ARM GCC浮點(diǎn)相關(guān)總結(jié)

FWW7

1、名字解釋： ABI，application binary interface (ABI)，應(yīng)用程序二進(jìn)制接口。 2、編譯版本問(wèn)題：   GCC 4.0 為分界線   4.0版本以下，由于采用OABI接口，其對(duì)浮點(diǎn)的支持不太好   4.0版本以上，采用了新的EABI接口，其對(duì)軟浮點(diǎn)和硬浮點(diǎn)的支持都比較好。 考慮在4.0版本以下時(shí)，其支持的ARM內(nèi)核大多數(shù)沒(méi)有硬浮點(diǎn)，所以可以分析資料比較少， 現(xiàn)在重點(diǎn)關(guān)注4.0版本以上。以下所述都是針對(duì)4.0版本以上的。 3、編譯器相關(guān)的參數(shù)：   -mfloat-abi=soft    使用這個(gè)參數(shù)時(shí)，其將調(diào)用軟浮點(diǎn)庫(kù)(softfloat lib)來(lái)支持對(duì)浮點(diǎn)的運(yùn)算，GCC編譯器已經(jīng)有這個(gè)庫(kù)了，一般在libgcc里面。這時(shí)根本不會(huì)使用任何浮點(diǎn)指令，而是采用常用的指令來(lái)模擬浮點(diǎn)運(yùn)算。 但使用的ARM芯片不支持硬浮點(diǎn)時(shí)，可以考慮使用這個(gè)參數(shù)。在使用這個(gè)參數(shù)時(shí)，連接時(shí)一般會(huì)出現(xiàn)下面的提示：    undefined reference to `__aeabi_fdiv'   或者類似的提示，主要因?yàn)橐话闱闆r下連接器沒(méi)有去主動(dòng)尋找軟浮點(diǎn)庫(kù)，這時(shí)使用將libgcc庫(kù)加入即可。   -mfloat-abi=softfp   -mfloat-abi=hard   這兩個(gè)參數(shù)都用來(lái)產(chǎn)生硬浮點(diǎn)指令，至于產(chǎn)生哪里類型的硬浮點(diǎn)指令，需要由-mfpu=xxx參數(shù)來(lái)指令。這兩個(gè)參數(shù)不同的地方是：          -mfloat-abi=softfp生成的代碼采用兼容軟浮點(diǎn)調(diào)用接口(即使用-mfloat-abi=soft時(shí)的調(diào)用接口)，這樣帶來(lái)的好處是：兼 容性和靈活性。庫(kù)可以采用-mfloat-abi=soft編譯，而關(guān)鍵的應(yīng)用程序可以采用-mfloat-abi=softfp來(lái)編譯。特別是在庫(kù)由第 三方發(fā)布的情況下。          -mfloat-abi=hard生成的代碼采用硬浮點(diǎn)(FPU)調(diào)用接口。這樣要求所有庫(kù)和應(yīng)用程序必須采用這同一個(gè)參數(shù)來(lái)編譯，否則連接時(shí)會(huì)出現(xiàn)接口不兼容錯(cuò)誤。         -mfpu=vfp   -mfpu=fpa   ...   前面已經(jīng)講述了,-mfpu參數(shù)就是用來(lái)指定要產(chǎn)生哪種硬浮點(diǎn)指令。常見(jiàn)的有vfp,fpa等。 4、編譯器使用時(shí)要注意的地方：   a.確認(rèn)編譯器默認(rèn)是使用哪種參數(shù)來(lái)處理浮點(diǎn)操作的。寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的浮點(diǎn)數(shù)程序：   #include int main(void) {     double d1 = 10.3;     double d2 = 2.0;         double dret = d1/d2;     dret++;         printf("result :%f",dret);         return 0; }       然后使用       arm-linux-gcc -c main.c -o main.o     再使用       arm-linux-objdump -d main.o      然后觀察產(chǎn)生的指令，從而確定默認(rèn)使用的是軟浮點(diǎn)還是硬浮點(diǎn)。(確認(rèn)的過(guò)程，看個(gè)人。晃一眼，里面如果有不熟悉指令，那可能就是硬浮點(diǎn)指令了)   b.確認(rèn)編譯器所帶的庫(kù)使用哪種參數(shù)來(lái)編譯的。   c.確認(rèn)所使用的芯片是否支持硬浮點(diǎn)，如果支持，是哪種類型的浮點(diǎn)指令。如果1,2與使用的芯片相沖突，這時(shí)就要考慮另尋編譯器了。 這三點(diǎn)確認(rèn)以后，我們?cè)趯?xiě)自己的應(yīng)用程序時(shí)，就會(huì)知道該怎樣使用這些參數(shù)了。 5、Linux相關(guān)問(wèn)題： 這里涉及兩個(gè)問(wèn)題： 問(wèn)題1：使用的ARM芯片不支持硬浮點(diǎn)    在配置ARM Linux內(nèi)核時(shí)，應(yīng)該都會(huì)看到這樣的配置：     menu "Floating point emulation"     comment "At least one emulation must be selected"     config FPE_NWFPE         ... 這個(gè)是用來(lái)配置在內(nèi)核里面模擬浮點(diǎn)處理器。 這個(gè)配置有什么作用呢？估計(jì)很少有人能夠知道。其實(shí)它是這樣的： 當(dāng)使用的ARM芯片不支持硬浮點(diǎn)，而又采用了-mfpu=fpa -mfloat-abi=softfp/hard來(lái)編譯應(yīng)用程序。現(xiàn)在應(yīng)該知道，采用這樣的參數(shù)是要參數(shù)fpa硬浮點(diǎn)指令。但是使用的ARM芯片不支持硬 浮點(diǎn)，這時(shí)這個(gè)配置就其作用了。因?yàn)槭褂昧薴pa硬浮點(diǎn)指令，但使用的ARM芯片不支持硬浮點(diǎn)，這樣當(dāng)程序運(yùn)行到fpa硬浮點(diǎn)指令，會(huì)出現(xiàn)指令異常，便會(huì) 陷入到內(nèi)核里，這時(shí)這個(gè)模擬浮點(diǎn)處理器就來(lái)模擬這些浮點(diǎn)指令。現(xiàn)在應(yīng)該清楚了，其作用了吧。但是現(xiàn)在有了更好的辦法，前面已經(jīng)講過(guò)了，采用 -mfloat-abi=soft參數(shù)來(lái)編譯應(yīng)用程序，這樣效率會(huì)快得多。想想從用戶態(tài)切換到內(nèi)核態(tài)，以及由此產(chǎn)生的cache和TLB表的損失。所以可 以考慮將這個(gè)配置拋棄了。