīng)該都會看到這樣的配置：

 menu "Floating point emulation"
 comment "At least one emulation must be selected"
 config FPE_NWFPE
  ...

新聞名稱：淺談linuxkernel對于浮點(diǎn)運(yùn)算的支持-創(chuàng)新互聯(lián)
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