arm芯片浮點運算

1、訪問FPU寄存器

訪問FPU寄存器是通過控制CORTEX-A9的兩個系統控制協處理器寄存器來實現的

非安全模式下訪問控制寄存器(NSACR)

協處理器訪問控制寄存器(CPACR)

 

只在安全模式下使用FPU:

要在安全狀態下使用FPU,必須定義CPACR和FPEXC寄存器來使能FPU模塊

FPEXC:浮點意外寄存器

1)設置CPACR訪問CP10和CP11(FPU協處理器)

LDR r0, =(0xF << 20)

MCR p15,0,r0,c1,c0,2

2)設置FPEXC的EN位來使能FPU

MOV r3,#0x40000000

VMSR FPEXC,r3

 

在非安全模式和安全模式下使用FPU:

在安全和非安全模式下使用FPU,必須定義NSACR、CPACR、FPEXC寄存器

1)設置NSACR寄存器的bits[11:10]位,用來訪問CP10和CP11,從安全和非安全模式下:

MCR   p15,0,r0,c1,c1,2

ORR r0,r0,#2_11<<10;  enable fpu/neon

MCR p15,0,r0,c1,c1,2

2)設置 CPACR訪問CP10和CP11(FPU協處理器)

LDR r0,=(0xF<<20)

MCR p15, 0, r0, c1, c0, 2

3)設置FPEXC的EN位來使能FPU

MOV r3,  #0x40000000

VMSR  FPEXC,  r3

 

以下是針對ARM芯片運行裸機程序的說明

 

如何運行浮點類的運算呢:

1、首先需要打開ARM芯片上的FPU模塊

2、編譯選項要把FPU的特性加上,例如CFLAGS=     -mfloat-abi=hard       -mfpu=vfpv3


ABI即“application binary interface”,即編譯器將c代碼編譯成彙編代碼時使用的一種規則

使用規範如下:

在編譯帶有浮點參數的函數時,有三種可能的編譯選項:
 -mfloat-abi=soft
 -mfloat-abi=softfp
 -mfloat-abi=hard

"soft"選項:表明不使用FPU硬件,而是使用GCC的整數算術運算來模擬浮點運算。

"softfp"選項:表明要使用FPU硬件來做浮點運算,只是,函數的參數傳遞到整數寄存器(r0-r3)中,然後再傳遞到FPU中。

"hard"選項:表明要使用FPU硬件來做浮點運算,並且,函數的參數直接傳遞到FPU的寄存器(s0、d0)中。


hardfp ABI和hardfloat運算不是一回事:

hardfp ABI也稱爲VFP模式的ABI;只是一種編譯規則;而hardfloat運算則表示用FPU來做浮點運算。

soft ABI和softfp ABI這兩者統稱爲標準模式ABI。


因此,在涉及到浮點函數調用時,

用-mfloat-abi=soft編譯的app或者庫,在用-mfloat-abi=softfp編譯的OS中是可以跑的;

用-mfloat-abi=softfp編譯的app或者庫,在用-mfloat-abi=soft編譯的OS中,如果SoC中沒有FPU,那麼是不能跑的。

而-mfloat-abi=softfp/soft與-mfloat-abi=hard,是互不兼容的。


注意,Code sourcery 2007/2008均不支持-mfloat-abi=hard,從Code Sourcery 2009q1纔開始支持-mfloat-abi=hard,
即arm-none-linux-gnueabi-gcc-4.3.2以後的版本支持-mfloat-abi=hard

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