Jaka jest różnica pomiędzy liczbami zmiennoprzecinkowymi twardymi i miękkimi?

Question

Kiedy kompiluję kod C z moim krzyżowym toolchainem, linker drukuje strony z ostrzeżeniami mówiącymi, że mój plik wykonywalny używa hard floats, ale mój libc używa soft floats. Co za różnica?

Answer 1

Twarde pływaki używają jednostki zmiennoprzecinkowej na chipie. Soft floats emulują jeden w oprogramowaniu. Różnica polega na szybkości. Dziwne jest to, że obie są używane w tej samej docelowej architekturze, ponieważ chip ma albo jednostkę FPU, albo nie. Możesz włączyć miękki zmiennoprzecinkowy w GCC za pomocą -msoft-float. Możesz chcieć przekompilować swoją bibliotekę libc, aby używać sprzętowego punktu zmiennoprzecinkowego, jeśli go używasz.

Answer 2

Wygląda na to, że twoja biblioteka libc została zbudowana dla operacji zmiennoprzecinkowych w oprogramowaniu, podczas gdy twój exe został skompilowany przy założeniu obsługi sprzętu dla zmiennoprzecinkowej. W krótkim okresie można wymusić miękkie pływaki jako flagę kompilatora. (jeśli używasz gcc, myślę, że to -msoft-float)

Dłuższy okres, jeśli procesor twojego celu ma sprzętową obsługę operacji zmiennoprzecinkowych, zazwyczaj chcesz zbudować lub znaleźć krzyżowy zestaw narzędzi z włączonym spławem sprzętowym dla prędkość. Niektóre rodziny procesorów mają warianty modeli, niektóre z nich, a niektóre bez wsparcia sprzętowego. Na przykład, po prostu mówienie, że twój procesor jest ARM jest niewystarczające, aby wiedzieć, czy masz sprzętową obsługę zmiennoprzecinkowej.

Answer 3

Istnieją trzy sposoby, aby zrobić zmiennoprzecinkowych arytmetycznych:

• instrukcjach użyto pływak jeśli procesor posiada FPU. (szybki)
• Niech twój kompilator przetłumaczy arytmetykę zmiennoprzecinkową na arytmetykę całkowitą. (powolny)
• Używaj instrukcji pływaka i procesora bez FPU. Twój procesor wygeneruje wyjątek (instrukcja zarezerwowana, instrukcja niezaimplementowana lub podobne), a jeśli jądro systemu operacyjnego zawiera emulator zmiennoprzecinkowy, będzie emulować te instrukcje (najwolniej).

Answer 4

Obliczenia można wykonać za pomocą sprzętu zmiennoprzecinkowego lub oprogramowania opartego na arytmetyce całkowitej.

Robiąc to w sprzęcie jest znacznie szybciej, ale wiele mikrokontrolerów nie ma sprzętu zmiennoprzecinkowego. W takim przypadku możesz albo unikać używania zmiennoprzecinkowego (zwykle najlepsza opcja), albo polegać na implementacji w oprogramowaniu, które będzie częścią biblioteki C.

W niektórych rodzinach kontrolerów, na przykład ARM, sprzęt zmiennoprzecinkowy występuje w niektórych modelach rodziny, ale nie w innych, więc gcc dla tych rodzin obsługuje oba. Twój problem polega na tym, że pomieszałeś dwie opcje.

Answer 5

Ściśle mówiąc, wszystkie te odpowiedzi wydają mi się błędne.

Kiedy kompiluję kod C za pomocą mojego krzyżowego toolchaina, linker drukuje strony z ostrzeżeniami mówiącymi, że mój plik wykonywalny używa hard floats, ale mój libc używa soft floats. Co za różnica?

Debian VFP wiki posiada informacje na temat trzech opcji dla -mfloat-abi,

• soft - to czysta oprogramowanie
• softfp - ten obsługuje FPU sprzętu, ale ABI jest miękka kompatybilne.
• hard - ABI używa rejestrów float lub VFP.

Błąd łącznika (modułu ładującego) wynika z tego, że masz wspólną bibliotekę, która będzie przekazywać wartości zmiennoprzecinkowe w rejestrach całkowitych. Nadal możesz skompilować swój kod za pomocą -mfpu=vfp, itp., Ale powinieneś użyć -mfloat-abi=softfp, więc jeśli libc potrzebuje float, jest przekazywany w sposób zrozumiały dla biblioteki.

Jądro Linux może obsługiwać emulację instrukcji VFP. Oczywiście lepiej jest skompilować ten kod z -mfpu=none i mieć kompilator bezpośrednio generujący kod, zamiast polegać na emulacji jądra Linuksa. Uważam jednak, że błąd PO nie jest w rzeczywistości związany z tym problemem. Jest oddzielny i należy go również załatwić razem z -mfloat-abi.

Armv5 shared library with ArmV7 CPU jest przeciwieństwem tego; the libc był trudny, ale aplikacja była tylko miękka. Jest kilka sposobów na obejście problemu, ale rekompilacja z odpowiednimi opcjami jest zawsze najłatwiejsza.

Inną kwestią jest to, że jądro Linux musi obsługiwać zadania VFP (lub dowolny inny zmienny punkt ARM), aby zapisać/przywrócić rejestry w przełączniku kontekstu.