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  • 浮点,硬件浮点计算器计算。 软浮点,调用软件浮点库函数计算。

    硬浮点,硬件浮点计算器计算。
    软浮点,调用软件浮点库函数计算。

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    硬浮点Hard-float

    编译器将代码直接编译后给硬件浮点协处理器(浮点运算单元FPU)去执行。FPU通常有一套额外的寄存器来完成浮点参数传递和运算。使用实际的硬件浮点运算单元FPU当然会带来性能的提升。因为往往一个浮点的函数调用需要几个或者几十个时钟周期。

    软浮点 Soft-float

    编译器把浮点运算转换成浮点运算的函数调用和库函数调用,没有FPU的指令调用,也没有浮点寄存器的参数传递。浮点参数的传递也是通过ARM寄存器或者堆栈完成。

    软浮点支持是由交叉工具链提供的功能,与Linux内核无关。当使用软浮点工具链编译浮点操作时,编译器会用内联的浮点库替换掉浮点操作,使得生成的机器码完全不含浮点指令,但是又能够完成正确的浮点操作。

    在 ARMv7 体系结构之前,VFP 代表矢量浮点体系结构,并曾用于矢量运算。

    对于许多应用来说,设置硬件浮点至关重要,在与 NEON™ 多媒体处理功能结合使用时,硬件浮点可用于增强图像应用程序的性能(如缩放、2D 和 3D 转换、字体生成和数字过滤)。

    NEON是通用的SIMD(单指令多数据)引擎。通过NEON可以加速多媒体和信号的处理算法。NEON的函数是C语言风格,但是编译后成为汇编语句,这样执行的效率会提高。Neon是ARM核心附带的浮点SIMD引擎,可以把它当一个DSP用。如果不使用Neon,就只能用CPU自带的VFP进行浮点运算。标准A8的VFP没有管线化,速度是比较低的。A9的VFP管线化后,效能有明显提升,但还是不如Neon。

    Neon支持与VFP类似,都需要编译器和Kernel双方支持才可以。

    Kernel配置中:

    Floatingpoint emulation --->

    [*]VFP-format floating point maths

    [ ] Advanced SIMD (NEON) Extension support

    需要选中。

    想要使用硬件浮点协处理器来帮助运算Application中的浮点运算。需要以下几个前提条件:

    1. Kernel中设置支持硬件协处理器。

    2. 编译器支持将浮点运算翻译成硬件浮点运算指令,或者在需要浮点运算的时候手动调用相应的浮点运算指令。

    编译选项:

    -mfpu =name(neon orvfpvx)指定FPU 单元

    -mfloat-abi= name(soft、hard、 softfp):指定软件浮点或硬件浮点或 兼容软浮点调用接口

    如果只指定 -mfpu,那么默认编译不会选择选择硬件浮点指令集

    如果只指定 -mfloat-abi = hard或者softfp,那么编译会使用硬件浮点指令集

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  • 十进制浮点 to IEEE754浮点 & IBM浮点转换工具 可完成十进制单精度浮点数到IEEE754浮点数、IBM浮点数的转换。
  • 很多时候我们要处理的数据,不仅仅是整数和字符串,还有浮点数即小数。在多媒体数据处理方面表现的更多。...编译器将代码直接编译成硬件浮点协处理器(浮点运算单元FPU)能识别的指令,这些指令在执行的时候A...

    很多时候我们要处理的数据,不仅仅是整数和字符串,还有浮点数即小数。在多媒体数据处理方面表现的更多。是不是所有的CPU都支持,浮点运算呢?答案:不是。

    我们常常听到赢浮点和软浮点,这些到底说的是什么呢?下面我们就来一探究竟吧。在这里我们说的是ARM核浮点运算。

    (1)硬浮点(hard-float)

    编译器将代码直接编译成硬件浮点协处理器(浮点运算单元FPU)能识别的指令,这些指令在执行的时候ARM核直接把它转给协处理器执行。FPU 通常有一套额外的寄存器来完成浮点参数传递和运算。使用实际的硬件浮点运算单元(FPU)会带来性能的提升。

    (2)软浮点(soft-float)

    编译器把浮点运算转成浮点运算的函数调用和库函数调用,没有FPU的指令调用,也没有浮点寄存器的参数传递。浮点参数的传递也是通过ARM寄存器或者堆栈完成。现在的Linux系统默认编译选择使用hard-float,如果系统没有任何浮点处理器单元,这就会产生非法指令和异常。因而一般的系统镜像都采用软浮点以兼容没有VFP的处理器。

    用一句话总结,软浮点是通过浮点库去实现浮点运算的,效率低;硬浮点是通过浮点运算单元(FPU)来完成的,效率高。

    一、使用浮点库实现浮点运算(soft-float)

    例如:我想实现两个浮点数相加,代码如下:

    使用GNU ARM编译器翻译成的部分汇编代码如下:

    从图中我们可以知道,默认情况下,编译器使用的是软浮点,图中__aeabi_fadd这个函数是在浮点库中实现。如果想让代码能正常的运行,还需要在连接的时候静态连接一下浮点库。

    在这里我们以一个完成的案例来说明一下,软浮点库的使用方法。

    start.S:
            .global _start
            #define USER_MODE 0x10
            _start:
            @设置CPU为user模式
            mov r0,#USER_MODE
            msr cpsr_c,r0
            @跳到main函数
            ldr sp,=0x34000
            bl main
            stop:
            b stop
            main.c:
            int main()
            {
                    float f1,f2,f3;
                    f1 = 1.24;
                    f2 = 1.22;
                    f3 = f1 + f2;
                    return 0;
            }
            Makefile:
            LD=arm-none-eabi-ld
            OBJDUMP=arm-none-eabi-objdump
            RM=rm -rf
            CFLAG= -g -c 
            ASFLAG=-g -c
            OBJ=start.o main.o
            LDFLAGS= -static -L\
            #指定浮点库所在的路径
            "C:\Program Files\yagarto\lib\gcc\arm-none-eabi\4.6.2" -lgcc
            #设置编译模式
            %.o:%.S
            $(CC) $(ASFLAG) $< -o $@ 

            %.o:%.c
            $(CC) $(CFLAG) $< -o $@
            all:$(OBJ) 
            $(LD) -Ttext=0x20000 $^ -o arm.elf $(LDFLAGS)
            $(OBJDUMP) -D arm.elf > arm.dis
            clean:
            $(RM) *.o arm.dis arm.elf

    使用硬件浮点实现浮点运算(hard-float)

    使用硬件浮点的时候,我们需要给编译器传递一些参数,让编译器编译出硬件浮点单元处理器能识别的指令。

    (1)-mfpu=name

    参数-mfpu就是用来指定要产生那种硬件浮点运算指令,常用的右vfp和neon等。

    浮点协处理器指令:

    ARM10 and ARM9:
            -mfpu=vfp(or vfpv1 or vfpv2)
            Cortex-A8:
            -mfpu=neon

    (2) -mfloat-abi=value

    -mfloat-abi=soft 使用这个参数时,其将调用软浮点库(softfloat lib)来支持对浮点的运算,GCC编译器已经有这个库了,一般在libgcc里面。这时根本不会使用任何浮点指令,而是采用常用的指令来模拟浮点运算。但使用的ARM芯片不支持硬浮点时,可以考虑使用这个参数。在使用这个参数时,连接时一般会出现下面的提示:

    undefined reference to `__aeabi_fdiv'

    或者类似的提示,主要因为一般情况下连接器没有去主动寻找软浮点库,这时使用将libgcc库加入即可。

    -mfloat-abi=softfp

    -mfloat-abi=hard

    这两个参数都用来产生硬浮点指令,至于产生哪里类型的硬浮点指令,需要由

    -mfpu=xxx参数来指令。这两个参数不同的地方是:

    -mfloat-abi=softfp生成的代码采用兼容软浮点调用接口(即使用-mfloat-abi=soft时的调用接口),这样带来的好处是:兼容性和灵活性。库可以采用-mfloat-abi=soft编译,而关键的应用程序可以采用-mfloat-abi=softfp来编译。特别是在库由第三方发布的情况下。

    -mfloat-abi=hard生成的代码采用硬浮点(FPU)调用接口。这样要求所有库和应用程序必须采用这同一个参数来编译,否则连接时会出现接口不兼容错误。

    我们对main.c文件使用硬件浮点重新编译:

    翻译成的汇编代码如下:

    start.s:
            .global _start
            #define USER_MODE 0x10
            _start:
            @ 设置为所有模式都可以访问协处理器,cortex-A8手册 3.2.27
            mov r0, #0xfffffff
            mcr p15, 0, r0, c1, c0, 2
            @ 使能NEON and VFP协处理器,NEON and VFP enable bit.
            @ 设置fpexc的30位为1去使能NEON and VFP,cortex-A8 手册 13.4.3
            ldr r0, =1<<30
            fmxr fpexc, r0
            @设置CPU为user模式
            mov r0,#USER_MODE
            msr cpsr_c,r0
            @跳到main函数
            ldr sp,=0x34000
            bl main
            stop:
            b stop
            main.c:
            int main()
            {
                    float f1,f2,f3;
                    f1 = 1.24;
                    f2 = 1.22;
                    f3 = f1 + f2;
                    return 0;
            }
            Makefile:
            CC=arm-none-eabi-gcc
            AS=arm-none-eabi-as
            LD=arm-none-eabi-ld
            OBJDUMP=arm-none-eabi-objdump
            RM=rm -rf
            CFLAG=-g -c -mfpu=neon -mfloat-abi=softfp
            ASFLAG=-g -c -mfpu=neon -mfloat-abi=softfp
            OBJ=start.o main.o
            #设置编译模式
            %.o:%.S
            $(CC) $(ASFLAG) $< -o $@ 
            %.o:%.c
            $(CC) $(CFLAG) $< -o $@
            all:$(OBJ) 
            $(LD) -Ttext=0x20000 $^ -o arm.elf 
            $(OBJDUMP) -D arm.elf > arm.dis
            clean:
            $(RM) *.o arm.dis arm.elf

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  • Windows浮点

    2015-01-30 13:11:41
    Windows浮点程序,仿苹果浮点,简单,快速,自动升级!
  • 浮点

    2019-04-11 16:12:53
    浮点型 C++提供一种灵活的的标准,类型的长度只要确保大于最小长度就行了,所以在不同系统上,类型的长度并不一定相同。 在C++中 在文件climit 与cfloat能够查看整型,浮点型的大小等信息。 #include<climits>...

    浮点型

    C++提供一种灵活的的标准,类型的长度只要确保大于最小长度就行了,所以在不同系统上,类型的长度并不一定相同。

    在C++中 在文件climit 与cfloat能够查看整型,浮点型的大小等信息。

    #include<climits>
    #include<cfloat>
    

    三个浮点型之间的对比

    浮点型 内存大小 精度 (64位系统)
    float 至少32位,一般32位 小数点后6~7位
    double 至少48位,一般64位 小数点后15-17位
    long double 至少与double相同,一般80,96,128位 与double相同

    编写代码验证浮点型精度

    #include<iostream>
    #include<iomanip>
    using namespace std;
    int main(void)
    {
    	//小数点后位19位3
    	float a=1.3333333333333333333;
    	double b= 1.3333333333333333333;
    	long double c= 1.3333333333333333333;
    	//std::setprecision(20) 设置输出精度为20
    	cout <<"float:"<< std::setprecision(20) << a << endl;
    	cout<<"double:"<<std::setprecision(20) << b<<endl;
    	cout << "long double:" << std::setprecision(20) << c << endl;
    }
    

    最后输出结果:

    在这里插入图片描述

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  • 本文主要介绍DSP中浮点与定点概述,很值得学习一下,需要的朋友可以参考一下。
  • 浮点类型

    千次阅读 2019-04-04 17:22:01
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    千次阅读 2018-08-26 17:40:15
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    千次阅读 2016-04-08 16:25:03
    以前就听说过浮点运算,但是只是听说过名称而已,很少运用,今天因为写程序需要用到浮点运算的运算命令,瞬间头晕了,这是什么玩意儿,说好的实数运算怎么在计算机上变成这么复杂的东西,今天就总结一下平时需要用到...
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    2013-11-04 18:46:51
    浮点工具转化
  • MIPS浮点例外

    2020-06-18 20:32:16
    mips浮点例外有两个部分:一是浮点部件不可用例外; 一是浮点部件异常。
  • 2.1.7 浮点常量

    2021-02-07 15:22:27
    文章目录*浮点常量* 浮点常量 在默认情况下,像8.24和2.4E8这样的浮点常量都属于double类型。 如果希望常量为float类型,请使用f或F后缀。 对于long double类型,可使用l或L后缀(由于l看起来像数字1,因此L是更好...
  • 浮点编码

    千次阅读 2019-01-28 20:21:55
    浮点编码 问题,如何在内存中表示小数? float fltValue = 16.25; //fltValue对应的十六进制为多少? 前期准备的知识,如何将十进制小数,转变为二进制。 十进制的123的本质:   同理:  ...
  • 16位浮点转32位浮点

    千次阅读 2018-12-01 17:52:36
    在DX中有着半精度浮点转单精度浮点的详细函数,我们先来了解一下数据的存储结构。 type Bits1 is mod 2**1; type Bits4 is mod 2**4; type Bits5 is mod 2**5; type Bits7 is mod 2**7; type Bits8 is mod ...
  • 其实CPU的浮点能力并不差,通常来说CPU的整数能力只是CPU浮点能力的2-5倍而已。而GPU擅长浮点说的也不是很准确,其实GPU是擅长数值计算,不擅长应对分支和随机访存。通常GPU的int32能力并不会低于其float32能力。...

空空如也

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浮点